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1、标准实验报告（6）雷达辐射源测向实 验 报 告（六） 一、试验室名称：信息对抗系统专业试验室 二、试验项目名称：雷达辐射源测向 三、试验学时：4学时 试验原理： 比幅法测向的基本原理：求两信号幅度的比值，依据比值的大小可以推断目标偏离方向, 查找预先制定的表格就可估计出目标偏离数值。比相法测向的基本原理：相位法测角利用多个天线所接收回波信号之间的相位差进行测角。设在方向有一远区目标, 则到达接收点的目标所反射的电波近似为平面波。由于两天线间距为d, 故它们所收到的信号由于存在波程差R而产生一相位差。五、试验目的： 驾驭雷达辐射源比幅法测向的基本原理，并进行计算机性能仿真； 驾驭雷达辐射源比相法
2、测向的基本原理，并进行计算机性能仿真。六、试验内容： 侦察接收机天线方向图的模拟仿真； 比幅法雷达信号测向的模拟仿真； 比相法雷达信号测向的模拟仿真； 仿真不同信噪比与雷达辐射源DOA取值状况下两种测向方法的估计性能。七、试验器材（设备、元器件）： 计算机、Matlab计算机仿真软件 八、试验步骤： 1.模拟产生高斯天线方向图，并显示该天线方向图； 2.比幅法测向 根据特定SNR、信号长度、信号频率、DOA分别产生相邻两通道接收信号（复单频信号） 计算幅度(功率)比较数值(单位dB) 依据幅度比估计DOA 3.相位法测向 根据特定SNR、信号长度、信号频率、DOA、天线基线与波长之比分别产生两
3、通道接收信号（复单频信号，两通道信号存在相位差） 计算相位差数值 依据相位差估计DOA 4.进行多次蒙特卡罗仿真（每次仿真中独立产生噪声），计算RMSE 5. 变更DOA、SNR取值，视察RMSE改变趋势。 试验Matlab程序： 1. 模拟产生高斯天线方向图 theta=10; x=-20:0.1:20; F1=exp(-2.8*(x+5).2/(theta).2); F2=exp(-2.8*(x-5).2/(theta).2); plot(x,F1) hold on plot(x,F2) grid title(高斯天线方向图) 2. 比幅法测向 clear all;close all;cl
4、c; A=1; f=1; DOA=2 SNR=45 t=0:0.01:10; st=A*exp(j*2*pi*f*t); %figure(1) ;plot(t,real(st); theta_h=10;%半功率天线波束宽度 theta_s=10;%相邻天线轴线夹角 F1=exp(-2.8*(theta_s/2-DOA).2/(theta_h).2); F2=exp(-2.8*(theta_s/2+DOA).2/(theta_h).2); st1=sqrt(F1)*st; st2=sqrt(F2)*st; M=100; Rs=0; for m=1:M noise1=sqrt(1/10(SNR/1
5、0)/2)*(randn(size(st1)+j*randn(size(st1);%Generate noise signal st_1=st1+noise1; %figure(2) ;plot(t,real(st_1); noise2=sqrt(1/10(SNR/10)/2)*(randn(size(st2)+j*randn(size(st2);%Generate noise signal st_2=st2+noise2; %figure(3) ;plot(t,real(st_2); S_1=(real(st_1).2+(imag(st_1).2;%计算功率 S_2=(real(st_2).
6、2+(imag(st_2).2; F=mean(S_1./S_2); R=10*log10(F); theta=(theta_h)2*R)/(24.32*theta_s); Rs=(DOA-theta)2+Rs; end RMSE=sqrt(1/M*Rs) 3.相位法测向 clear all;close all;clc; A=1; f=1; DOA=1; SNR=45;%dB dla=0.5;%天线基线与波长之比 t=0:0.01:10;%信号长度 yt1=A*exp(j*2*pi*f*t); yt2=A*exp(j*2*pi*f*t)*exp(-1*j*2*pi*dla*sin(DOA);
7、M=100; Rs=0; for m=1:M noise1=sqrt(1/10(SNR/10)/2)*(randn(size(yt1)+j*randn(size(yt1);%Generate noise signal yt_1=yt1+noise1; noise2=sqrt(1/10(SNR/10)/2)*(randn(size(yt2)+j*randn(size(yt2);%Generate noise signal yt_2=yt2+noise2; fi=angle(yt_1.*conj(yt_2);%计算相位差 theta=mean(asin(fi/(2*pi*dla);%估计DOA R
8、s=(DOA-theta)2+Rs; end RMSE=sqrt(1/M*Rs) 4. 变更DOA、SNR取值，视察RMSE改变趋势 主程序同1、2，利用for函数遍历不同DOA和SNR即可。 九、试验数据及结果分析 依据上述试验程序得到的试验数据及结果如下： 1. 模拟产生高斯天线方向图 2. 比幅法测向 DOA = 2 SNR = 45 RMSE = 0.0010 3.相位法测向 DOA = 1 SNR = 45 RMSE = 1.0437e-04 4. 变更DOA、SNR取值，视察RMSE改变趋势 （1）比幅法测向 变更DOA，令其从1到5改变，计算出对应RMSE如下图所示 变更SNR，
9、令其从20到45改变，计算出对应RMSE如下图所示 （2）相位法测向 变更DOA，令其从1到5改变，计算出对应RMSE如下图所示 变更SNR，令其从20到45改变，计算出对应RMSE如下图所示 十、试验结论 利用比幅法和相位法均可较好估计DOA，随着DOA和SNR的增大，RMSE分别呈现出增大和减小的趋势。其中，SNR对比幅法测向性能的影响较大，而DOA对相位法测向性能的影响较大。十一、总结及心得体会 通过仿真试验更深刻的了解到了比幅法测向和相位法测向的原理，并通过蒙特卡罗模拟了解了两种测向方法对不同参数的敏感程度。十二、对本试验过程及方法、手段的改进建议： 可以考虑变更信号长度和信号频率对测向性能的影响进行仿真验证。 报告评分： 指导老师签字: