激光精确制导技术及其干扰技术分析

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1、梁 阔 冯 源单 一 、少 量 、面 窄 和 作 为 武 器 系统 的 辅 助 手 段 逐 步 朝 着 多 样 、大 量 、应 用 面 宽 和 构 成 独 立 武 器 系 统 的方 向 发 展 ，性 能 日 益 提 高 ， 构 成的 威 胁 日 益 严 重 。巧 妙 又 及 时 地 采取 激 光 干 扰 手 段 能 使 敌 方 的 激 光探 测 器 材 致 盲 ，激 光 制 导 武 器 失 控 ，激 光 引 信 失 效 ，确 保 己 方 重 点 保护 目 标 的 安 全 。成 。指 示 器 向 目 标 发 射 脉 冲 激光 ，导 引 头 通 过 接 收 和 识 别 由 目 标 散 射 的 激

2、光 信 号 ，锁 定 并 控 制 激 光 制 导 武 器 攻 击 目 标 。激 光 导 引 头 多 采 用 象 限 检 测 元 件 来 测 定 目 标 相 对 于 光 轴 的 偏 移 量 大 小 和 方 位 。摘 要 阐 述 了 激 光 制 导 武 器制 导 原 理 和 抗 干 扰 技 术 ，从 激 光 测 距 距 离 欺 骗 干 扰 、激 光 有 源 角 度 欺 骗 干 扰 、激 光 高 重 频 干 扰 、强 激 光 压 制 干 扰 和 无 源 烟 幕 干 扰 五 个 方 面 分 析 了 对 激 光 精 确 制 导 武 器 的 干 扰 技 术 ，为 地 面 重 点 目 标 防 护 激 光 制

3、 导 武 器 提 供 了 方 法 和 依 据 。1 2措 施激 光 精 确 制 导 武 器 抗 干 扰关 键 词 精 确 制 导 激 光编 码 欺 骗 干 扰在 复 杂 的 战 场 环 境 下 ，存 在各 种 各 样 的 干 扰 ，这 些 干 扰 有 些 是有 意 的 ，也 有 些 是 无 意 的 。为 了 对抗 战 场 环 境 中 的 这 些 干 扰 ， 目 前大 部 分 的 激 光 精 确 制 导 武 器 都 采取 了 一 些 抗 干 扰 措 施 ，主 要 有 脉 冲编 码 技 术 和 波 门 选 通 技 术 两 种 。1 激 光 精 确 制 导 技 术激 光 精 确 制 导 方 式 有

4、半 主 动引 言美 军 很 早 指 出 : “ 目 前 军 事 技 术 正 经 历 一 场 新 的 变 革 ，军 事 技 术 发 展 的 重 点 已 从 投 掷 系 统 和爆 炸 装 置 转 到 敏 感 装 置 、控 制 系 统 和 提 高 精 度 上 。激 光 技 术 对 军 事 系 统 所 产 生 的 影 响 可 能 仅 次 于微 电 子 技 术 ，美 国 研 究 发 展 工 作 将 集 中 在 微 电 子 学 和 激 光 这 些 技 术 领 域 ” 。激 光 制 导 具 有 制 导 精 度 高 、 抗 干 扰 能 力 强 、结 构 简 单 、高 效 费比 等 优 势 ，在 精 确 制 导

5、 领 域 占有 十 分 重 要 的 地 位 。目 前 ，激 光 制 导 技 术 或 以 单 独 方 式 、或 以 复 合 方 式 已 经 在 多 型 号 的 导 弹 上 得到 应 用 ，成 为 导 弹 阵 地 、指 挥 所 、机 场 等 重 要 保 护 目 标 的 巨 大 威 胁 。随 着 科 技 的 飞 速 发 展 ，激寻 的 制 导 、主 动 寻 的 制 导 和 驾 束制 导 三 种 ，其 中 ，激 光 主 动 寻 的 制 导 技 术 尚 不 成 熟 ，激 光 驾 束 制 导 武 器 主 要 用 于 地 空 导 弹 和 地 面 反 坦 克 导 弹 ，空 地 激 光 精 确 制 导 武 器

