随着人们生活水平的不断提高,对汽车智能化水平提出了更高的要求。高级驾驶辅助系统随之出现,经过多年的发展,高级驾驶辅助系统已经形成了由多种传感器组成的复杂信息采集系统,毫米波雷达则是该系统的重要组成部分。由于毫米波雷达具有体积小、成本低、雨雪天气影响小等优点,受到各大汽车厂商和科研人员的广泛关注。目前,在汽车领域主流毫米波雷达分为24GHz和77GHz两个频段。24GHz频段雷达频率较低、波长较长,可探测的距离较远。但该频段带宽只有不到250MHz,单一波形无法取得较好的高速度远距离目标的检测性能,从而在一定程度上限制了该频段毫米波雷达的使用。因此,本文研究了24GHz毫米波雷达的混合波形设计,提升了24GHz毫米波雷达对高速度远距离目标的探测能力。77GHz毫米波雷达频率较高、波长短、带宽大,锯齿调频连续波在该频段具有较好的目标检测性能。但在目标速度大于雷达系统最大不模糊速度时,存在速度模糊问题,所以,在77GHz频段本文研究毫米波雷达速度解模糊算法,从而提升雷达对高速度目标的检测能力。首先,本文介绍了毫米波雷达的研究背景及意义以及其在车载系统、波形设计、解模糊算法等方面的国内外研究现状。随后,通过对三角调频连续波、锯齿调频连续波、恒频连续波的目标检测原理推导,从数学角度分析不同波形的目标检测能力。通过对多普勒效应、多普勒模糊、雷达方程等原理的介绍,为算法研究和实现提供了理论基础。其次,研究24GHz毫米波雷达混合波形设计。针对毫米波雷达单一波形探测高速度远距离目标能力较弱和距离与速度耦合等缺陷,在原有单一波形的基础上,设计了一种混合波形,混合波形由上升调频连续波、下降调频连续波、恒频连续波组成。同时对信号处理算法进行了相应的改进,从而使得能够从混合波形回波中得到目标信息。仿真结果表明,设计的混合波形及算法能够准确地得到高速度远距离目标信息。最后,研究77GHz毫米波雷达速度解模糊算法。针对传统基于中国剩余定理的速度解模糊算法存在鲁棒性较差、算法复杂度高等缺陷,提出了一种改进的基于中国剩余定理的速度解模糊算法,改进的算法避开直接解同余方程组,在感兴趣的速度范围内,基于模糊速度对目标实际速度进行预测,并通过两组预测值的对比最终得到目标实际速度。仿真对比结果表明,改进的算法相对传统算法具有更好的速度解模糊性能和鲁棒性。同时,完成了基于77GHz毫米波雷达硬件平台IWR1843改进的速度解模糊算法的程序设计,说明了改进的算法具有一定的工程应用价值。