雷达波形模糊函数能够反映该雷达距离模糊与距离杂波折叠、多普勒模糊与多普勒频率混叠等雷达在杂波条件下的性能。对于以正交波形组为探测波形的MIMO雷达,上述模糊函数性能尚未见诸公开报道。本文提出模糊函数无模糊区的定义,针对相参和非相参两种基本技术体制的MIMO雷达,围绕工程上应用前景比较广阔的频率正交波形组,对其模糊函数性能进行分析,包括栅瓣和副瓣水平、无模糊时延、无模糊多普勒、无模糊区面积等模糊特性;从理论上证明MIMO雷达存在无模糊区面积缩小现象,提出将MIMO雷达无模糊区面积扩大到4的波形设计技术;针对MIMO雷达多波形应用,提出一种称为高维频率编码波形组的全新信号模型,和具有任意无模糊区尺度的高维频率编码波形组设计方法,并进一步提出一种具有探测不模糊和近程杂波不遮挡远程目标特性的新体制雷达。论文从模糊函数特性优化与波形设计理论研究工作入手,最后提出改善杂波条件下目标探测性能、重点是解决近程杂波遮挡观测目标这一重大工程技术问题的新途径,实现从理论研究到工程应用的闭环。在以上研究过程中,形成以下四个创新点:创新点一:从理论上证明MIMO雷达存在无模糊区面积缩小现象,并提出将MIMO雷达无模糊区面积扩大的正交波形优化设计方法。本文采用严谨的数学分析法证明,对于采用N个频率正交波形的相参和非相参两种体制的MIMO雷达,当波形组内任意波形具有相同的基带信号调制方式时,其无模糊区面积存在类似清洁区的缩小现象,可以缩小到4/N及以下水平。无模糊区面积缩小将导致雷达的模糊程度加深、距离杂波折叠或(和)多普勒频率混叠等性能的恶化,加剧近程杂波对目标的遮挡效应,从而严重影响雷达在杂波条件下的探测性能。论文进一步提出将MIMO雷达无模糊区面积扩展到4(无单位)的频率正交波形优化设计技术,使MIMO雷达具有与SIMO雷达程度相当的距离杂波折叠或(和)多普勒频率混叠性能。创新点二:提出面向模糊函数栅瓣和副瓣抑制的相干MIMO雷达频率正交波形优化设计技术,探索提出抑制雷达距离杂波和多普勒杂波的新途径。对于相干MIMO雷达时延维(距离维)的模糊函数,可以利用波形设计技术实现对距离栅瓣和副瓣的抑制。仿真结果表明,经过波形优化设计后的相干MIMO雷达模糊函数栅瓣,比未经优化的栅瓣高度降低20分贝水平,副瓣水平也显著降低。这对于改善相干MIMO雷达在机载条件下的距离杂波抑制性能具有工程价值。提出利用波形设计技术将多普勒区间|f_d|≤1/T内的栅瓣和副瓣抑制到与SIMO雷达相当的程度,从而改善相干MIMO雷达匹配滤波器对目标附近主瓣杂波的抑制性能,对于改善机载相干MIMO雷达对中低速目标的检测性能具有一定工程价值。创新点三:提出一种具有“空-时-频”多维联合编码能力的全新信号波形,并提出具有任意尺度无模糊区的高维频率编码波形设计技术。为满足MIMO雷达波形灵活性提高的要求,提出一种全新信号模型,该模型具有任意两波形间频率正交特性,还具有波形内子脉冲频率编码能力,是一种“空-时-频”多维联合编码波形。论文分析了高维频率编码波形组的模糊函数特性,推导得出高维频率编码波形组与波形组内单一波形的无模糊区尺度相等的充分条件,并进一步提出具有任意尺度无模糊区的高维频率编码波形设计技术。创新点四:提出一种命名为“无模糊MIMO雷达”的新体制雷达建议。以具有任意尺度无模糊区的高维频率编码波形设计技术为基础,提出一种具有距离/多普勒二维不模糊和杂波不折叠技术特点的新体制雷达,进一步提出无模糊MIMO雷达波形设计的具体技术方法,给出设计实例,为解决近程强杂波遮挡目标这一长期困扰机载雷达工程应用的重大技术问题提供新解决途径,有可能提高MIMO雷达在杂波条件下工程应用的潜力,如在预警机、战斗机、无人机和飞艇等航空探测领域的应用潜力。