基于实波束扫描的方位向测角精度对比仿真实验

对本章提出的高分辨成像进行仿真验证，在同一待测条件下，将基于自适应OMRC的高分辨测角算法与传统实波束扫描测角算法进行对比，以体现成像策略的优越性。实波束扫描前视探测主要是利用波束扫描过程中，对前视目标区域内的不同强散射点的回波数据积累处理，得到强散射点的角度信息，为现代机载、弹载平台的探测模式。为满足弹载毫米波探测器的定距精度要求（≯2.5 m），在仿真过程中，将式（4-28）与式（4-29）推广到一般情况，则有

式（4-31）表示的判决条件，式（4-32）用于求解r至r＋n距离维内的最优单脉冲响应曲线。利用每一距离维内的最优单脉冲响应曲线均值以确定迭代停止次数，分别利用两种不同的测角算法对前视目标进行测角，得到的测角结果如图4-10所示。

图4-10　两种成像算法的成像结果

（a）单脉冲前视成像结果；（b）实波束扫描前视成像结果；
（c）单脉冲前视成像结果（单一散射点）；
（d）实波束扫描前视成像结果（单一散射点）

在同一距离维上设置同一目标，利用AOMRC-AMA与实波束测角分别进行方位向测角，得到的测角结果中：AOMRC-AMA的测角分辨率远高于实波束扫描测角算法，实波束与单脉冲对单一目标测角剖面结果如图4-11所示。

结合图4-10与图4-11的测角结果不难看出：传统的实波束扫描测角由于天线波束的扫描，测角过程中具有较大的剖面覆盖，就会影响对于该散射点的DOA的判定。而利用AOMRC-AMA测角结果呈现类似冲激函数，很好地提升了测角分辨率，有利于前视多散射点的高分辨测角。实波束扫描的角度剖面约为15°，而AOMRC-AMA测角剖面约为1.5°，测角剖面聚焦程度约为实波束扫描测角的1／10。利用高分辨测角算法使得角度更聚焦，这也是实现方位向高分辨测角的基础。(www.xing528.com)

图4-11　实波束与单脉冲对单一目标测角剖面结果

（a）实波束扫描测角结果；（b）AOMRC-AMA测角结果

为探究不同迭代次数条件下的测角分辨率，利用AOMRC-AMA进行前视测角，仿真过程中降低SNR，使得前视测角更贴近真实测角状态。测角过程中在不同的迭代次数时记录测角结果，角度分辨率的变化如图4-12所示。

图4-12说明了随着迭代次数的增加，同一距离维下的角度分辨能力得到了有效提高，反映出章节提出的高分辨成像策略的有效性。迭代的精度可根据不同作战任务的需要进行改变，从而使引信能够利用回波数据，自适应地提升方位向测角精度，即能实现探测区域的高分辨成像。当迭代次数增加时，测角剖面逐渐聚焦，最优的聚焦宽度可以达到0.4°。但受载弹平台响应耗时限制，无限次迭代会影响整体算法效率，因此需合理设置迭代次数以及门限，确保达到预设分辨率后停止迭代运算。

图4-12　不同迭代次数时同一距离维内角度分辨结果