6、中 大 都 采 用 激 光 半 主 动 寻 的 制 导 方 式 。1 1 激 光 精 确 制 导 的 基 本 原 理激 光 精 确 制 导 的 基 本 原 理 是 : 用 激 光 器 发 射 激 光 束 照 射 目 标 ，装 于 弹 体 上 的 激 光 接 收 装 置 接 收 照 射 的 激 光 信 号 或 目 标 反 射 的 激 光 信 号 ，算 出 弹 体 偏 离 照 射 或 反 射 激 光 束 的 程 度 ，不 断 调 整 飞 行 轨 迹 ，使 战 斗 部 沿 着 照 射 或 反 射 激 光 前 进 ，最 终 命 中 目 标 。 激光 精 确 制 导 系 统 由 弹 载 激1 2 1 脉

7、 冲 编 码 技 术为 了 在 复 杂 光 电 环 境 下 能 正确 识 别 敌 我 、真 假 ，目 标 指 示 激 光 的 发 射 都 采 取 了 抗 干 扰 措 施 脉 冲 编 码 技 术 。编 码 技 术 是 指目 标 指 示 器 发 射 的 激 光 脉 冲 是 按照 系 统 的 预 先 设 定 进 行 编 码 ，其目 的 是 为 了 保 证 在 复 杂 的 战 场 环境 中 ，激 光 制 导 武 器 能 正 确 识 别出 己 方 所 指 示 的 目 标 。常 用 的 激光 指 示 信 号 编 码 类 型 有 周 期 型 编码 、等 差 型 编 码 和 伪 随 机一 重 频 发 射 的

8、脉 冲 序 列 中 按 一 定规 律 抽 取 脉 冲 ，其 间 隔 是 相 同 的 ，这 种 编 码 方 法 容 易 识 别 。与 精 确 频 率 码 不 同 ，变 间 隔 码 脉 冲 间 隔 是 变 化 的 ，由 于 其 脉 冲 序 列 具 有 一 定 的 周 期 性 ，连 续 接 收 到 几 个 周 期 信 号 后 ，也 可 以 对 其 进 行 识 别 。等 差 型 编 码 是 一 种 有 一 定 规 律 但 可 以 实 现 全 程 不 循 环 的 编 码 方 式 。它 是 指 脉 冲 间 隔 以 等 差 递 增 或 等 差 递 减 进 行 变 化 。连 续 接 收 到 几 个 间 隔 信

9、 号 后 ，也 可 以 对 编 码 进 行 识 别 。伪 随 机 编 码 是 通 讯 领 域 广 泛 采 用 的 一 种 抗 干 扰 方 法 。该 编 码 方 法 将 制 导 信 号 与 随 机 信 号 交 叠 在 一 起 ，可 以 实 现 在 制 导 武 器 攻 击 过 程 中 编 码 信 号 不 循 环 ，对 其 编 码 进 行 识 别 比 较 困 难 。1 2 2 波 门 选 通 技 术 波 门 选 通技 术 是 指 在 信 号 处理 电 路 中 设 定 一 系 列 时 间 段 ，信 号 的 处 理 只 对 在 这 些 时 间 段 内 进 入 的 信 号 进 行 ，在 波 门 外 进 入

10、 的 激 光 脉 冲 不 进 行 处 理 ，这 样 不 仅 可 以 避 免 杂 散 光 波 的 干 扰 ，更 重 要 的 是 提 高 了 导 引 头 识 别 目 标 信 号 的 能 力 ，极 大 的 限 制 了 激 光 干 扰 的 有 效 性 ，提 高 了 抗 干 扰 能 力 。激 光 导 引 头 的 波 门 分 为 固 定 波 门 和 实 时 波 门 两 种 。固 定 波 门 以 首 次 确 认 的 已 方 信 号 为 同 步 点 ，一 次 性 地 设 定 以 后 所 有 波 门 的 开 启 时 间 。实 时 波 门 以 本 次 实 际 接 收 的 信 号 为 同 步 点 ，来 设 定中 的

11、 累 计 误 差 ，波 门 可 以 设 置 得较 窄 。翼 改 用 塑 料 制 成 ，降 低 了 生 产 成本 。第 一 代 和 第 二 代 激 光 制 导 炸 弹 的 不 足 之 处 是 : 首 先 ，它 要 求 在中 高 空 投 弹 ，难 以 使 用 低 空 突 防战 术 ; 它 滑 翔 距 离 短 ，不 能 在 防 区外 投 弹 。其 次 ，它 制 导 精 度 不 高 ，不 能 攻 击 快 速 运 动 目 标 ， 且 不 能在 风 速 较 大 的 情 况 下 使 用 。为 了 解 决 载 机 的 生 存 率 问 题 ，美 国 空军 提 出 了 低 空 远 距 离 投 弹 要 求 。宝石

