MIMO雷达是一种利用多发多收的并行多通道机制,能够形成远多于天线数目的观测通道与远大于收发阵列孔径的虚拟孔径,具有比实孔径雷达更高的成像分辨率的优势,同时多通道对空间目标信息的采集为并行实现,能够单次采集空间目标信息,具有比合成孔径雷达成像更好的实时性。但在MIMO雷达成像实验中,通常会面对复杂的应用环境如大场景目标、环境噪声影响等,而对于MIMO雷达系统,由于系统自身成像能力受限于观测通道数目,对于大场景复杂目标的成像时成像压力会增大,成像效果无法达到预期目标,当通过增加天线数目来提高系统成像能力时会大幅度增加系统成本,同时需调整系统结构。另外虽然目前MIMO雷达成像技术取得了重大突破,而MIMO雷达成像实验研究开展较少,且大多为微波暗室内理想条件下进行,为使MIMO雷达成像技术进一步走向实用化,外场实验研究具有重要研究意义,同时外场实验存在与理想条件下不同的实验环境,实验中存在的空中目标面位置抖动会不同程度地恶化成像实验结果,所以解决MIMO雷达外场实验环境目标抖动偏移对成像结果造成的影响的问题具有一定的实用价值。本文主要针对以上提出的问题进行相应的研究工作。本文的研究内容一为MIMO雷达成像相关新技术方法的研究。一是针对大场景下雷达系统成像能力受限的问题提出了一种利用窄脉冲距离门分割条带的MIMO雷达成像方法,该方法主要针对大场景复杂目标条件下的MIMO雷达成像,利用窄脉冲信号特有的距离门特征,对大场景进行条带分割,并建立相应的成像模型,方法涉及对信号进行分条带采样与单条带成像结果进行条带拼接技术,实现最终大场景成像。该方法能够在不增加系统成本与成像时间的基础上提高成像质量,改善成像效果。二是针对雷达实验场景成像面偏移对成像结果造成恶化影响的问题提出了一种基于成像面校正的成像优化方法,该方法利用空间谱理论对成像面偏移造成成像误差与成像面校正模型进行分析,并提出对成像面校正的算法,对由于外界因素造成的目标位置偏移进行成像平面的校正,设计相应仿真实验对方法有效性进行验证。本文的研究内容二是MIMO雷达成像外场实验研究,借助搭建的分布式雷达系统,设计MIMO雷达成像实验方案,实验方案主要包括发射信号形式设计与收发阵列布局设计,并在实验方案指导下进行外场实验,对采集的实验信息进行分析与处理,数据处理主要包括利用获得的场景位置信息与发射信号计算空间谱支撑区,对回波进行带通滤波去噪声,匹配滤波分离获得不同通道信息,采样后相关处理获取空间谱值,利用谱支撑区与谱值反演获得目标成像结果。并针对基于成像面校正的成像误差修正方法,利用实验数据进行验证,采用优化方法后的成像质量有明显提高,验证方法的有效性。本文主要针对的是MIMO雷达在实际应用实验中可能存在的问题,针对大场景复杂目标与外界环境扰动进行相关研究,基于空间谱理论建立相应分析模型,通过仿真实验与实际实验数据处理进行验证,对于MIMO雷达成像技术的实际应用具有一定指导意义。