车载毫米波雷达是缓解日益增加的交通事故的有效途径之一,国内对77GHz车载毫米波雷达的研究还处在理论研究与实验研制的阶段,相对落后于欧美国家。目标检测算法是毫米波雷达研制的关键技术之一,对其深入研究有十分重要的意义。本文基于锯齿波体制的毫米波雷达研究了多目标的距离、速度、角度的检测方法,并在MATLAB和雷达模拟器上对算法进行仿真和验证。本文主要研究工作如下:(1)首先阐述了汽车毫米波雷达以及目标检测算法的背景、发展现状以及未来的发展趋势,选择锯齿波线性调频连续波作为发射信号,分析了锯齿波体制存在的速度模糊和距离速度耦合问题,根据毫米波雷达测量的距离范围、速度范围、距离分辨率、角度分辨率等设计波形参数,搭建了目标检测算法流程。(2)其次对目标检测算法流程中的各个模块进行了优化。针对速度模糊和距离速度耦合问题,设计了一种旋转因子解模糊算法,该算法利用128个周期T1和16个周期T2两种周期波形解速度模糊,再测量目标距离;比较了单元平均、有序和反馈式恒虚警检测器在均匀杂波背景环境下的单目标、多目标检测性能,选择性能较好的反馈式恒虚警检测器对信号进行杂波滤除;最后利用德州仪器的AWR1243评估板和DCA1000采集卡在雷达模拟器中采集目标数据验证了算法的可行性,可达到80m的中远距离探测,距离分辨力为AR=0.207m,速度分辨力为Δv=0.1572m/s,测距误差在0.5m以内,测速误差在1.5m/s以内。(3)最后研究了基于FFT与MUSIC的角度估计算法和互质阵列的DOA估计算法。首先利用所检测的目标速度对MIMO雷达分时发射的相位偏移进行补偿,结合FFT与MUSIC算法进行DOA估计,减少谱峰搜索区间来降低运算量;然后研究了互质阵列的拓展方式以及该阵列下的协方差矩阵重构DOA估计算法,该算法通过引入虚拟阵列插值的思想将互质阵列的非均匀虚拟阵列构造成一个均匀的线性阵列,重构均匀线性阵列的协方差矩阵后进行DOA估计,并详细分析了该算法的空间谱、分辨力以及不同快拍数、入射信号源个数以及不同信噪比对均方根误差的影响,协方差矩阵重构DOA估计算法在阵元数为7时可以实现9个信源数的DOA估计,可分辨入射角为θ1=-1.5°,θ2=1.5°时的相邻目标,具有高波达角分辨能力。