随着智能驾驶时代的到来,毫米波雷达以其探测距离远、体积小、成本低、不受光线强弱变化影响,穿透雨、雾霾、烟尘能力强,可以全天时、全天候工作的特点成为了智能驾驶系统中不可或缺的传感器。在这样的背景下,各大厂商及研究机构纷纷投入到车载毫米波雷达的研发浪潮之中,试图抢占市场。因此,研究高性能且低成本的车载毫米雷达及其关键技术具有重要意义。本文主要内容总结如下:1.调研了车载毫米波雷达及其关键技术的研究现状;对车载毫米波雷达的工作体制及系统组成进行了简要介绍;详细推导了调频连续波雷达的测距、测速和测角原理;推导了MIMO雷达形成虚拟孔径的原理;并结合车载毫米波雷达介绍了MIMO雷达的正交波形。2.对时分MIMO雷达的运动目标相位补偿技术和车载毫米波雷达的速度解模糊技术进行研究。针对时分MIMO雷达接收天线上耦合了运动目标引起的额外相位项的问题,首先分析了耦合相位项;然后对基于多普勒频相位的补偿方法进行改进,解决了其在多目标场景下不能对所有运动目标进行相位补偿的问题、在一定程度上改善了低信噪比目标的补偿效果,并分析了该方法对速度估计精度的要求;接着对基于重叠阵元的运动补偿方法原理进行研究和仿真分析,并通过仿真分析了该方法在幅相误差下的补偿效果;另外针对重叠阵元中冗余阵元降低角度分辨率的问题,提出了基于阵元相位差的运动补偿方法,该方法不需要重叠阵元、也不需要准确估计目标速度就可以完成运动目标相位的补偿,同样通过仿真分析了该方法在幅相误差情况下的补偿效果;并总结了三种方法的前提条件和适应场景。针对车载毫米波雷达的速度模糊问题,首先介绍了速度模糊现象并分析了解速度模糊的必要性,然后对最常用的重频参差解速度模糊方法进行原理分析和仿真验证并总结了该方法存在的问题,接着研究了一种改进的重频参差速度解模糊算法,通过仿真验证了改进方法的有效性,将改进方法与传统方法进行对比,发现改进方法的数据刷新率提高,算法复杂度降低,不存在目标配对问题,鲁棒性提高。3.结合某智能驾驶系统的实际需求,本文设计了一款远距模式和近距模式一体的车载毫米波雷达系统方案,并且该车载毫米波雷达具备一定的俯仰检测能力。首先设计了利用两片AWR1243芯片级联的系统方案,给出了系统组成及各模块的作用;然后根据安全驾驶对车载毫米波雷达的指标需求;完成了系统的阵列设计和波形参数设计;并结合该系统方案设计了信号处理流程;最后对设计的系统的远近两种模式进行了仿真验证,仿真结果证明了设计系统的有效性。本文设计的雷达系统同时具备远距和近距两种模式,并且远距模式、近距模式的接收阵列复用,发射阵列分置,两种模式时间上交替工作,相比于单一的远距雷达和近距雷达的组合方案而言,本方案在使用同样数量的高性能雷达芯片的条件下,远距模式和近距模式的阵列数量扩大了一倍,雷达角分辨率大大提高。4.搭建了MIMO毫米波雷达实验系统,在室外分别以行人、汽车为目标进行目标探测实验并对实测数据进行处理分析。首先对搭建的MIMO毫米波雷达实验系统进行了介绍;然后对该实验系统实验时配置的波形参数进行了详细介绍,最后对两组实验场景下的实测数据进行处理和分析,验证测距、测速、测角、恒虚警检测信号处理算法的有效性,并提取出行人、运动汽车的运动轨迹。