随着我国私家车数量的持续增长,城市交通问题日益严重。发展智能交通系统成为改善城市交通问题的有效途径。交通雷达作为智能交通系统的主要组成部分,具有全天时、全天候、高精度等特点,因此交通雷达受到了广泛关注。但国内现阶段对于交通雷达的研究相对滞后,其中一个原因就是缺少一种具有多功能的交通信息采集雷达。本文旨在研究一种适用于高速公路的交通信息采集雷达,该雷达能同时对辐射范围内每个车辆目标的速度、距离、角度等基本信息进行测量,并能将测量数据上传上位机来完成车辆目标轨迹跟踪与航迹管理。本文的主要工作如下:(1)分别研究了LFMCW、FSK、MFSK与FSK-FMCW体制测速、测距的原理并分析了它们对多目标的分辨能力。然后分别对各个体制进行建模、仿真。在分析与比较各种体制的优缺点之后,最终选用FSK体制来实现本系统。此后讨论了雷达测角方法,并对双天线相位差测角的最大不模糊角度、测角精度进行分析。最后研究了适用于多目标检测的OS-CFAR检测算法,并对其进行仿真验证。(2)确定系统参数并完成系统硬件的设计。根据系统的性能指标对交通雷达系统参数进行分析与确定。根据系统采用FSK体制的需求对射频前端进行选型。为实现对前端的四路中频回波信号进行并行采集并实时处理,采用DSP+FPGA的硬件结构。然后采用模块化设计方法,完成滤波放大模块、核心处理器模块、数据采集模块、系统电源模块的设计。(3)为了实现系统的软件功能,首先确定了系统程序的流程图。然后分别完成FPGA数据采集模块和DSP信号处理模块的程序设计,其中包含了外部设备的逻辑控制与数字信号处理算法的实现。最终在硬件系统上实现目标检测与目标信息获取的功能。(4)为提高在多目标环境中的检测能力,研究了杂波分布特性,设计了数字滤波器来抑制杂波。研究了I/Q通道幅度相位误差的校正方法来抑制镜频干扰。采用链表结构实现了OS-CFAR检测算法,提高了系统的运行效率。(5)完成了在实际高速场景下的测试。测试结果表明本文研制的雷达可以准确地检测出车辆目标的速度、位置信息。然后根据实时数据的时频分析图,提出一种检测车流量和判断车型的新方法。