多输入多输出(MIMO)雷达相比传统的相控阵雷达具有更多优势,近年来已经得到了众多学者的关注。由于MIMO雷达的各个发射阵单元所发射的波形是互相正交的,所以要考虑所设计波形的正交性能。混沌信号作为伪随机性信号,是可控且很容易大量产生的。而研究基于混沌信号的MIMO雷达波形设计可以避开优化算法中复杂的寻优过程,更灵活便捷的进行发射波形的设计与性能分析,所以本文的焦点就围绕混沌信号波形设计展开,主要的研究工作有:1.对MIMO雷达的工作原理及波形设计要求进行分析与阐述,对混沌信号理论做了介绍,并分别分析了logistic、tent、bernulli和quadratic四个一维离散混沌的映射和lorenz、rossler和chua三个三维的连续混沌系统,对它们的几大典型特性进行了仿真和分析。2.分析了三种离散混沌调制信号,分别是离散混沌调频信号、离散混沌调相信号和离散混沌的频率-相位复合调制信号。对这三类信号的形成机理、量化方式和波形性能优劣进行了仿真分析。研究表明离散混沌信号经过调制后其相关性得到了优化,功率谱较为平坦,是良好的雷达信号。3.对连续混沌系统进行研究,将其离散化后应用于MIMO雷达波形设计,以lorenz系统为例分别对其进行调频、调相和复合调制,通过比较其相关性、功率谱和模糊函数来分析波形的性能,并且研究了序列长度对相关性的影响,得到了序列长度与相关性好坏的关系。4.本文的创新点在于通过组合混沌与引入多相编码的形式对离散和连续混沌信号进行波形设计,在优化相关性的同时提升了波形的复杂度,使波形库更加丰富。比如多时编码能够自由设置相位状态的数目,并且它的每个相位所持续的时间都是变量。通过对混沌序列量化来调制多时编码所得到的新波形在未来会有很大的研究价值。