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调频连续波（FMCW）雷达具有距离分辨率高、结构简单、功耗低等优点，被广泛应用于军事及民用领域。雷达探测及跟踪是雷达信号及数据处理的核心任务。雷达接收到反射信号后，需要对接收信号进行处理，从而检测并提取出目标的距离、速度、角度等信息，再经过滤波、数据关联等处理，实现对目标的跟踪。在实际中，由于噪声、杂波及目标间的相互影响，研究如何利用已有的先验信息实现杂波环境下的多目标数据关联，进而实现多目标的跟踪具有深远的意义。
在此研究背景下，本文介绍了FMCW雷达目标探测、跟踪原理及相关算法，主要研究了多目标跟踪中的数据关联算法，并提出了一种基于损失函数的联合概率互联（LJPDA）算法，用来在有限的存储资源及规定的时间约束下，获取较为理想的跟踪性能。主要工作如下：
首先，介绍了FMCW雷达的测距、测速等基本原理，并对其进行了详细分析，给出了提取目标距离及速度的方法。以空间谱估计为基础，介绍了传统FFT测角方式及MUSIC和ESPRIT超分辨率测角的方法，并通过仿真对其进行了分析。
其次，对跟踪部分的滤波及一些常用的数据关联算法进行了研究分析，阐明了在密集杂波环境下多目标数据关联算法的时效性与准确性不能同时满足的问题，并针对性的推导和提出了LJPDA算法。该算法将联合概率思想与损失函数思想相结合，根据波门之间的相互关系及相交波门内的回波数量进行分类划分，采用贡献系数用来描述有效回波对关联目标的贡献大小，并定义了与贡献系数密切相关的损失函数。然后，通过使损失函数最小，利用牛顿迭代法得到最优贡献系数，进而得到各个回波相对于目标的联合概率，从而实现快速、准确的多目标数据关联，实现对多目标的跟踪。通过与JPDA算法进行比较，大量仿真及分析证明了该算法具有关联精度高、实时性强、资源消耗少、易于工程实现等优点。
最后，本文综合考虑雷达信号及数据处理的各个步骤，根据实际需求对FMCW雷达信号发射波形、探测及跟踪参数进行合理设计，对整个雷达探测及跟踪系统进行实现。
在此研究背景下，本文介绍了FMCW雷达目标探测、跟踪原理及相关算法，主要研究了多目标跟踪中的数据关联算法，并提出了一种基于损失函数的联合概率互联（LJPDA）算法，用来在有限的存储资源及规定的时间约束下，获取较为理想的跟踪性能。主要工作如下：
首先，介绍了FMCW雷达的测距、测速等基本原理，并对其进行了详细分析，给出了提取目标距离及速度的方法。以空间谱估计为基础，介绍了传统FFT测角方式及MUSIC和ESPRIT超分辨率测角的方法，并通过仿真对其进行了分析。
其次，对跟踪部分的滤波及一些常用的数据关联算法进行了研究分析，阐明了在密集杂波环境下多目标数据关联算法的时效性与准确性不能同时满足的问题，并针对性的推导和提出了LJPDA算法。该算法将联合概率思想与损失函数思想相结合，根据波门之间的相互关系及相交波门内的回波数量进行分类划分，采用贡献系数用来描述有效回波对关联目标的贡献大小，并定义了与贡献系数密切相关的损失函数。然后，通过使损失函数最小，利用牛顿迭代法得到最优贡献系数，进而得到各个回波相对于目标的联合概率，从而实现快速、准确的多目标数据关联，实现对多目标的跟踪。通过与JPDA算法进行比较，大量仿真及分析证明了该算法具有关联精度高、实时性强、资源消耗少、易于工程实现等优点。
最后，本文综合考虑雷达信号及数据处理的各个步骤，根据实际需求对FMCW雷达信号发射波形、探测及跟踪参数进行合理设计，对整个雷达探测及跟踪系统进行实现。