车辆检测毫米波雷达信号处理技术研究

道路交通信息采集在智能交通系统中，担负着提供准确可靠的信息源以使整个智能交通系统得以顺利准确运行的重任。毫米波雷达交通检测器作为获取路面信息的一种方式，因其特有的优势具有广阔的应用前景。本论文是围绕一个基于毫米波雷达的车辆检测系统的研究课题进行的。 本文的主要工作及创新之处在于： (1) 结合毫米波车辆检测雷达的应用背景，首先阐述毫米波车辆检测雷达在智能交通系统中的应用，介绍了智能交通系统中路面信息采集各种不同方式的优缺点，同时给出采用毫米波车辆检测雷达系统进行交通信息采集的优越性和必要性，说明了本文的选题背景及主要研究内容。 (2) 针对毫米波车辆检测雷达的具体应用需要，在提出车辆检测雷达的工作原理，阐述毫米波车辆检测雷达的系统构成和整体框架结构之后，分别从系统硬件设计与实现、数字脉冲压缩原理和基于一维距离像的车辆目标识别三个方面进行阐述。根据实际应用提出了车辆检测雷达系统的性能技术参数要求，确定了系统实际的工作频段和工作体制，分析了线性调频系统的组成原理，对系统主要参数进行了定量计算和误差估计。 (3) 分析了几种简单形状目标的散射特性，对典型车辆的雷达截面积进行了粗略的工程估算。对宽带雷达杂波特性进行了分析，采用幅度为韦布尔分布、功率谱为高斯分布的杂波模型I模拟地杂波，幅度为瑞利分布、功率谱为高斯分布的杂波模型II来模拟气象杂波。 (4) 介绍了一维距离像的基本概念和获得一维距离像的方法，深入分析了一维距离像的基本特性。通过对基于位置信息的全程相关检测方法和基于能量积累的几种滑窗检测方法的比较，分析了它们在宽带雷达信号检测中的性能特点和应用条件。在此基础上，提出了一种适合宽带雷达的检测方法，即相邻脉冲重复周期相关检测(IPCD)方法。当采用多脉冲积累后，其检测能力比能量相加脉间非相干积累EAD检测平均提高2dB。