1.一种基于Costas调频编码信号的非线性雷达测速测距方法,其特征在于,包括:向非线性目标发射Costas调频编码信号,并获取所述非线性目标反射的回波信号;所述回波信号包括线性回波、二次谐波和三次谐波;对所述回波信号进行预处理,得到预处理后的信号;所述预处理包括数字下变频和带通滤波;对所述预处理后的信号进行相位补偿,得到补偿后的信号;所述相位补偿包括对延时冗余项进行补偿、对多普勒冗余项进行补偿;对所述补偿后的信号进行快速傅里叶逆变换,将信号中的数据从频率域变换到快时间域,根据快时间域的数据确定雷达与所述非线性目标之间的距离;对所述补偿后的信号进行离散傅里叶变换,将信号中的数据从慢时间域转换为多普勒频率域,根据多普勒频率域的数据确定所述非线性目标的速度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述非线性目标反射的回波信号为:其中,s D 为非线性目标反射的回波信号,r为回波信号的阶数,a r 是第r阶回波信号的幅度因子,f为第p个脉冲的载波频率,t为时间,β为相位, λ为波长,l为雷达与非线性目标之间的距离。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述带通滤波采用3个带通滤波器分别对线性回波、二次谐波和三次谐波进行带通滤波;对线性回波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率与发射信号的中心频率相同,带通滤波器的带宽与发射信号的带宽相同;对二次谐波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率是发射信号的中心频率的2倍,带通滤波器的带宽是发射信号的带宽的2倍;对三次谐波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率是发射信号的中心频率的3倍,带通滤波器的带宽是发射信号的带宽的3倍。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,对所述预处理后的信号进行相位补偿,包括对所述预处理后的信号中的二次谐波和三次谐波分别进行相位补偿;二次谐波的延时冗余项为exp{-j4πf n τ 0 },多普勒冗余项为 其中,f n 为编码载波频率,τ 0 为脉冲宽度,f c 为发射信号固定载波频率;v为非线性目标的速度,n为离散采样时刻,T r 为脉冲重复周期,c为光速;三次谐波的延时冗余项为exp{-j6πf n τ 0 },多普勒冗余项为
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中,对所述补偿后的信号进行离散傅里叶变换,包括对所述补偿后的信号中的二次谐波和三次谐波分别进行离散傅里叶变换;对二次谐波进行离散傅里叶变换采用的变换因子为 其中,f n 为编码载波频率,f c 为发射信号固定载波频率,v为非线性目标的速度,n为离散采样时刻,T r 为脉冲重复周期,c为光速;对三次谐波进行离散傅里叶变换采用的变换因子为
6.一种基于Costas调频编码信号的非线性雷达测速测距系统,其特征在于,包括:发射机,用于向非线性目标发射Costas调频编码信号;接收机,用于获取所述非线性目标反射的回波信号;所述回波信号包括线性回波、二次谐波和三次谐波;预处理模块,用于对所述回波信号进行预处理,得到预处理后的信号;所述预处理包括数字下变频和带通滤波;相位补偿模块,用于对所述预处理后的信号进行相位补偿,得到补偿后的信号;所述相位补偿包括对延时冗余项进行补偿、对多普勒冗余项进行补偿;测距模块,用于对所述补偿后的信号进行快速傅里叶逆变换,将信号中的数据从频率域变换到快时间域,根据快时间域的数据确定雷达与所述非线性目标之间的距离;测速模块,用于对所述补偿后的信号进行离散傅里叶变换,将信号中的数据从慢时间域转换为多普勒频率域,根据多普勒频率域的数据确定所述非线性目标的速度。
7.如权利要求6所述的系统,其特征在于,所述预处理模块包括混频器和3个带通滤波器,所述混频器用于对所述回波信号进行数字下变频,所述3个带通滤波器分别对线性回波、二次谐波和三次谐波进行带通滤波;对线性回波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率与发射信号的中心频率相同,带通滤波器的带宽与发射信号的带宽相同;对二次谐波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率是发射信号的中心频率的2倍,带通滤波器的带宽是发射信号的带宽的2倍;对三次谐波进行带通滤波时,带通滤波器的中心频率是发射信号的中心频率的3倍,带通滤波器的带宽是发射信号的带宽的3倍。