如今,精尖科学技术飞速发展,电磁环境瞬息万变,采用下视工作方式的机载雷达探测性能受到地杂波和干扰信号的严重影响,如何有效抑制杂波和干扰以提高目标检测性能是机载雷达亟待解决的问题。分布式阵列雷达是由多个空间分散的小孔径子阵联合构成的雷达系统,结合载机机身结构特点,灵活采用分布式阵列布局能进一步提升功率孔径积,推远探测距离,提高目标定位精度。大规模阵列背景下采用分布式布阵区别于普通阵列,加之杂波特性复杂,因此针对分布式阵列建立精细化的回波模型,深入分析杂波特性十分必要。雷达发射波形作为系统能量和信息的载体,发射波形设计是提高机载雷达整体工作性能的重要手段。本文围绕机载分布式阵列雷达,建立阵元级和子阵级回波信号模型,并对不同场景下的波形设计算法展开深入研究。具体工作内容如下:1.建立机载分布式阵列雷达回波信号模型。结合分布式阵列结构特点采用等距离环地面散射单元积分法进行杂波建模,在均匀面阵的基础上推导出分布式阵列回波信号模型。针对阵元数多、回波数据维度大的问题,提出了基于方向图增益等效对分布式阵列进行子阵划分的方法,相比传统子阵划分方法提高了建模效率。2.分析杂波特性,对回波数据进行信号处理。针对机载雷达分布式子阵列场景,基于空时频率耦合和虚拟孔径关系推导出杂波秩的估算公式。从杂波最小方差谱、傅里叶谱及影响杂波特性的因素方面分析杂波特性。通过仿真实验对比非自适应和空时自适应处理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)算法杂波抑制性能。3.研究杂波环境中发射波形和接收滤波器的联合设计问题。给出了机载分布式阵列雷达MIMO模式下目标和杂波的信号模型。建立了以最大化STAP输出信杂噪比(Signal-To-Clutter-Plus-Noise Ratio,SCNR)为优化目标,在恒模约束下的非凸二次优化问题。采用半正定松弛和随机化构造的技术及分数规划和幂次迭代的技术对优化问题求解。通过仿真验证了联合设计算法具有提升输出SCNR的性能。4.研究干扰环境中认知波形和接收滤波器的设计问题。将相似性约束下波形设计算法运用到认知波形设计环节。以良好相关特性波形设计算法得到的积分旁瓣电平(Integrated Sidelobe level,ISL)更理想的信号作为模范信号,间接调控设计信号的旁瓣特性,从而对相似性约束下波形设计算法做进一步优化。研究了相似性约束下失配滤波器的设计算法,并通过仿真证明算法达到了优化目标。