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Gen_Data_Whitt.m
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function [T,R,S1,S2,S3,S_test,M1,M2,M3,M_test,M_test2] = Gen_Data(delta_dB,f_dB,f_phase,SNR_dB)
% 函数，用来生成定标用数据
%
% 输入变量：
% 1）delta_dB 设置 R 和 T 失真矩阵的串扰大小,单位 dB（串扰相位取随机相位）
% 2）f_dB 设置 R 和 T 失真矩阵的幅度不平衡,单位 dB
% 3）f_phase 设置 R 和 T 失真矩阵的相位不平衡,单位 度（°）——可以指定，也可以随机生成
% 4）SNR_dB 设置系统模型中加性噪声水平,表示比绝对幅度A低 SNR_dB（信噪比）,单位 dB
% 输出变量：
% 1）T,R 分别表示失真矩阵的设置值（真值）
% 2）S1,S2,S3 分别表示选用的三个参考极化定标器的散射矩阵
% 3）M1,M2,M3 分别对应 S1,S2,S3 的观测矩阵
% 4）S_test 和 M_test 分别对应检测用 22.5°二面角反射器（用来完整的解决Whitt算法问题）的散射矩阵和观测矩阵
% 5）M_test2 表示一个检测用三面角反射器（S1）的观测矩阵，用来计算极化精度
%
%
% 生成极化定标所需要的几个矩阵
% 1）三组不同定标器的理论散射矩阵 S;
% 2）生成三个参考极化定标器的观测矩阵 M;
% 3）除了上述三个参考极化定标器外，再生成 2 个检测用角反射器的观测矩阵 M;
% 采用的系统模型如下
% M = A*exp(1j*phy)*RST + N
% 设置：
% 1）A 设置为 1，绝对幅度因子
% 2）phy 从生成的 [-π,π] 随机数中选取
% 3）R 和 T 的设置见下文
% 4）N 表示加性噪声
%
% 更新至：2017.11.09. 09:20
% —— R 和 T 矩阵的串扰相位随机生成；
% —— 不平衡 f 的相位（相位不平衡）随机生成，但 R 和 T 的保持一致.
%%
% 生成 9 个区间为 [-π,π] 的随机数，用来作为：
% 1）发射、接收矩阵中串扰的相位
% 发射、接收矩阵中各2个，总共需要4个随机数作为相位；
% 2）不同定标点目标所对应的绝对相位 phy（见系统模型中的 phy）
% Whitt算法需要3个不同的参考定标器，再加上2检测用角反射器，
% 一个22.5°二面角，一个是三面角
% 总共需要5个随机数作为绝对相位；
Phase_TR = rand(1,9)*(2*pi) - pi; % [-π,π] 中的随机数
% save('Phase_TR.mat','Phase_TR');
% load Phase_TR;
%%
% 设置系统失真矩阵
% 1） 接收失真矩阵 R
% R = [ 1 , delta2
% delta1, f1 ];
delta2_dB = delta_dB; % delta2，串扰，单位 dB
delta1_dB = delta_dB; % delta1，串扰，单位 dB
f1_dB = f_dB; % f1，幅度不平衡，单位 dB
% --------------------------------------------------------
% 这是随机生成相位不平衡数值；
% 如果需要指定，则注销该行即可。
f_phase = rand(1,1)*(360); % [0, 360]之间随机数（°）
% --------------------------------------------------------
f1_phase = f_phase; % f1，相位不平衡，单位 度（°）
R = [ 1, 10^(delta2_dB/20)*exp(1j*Phase_TR(1,1));
10^(delta1_dB/20)*exp(1j*Phase_TR(1,2)), 10^(f1_dB/20)*exp(1j*(f1_phase/180*pi))];
% R = [ 1, 10^(delta2_dB/20) *exp(1j*pi/4);
% 10^(delta1_dB/20), 10^(f1_dB/20) *exp(1j*(f1_phase/180*pi))];
% 2） 发射失真矩阵 T
% T = [ 1 , delta3
% delta4, f2 ];
% 2016.08.11. 假设发射和接收失真矩阵具有互易性（包括幅度和相位）;
delta3_dB = delta1_dB; % delta3，串扰，单位 dB
delta4_dB = delta2_dB; % delta4，串扰，单位 dB
f2_dB = f1_dB; % f2，幅度不平衡，单位 dB
f2_phase = f1_phase; % f2，相位不平衡，单位 度（°）
T = [ 1, 10^(delta3_dB/20)*exp(1j*Phase_TR(1,3))
10^(delta4_dB/20)*exp(1j*Phase_TR(1,4)), 10^(f2_dB/20)*exp(1j*(f2_phase/180*pi))];
% T = [ 1, 10^(delta3_dB/20);
% 10^(delta4_dB/20) *exp(1j*pi/4), 10^(f2_dB/20) *exp(1j*(f2_phase/180*pi))];
%%
% 设置三组不同定标器的理论散射矩阵
% 1） 三面角反射器
S1 = [ 1, 0
0, 1];
% 2） 0°二面角反射器
S2 = [ 1, 0
0, -1];
% 3） 45°二面角反射器
S3 = [ 0, 1
1, 0];
% 4）新增加 22.5° 二面角反射器
S_test =[ 1, 1
1, -1];
%%
% 根据系统失真矩阵和设定的理论散射矩阵，计算得到对应的观测矩阵
A = 1; % 设置，绝对幅度因子
% 1） 三面角反射器
% M1 = A*exp(1j*Phase_TR(1,5))*R*S1*T;
M1 = A*exp(1j*Phase_TR(1,5))*R*S1*T + A*10^(-SNR_dB/20)*exp(1j.*(rand(2,2)*2*pi-pi));
% 2） 0°二面角反射器
% M2 = A*exp(1j*Phase_TR(1,6))*R*S2*T;
M2 = A*exp(1j*Phase_TR(1,6))*R*S2*T + A*10^(-SNR_dB/20)*exp(1j.*(rand(2,2)*2*pi-pi));
% 3） 45°二面角反射器
% M3 = A*exp(1j*Phase_TR(1,7))*R*S3*T;
M3 = A*exp(1j*Phase_TR(1,7))*R*S3*T + A*10^(-SNR_dB/20)*exp(1j.*(rand(2,2)*2*pi-pi));
% 4）检测用 22.5°二面角反射器
% M_test = A*exp(1j*Phase_TR(1,8))*R*S_test*T;
M_test = A*exp(1j*Phase_TR(1,8))*R*S_test*T + A*10^(-SNR_dB/20)*exp(1j.*(rand(2,2)*2*pi-pi));
% 5）检测用三面角反射器
% M_test2 = A*exp(1j*Phase_TR(1,9))*R*S1*T;
M_test2 = A*exp(1j*Phase_TR(1,9))*R*S1*T + A*10^(-SNR_dB/20)*exp(1j.*(rand(2,2)*2*pi-pi));
%%
% 至此,仿真数据完成
end