2023年标准实验报告6雷达辐射源测向.docx

天道酬勤 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、实验工程名称：雷达辐射源测向 三、实验学时：4学时 实验原理：比幅法测向的根本原理：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。 比相法测向的根本原理：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, 那么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根本原理，并进行计算机性能仿真；掌握雷达辐射源比相法测向的根本原理，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)比拟数值(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.进行屡次蒙特卡罗仿真〔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(-2.8x(x+5).^2/(theta).^2); F2=exp(-2.8x(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=Axexp(jx2xpixfxt); %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(-2.8x(theta_s/2-DOA).^2/(theta_h).^2); F2=exp(-2.8x(theta_s/2+DOA).^2/(theta_h).^2); st1=sqrt(F1)xst; st2=sqrt(F2)xst; M=100; Rs=0; for m=1:M noise1=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)x(randn(size(st1))+jxrandn(size(st1)));%Generate noise signal st_1=st1+noise1; %figure(2) ;plot(t,real(st_1)); noise2=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)x(randn(size(st2))+jxrandn(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=10xlog10(F); theta=((theta_h)^2xR)/(24.32xtheta_s); Rs=(DOA-theta)^2+Rs; end RMSE=sqrt(1/MxRs) 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=Axexp(jx2xpixfxt); yt2=Axexp(jx2xpixfxt)xexp(-1xjx2xpixdlaxsin(DOA)); M=100; Rs=0; for m=1:M noise1=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)x(randn(size(yt1))+jxrandn(size(yt1)));%Generate noise signal yt_1=yt1+noise1; noise2=sqrt(1/10^(SNR/10)/2)x(randn(size(yt2))+jxrandn(size(yt2)));%Generate noise signal yt_2=yt2+noise2; fi=angle(yt_1.xconj(yt_2));%计算相位差 theta=mean(asin(fi/(2xpixdla)));%估计DOA Rs=(DOA-theta)^2+Rs; end RMSE=sqrt(1/MxRs) 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如以下列图所示 改变SNR，令其从20到45变化，计算出对应RMSE如以下列图所示 〔2〕相位法测向 改变DOA，令其从1到5变化，计算出对应RMSE如以下列图所示 改变SNR，令其从20到45变化，计算出对应RMSE如以下列图所示 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比照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、手段的改良建议：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: