本发明属于雷达信号设计技术领域,公开了一种五维台阵MIMO雷达波形设计方法,包括:设计L个经遗传算法优化的正交的MIMO雷达信号;通过正交投影法求解阵元激励权值;利用得到的权值和设计的五个正交信号得出协方差矩阵;分别在方位角范围及俯仰角范围内均匀抽取多个方位角和俯仰角,对于其中的任一方位角和任一俯仰角,计算得到对应的发射导向矢量;再利用全部协方差矩阵及全部发射导向矢量计算得到MIMO雷达的方向图函数。本发明能够实现对五维台阵MIMO雷达的波形设计,提高了雷达的可利用自由度。