12、路 3 型 的 导 引 头 为 具 有 扫 描 、预 置 和 自 动 跟 踪 功 能 的 陀 螺 稳 定式 导 引 头 ，控 制 舱 采 用 比 例 控 制 舵机 和 数 字 式 自 动 驾 驶 仪 ，尾 翼 组 件采 用 大 升 阻 比 折 叠 尾 翼 。这 些 措施 使 得 宝 石 路3 型 比 宝 石 路 2 型 的 投 放 距 离 增 加 一 倍 ，制 导 精 度 达 到 1 m，导 引 规 律 为 比 例 导 引 ，并 能 实 现 有 落 角 要 求 的 弹 道 成 形 制 导 ，它 能 在 低 空 投 放 ，能 在 风 速 较 大 、能 见 度 较 差 及 目 标 快 速 运 动

13、的 条 件 下 使 用 。发 展 趋 势 : 激 光 制 导 炸 弹 存 在 射 程 近 、需 要 照 射 目 标 、不 具 备发 射 后 不 管 的 能 力 ，以 及 在 恶 劣 气候 条 件 下 不 能 使 用 等 缺 点 。 为 此 ，世 界 各 国 正 在 对 激 光 制 导 炸 弹 进行 升 级 改 进 ，主 要 发 展 趋 势 是 :1) 发 展 增 加 INS / GPS 制 导 模 式 的 双 模 制 导 激 光 制 导 炸 弹 ， 使 武 器 在 恶 劣 天 气 条 件 下 也 能 使 用 。2) 发 展 激 光 主 动 成 像 末 制 导 技 术 ，使 制 导 炸 弹 具

14、备 投 放 后2 激 光 制 导 技 术 的 军 事 应 用激 光 制 导 技 术 的 军 事 应 用 主要 体 现 在 激 光 制 导 炸 弹 和 激 光 制导 导 弹 。2 1 激 光 制 导 炸 弹激 光 制 导 炸 弹 是 在 普 通 炸 弹的 基 础 上 引 入 激 光 半 主 动 寻 的 制导 系 统 ，在 炸 弹 弹 道 的 末 段 ，能 够 修 正 弹 道 偏 差 ，使 其 精 确 命 中 目 标 。最 典 型 的 激 光 制 导 炸 弹 是 美 国 的 宝 石 路 系 列 。第 一 代 激 光 制 导 炸 弹 : 激 光 制 导 炸 弹 首 先 是 在 美 国 发 展 起 来

15、 的 。越 战 期 间 ，美 国 为 了 炸 毁 河 内 附 近 的 清 化 大 桥 ，于 1965 年 4 月 3 日 出 动 79 架 飞 机 ，投 下 普 通 炸 弹 120 枚 ，未 能 奏 效 。此 后 共 出 动 飞 机 600 多 架 次 ，投 下 普 通 炸 弹 数 千 吨 ，发 射 空 地 导 弹 32 枚 。损 失 飞 机 18 架 ，仍 未 能 将 该 桥 炸 毁 。1967 年 3 月 12 日 ，美 军 使 用 刚 刚 研 制 成 功 的 激 光 制 导 炸 弹 ( 宝 石 路 1 型 ) 再 次 突 击 该 桥 ，首 发 命 中 ，仅 出 动 12 架 飞 机 ，就 炸 毁 了 该 桥 。第 二 代 激 光 制 导 炸 弹 宝 石 路2 型 在 以 下 几 个 方 面 有 了 重 大 改 进 : 采 用 了 激 光 编 码 ，从 而 提 高 了 制 导 炸 弹 的 抗 干 扰 能 力 和 多 目 标 作 战 条 件 下 的 选 择 攻 击 能 力 ; 将 宝 石 路 1 型 的 固 定 尾 翼 改 成 折 叠 尾 翼 ，提 高 了 炸 弹 的 机 动 能 力 和 滑 翔 距 离 ，并 增 加