实验六-相位干涉仪测向技术

学学 院院通信工程学院通信工程学院专专 业业信息对抗技术信息对抗技术指导教师指导教师沈雷老师沈雷老师 孙闽红老师孙闽红老师 学生姓名学生姓名邓斌邓斌学学 号号 1107311511073115 实验日期实验日期 2014 05 2014 05 实验六实验六 相位干涉仪测向技术相位干涉仪测向技术 一 实验目的一 实验目的 无线电测向和定位就是确定通信辐射源的来波方向和位置 对通信信号的测向和定位是 通信侦察对抗领域的一个重要且相对独立的技术领域 干涉仪测向又称为相位法测向 本实 验主要目的为通过实验 了解并掌握通信测向中相位法测向的基本原理和方法 二 实验原理二 实验原理 1 相位干涉仪测向原理 图图 1 以单基线干涉仪测向为例 其电波到达相邻天线阵元形成的波程差如上图所示 图中测 向天线阵由两个阵元组成 假设辐射源与阵元相距很远 所以可认为辐射源发射到阵元 1 和 2 的信号平行 假设阵元 1 和阵元 2 之间的间距为 来波方向与阵列法线方向的夹角为 d 测向的实质是测量夹角 阵元 1 和阵元 2 接收到的信号传播存在波程差 因而也存在相位差 设阵元 1 接收信号 为 20 cos 2 r ts tEf t 则阵元 2 的接收信号为 10 2sin cos 2 d r ts tEf t 其中为信号波长 0 cf 从上可以看出 信号传播距离差为 则相位差为 sin dl sin2 d 实际中 均已知 所以只要得到阵元 1 和 2 接收信号的相位差 便可以求出 需要注d 意的是 为了避免相位模糊问题 常需要满足条件 即 d 必 2 max d 须小于 2 2 时域干涉仪测向方法 将改写为复数形式得 12 r t r t 0 2 1 jf t r tEe 0 2 2 jf t r tEe 其中 2sin d 对取共轭得 1 r t 0 2 1 jf t r tEe 将与相乘得 1 r t 2 r t 2 21 j r t r tE e 对上式求相角 再乘以可得 2 d 再对上式取反正弦 最后通过乘以转换为角度 可得到方向角的估计 0 180 时域法测向的数学模型如下图所示 二二进进制制数数据据BPSK信信道道 方方位位角角时时延延函函数数Exp jx 信信道道 共共轭轭 Constant 取取相相角角Arcsin 180 pi 图图 2 3 频域干涉仪测向方法 对分别作 FFT 可得 12 r t r t 10 REff 20 j REff e 由相位谱计算公式 arctan I Q R R sin 2 d 式中与分别为信号频谱的虚部与实部 可求出两阵元接收信号的相位差为 I R I R 21 21 arctanarctan II QQ RkRk RkRk 然后可采用前述相同的方法得到方向角的估计 频域法测向的数学模型如下图所示 双双信信道道 接接收收机机 A D变变换换 A D变变换换 FFT变变换换 FFT变变换换 相相位位延延迟迟 计计算算与与综综 合合处处理理 方方位位计计 算算与与综综 合合处处理理 0 cos 2 Ef t 0 cos 2 Ef t 1 r n 2 r n 2 R k 1 R k 图图 3 三 三 Simulink 框图说明及参数设计框图说明及参数设计 A 模型框图模型框图 图图 4 其中 Subsystem 如图图 5 图图 5 Subsystem1 如图图 6 图图 6 B 参数设计参数设计 Bernoulli 模块参数 图图 7 由于得 由 m f c 5 3 8 0 103 101 103 可取 则 2sind 2 d 1dm Subsystem1 Gain 的参数 同理 Gain1 Gain4 的参数为 2 1 5 d pi 1 5 2 pi d Gain3 和 Gain5 的参数 180 pi 四 仿真数据处理 图表及得出相关结论四 仿真数据处理 图表及得出相关结论 假设假设 0 1 60 0 2 45 实验结果实验结果 0 1 60 0 2 45 由图得时域时域测向结果 98 59 1 99 44 2 测向误差 03 0 60 98 5960