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多输入多输出(MIMO)雷达是国际上近几年发展起来的一种新概念雷达体制,有着广泛的应用前景。该雷达系统结合了多信号技术和阵列技术,主要利用空间分集技术对抗目标RCS (radar cross section)闪烁以提高雷达性能。本文首先对MIMO雷达概念和发展过程作了简单描述,对MIMO雷达系统原理作了详细介绍,在此基础上分析了理想条件下的收发全分集MIMO雷达在高斯噪声和杂波背景下的检测性能,并在单脉冲检测情况下就其检测性能与传统相控阵雷达以及MISO(多输入单输出)、SIMO(单输入多输出)雷达作了比较;由于形成完全独立空间分集在工程上有较大的难度,本文利用接收信号协方差矩阵的特征值分析方法,对非理想条件下的MIMO雷达的单脉冲检测性能展开研究,并在此基础上简单讨论了不同天线阵列配置对MIMO雷达系统性能的影响。分布式小卫星的工作模式为实现MIMO雷达的天线阵列布局提供了有利的条件。结合分布式小卫星的协同工作和MIMO雷达的多发多收特点,本文提出了一种基于分布式小卫星的MIMO雷达系统概念;并结合Cartwheel和Pendulum卫星编队模型,分析了基于分布式小卫星平台MIMO雷达的检测性能,研究了分布式小卫星平台的运动对雷达检测性能的影响,探讨了基于分布式小卫星的MIMO雷达系统的可行性。本文利用Capon波束形成技术在MIMO雷达接收端对目标进行方位角估计,并利用Cramer-Rao界对测向性能进行评估。仿真结果表明,MIMO雷达在定位正确性上有显著优势,采用空间分集配置的阵列发射正交信号的MIMO雷达对目标有最好的测向效果。