标准实验报告（6）雷达辐射源测向

实 验 报 告（六）

一、实验室名称：信息对抗系统专业实验室 二、实验项目名称：雷达辐射源测向 三、实验学时：4学时 实验原理：

比幅法测向的基本原理：求两信号幅度的比值，根据比值的大小可以判断目标偏离方向, 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θ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ΔR而产生一相位差。

五、实验目的：

掌握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；

掌握雷达辐射源比相法测向的基本原理，并进行计算机性能仿真。

六、实验内容：

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取值情况下两种测向方法的估计性能。

七、实验器材（设备、元器件）：

计算机、Matlab计算机仿真软件 八、实验步骤：

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 按照特定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)根据幅度比估计DOA 3.相位法测向 按照特定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 根据相位差估计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.改变DOA、SNR取值，观察RMSE变化趋势。

实验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;clc;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/10)/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)).^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));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 Rs=(DOA-theta)^2+Rs;end RMSE=sqrt(1/M*Rs)4.改变DOA、SNR取值，观察RMSE变化趋势 主程序同1、2，利用for函数遍历不同DOA和SNR即可。

九、实验数据及结果分析 根据上述实验程序得到的实验数据及结果如下：

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.改变DOA、SNR取值，观察RMSE变化趋势（1）比幅法测向 改变DOA，令其从1到5变化，计算出对应RMSE如下图所示 改变SNR，令其从20到45变化，计算出对应RMSE如下图所示（2）相位法测向 改变DOA，令其从1到5变化，计算出对应RMSE如下图所示 改变SNR，令其从20到45变化，计算出对应RMSE如下图所示 十、实验结论 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 通过仿真实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、对本实验过程及方法、手段的改进建议：

可以考虑改变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：

指导教师签字:

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