MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)雷达借鉴了移动通信领域的 MIMO 思想,一经提出便吸引了国内外学者的广泛关注。MIMO雷达通过多个发射阵元发射多路相互正交的信号,多个接收阵元接收回波信号,具有比传统相控阵雷达更高的自由度和参数估计能力,且抗干扰和探测隐形目标能力出色,因此具有广泛的应用前景。基于MIMO雷达系统的空间谱估计(Direction of Arrival,DOA)是目前的研究热点,然而,MIMO雷达信号模型复杂,数据量巨大,相关算法的计算量相应提高,无法满足实时性等要求。本文以降低基于MIMO雷达的测向算法计算复杂度为目的,分别基于单基地MIMO雷达和双基地MIMO雷达信号模型进行了讨论和研究,并提出了相应的计算效率高的测向方法。首先,对基于MIMO雷达的空间谱估计现状进行了分析,研究了基于MIMO雷达的测向方法的基本理论,介绍了 MIMO雷达的阵列模型结构,给出了 MIMO雷达测向的数学模型。然后对MIMO雷达测向的热门算法进行了研究,介绍了部分算法原理,对其性能进行了详尽系统的仿真分析。其次,对于基于单基地MIMO雷达的测向方法,进行了提高计算效率、数据利用率和解相干性能等方面的研究。本文利用单基地MIMO雷达信号模型的特殊性以及信号的非圆特性,提出了一种基于单基地MIMO雷达的非圆信号DOA估计方法;进一步,针对相干信源测向的情况,借鉴空间平滑技术思想,提出了一种单基地MIMO雷达非圆信号相干源波达方向估计方法。仿真结果证实了所提两种算法估计独立和相干信源角度的能力。最后,对于基于双基地MIMO雷达的DOA和DOD (Direction of Departure)联合估计方法,进行了提高计算效率、数据利用率和解相干性能等方面的研究。本文针对现有算法计算量大及无法估计相干信源的问题,提出一种基于双基地MIMO雷达的酉求根MUSIC方法。该方法将利用实值化处理,将复运算转换为实运算,使计算量得到有效降低,且无需空间平滑处理即可估计相干信源,不会损失阵列孔径。