精確制導(dǎo)武器的導(dǎo)引頭綜述

摘 要：精確制導(dǎo)武器已經(jīng)成為衡量一個國家軍事現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。導(dǎo)引頭好比導(dǎo)彈的眼睛，在導(dǎo)彈的制導(dǎo)和控制中起著十分重要的作用。文中對雷達(dá)導(dǎo)引頭，紅外導(dǎo)引頭，電視導(dǎo)引頭，激光導(dǎo)引頭及多模復(fù)合制導(dǎo)進(jìn)行了綜述，闡述了它們各自的特點、組成、原理，并對比了這些導(dǎo)引頭的優(yōu)缺點及應(yīng)用環(huán)境。最后介紹了導(dǎo)引頭的發(fā)展?fàn)顩r，預(yù)測了導(dǎo)引頭今后的發(fā)展空間、應(yīng)用領(lǐng)域等問題。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)引頭 自尋的導(dǎo)彈 制導(dǎo)

中圖分類號：TJ4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2011）12（a）-0000-00

現(xiàn)代化的高科技武器系統(tǒng)，主要任務(wù)是對目標(biāo)進(jìn)行精確打擊，精確打擊這一指標(biāo)在現(xiàn)代化軍事中凸顯的越來越重要。精確制導(dǎo)武器現(xiàn)已成為實現(xiàn)精確打擊的主要手段之一，是信息化局部戰(zhàn)爭中物理殺傷的主要手段，并在戰(zhàn)爭中發(fā)揮了重要作用。

由于導(dǎo)引頭良好的跟蹤、捕獲性能，其技術(shù)已成為精確制導(dǎo)武器的核心技術(shù)之一。導(dǎo)引頭用來完成對目標(biāo)的自主搜索、識別和跟蹤，并給出制導(dǎo)律所需要的控制信號，在制導(dǎo)過程中，確保制導(dǎo)系統(tǒng)不斷地跟蹤目標(biāo)，形成控制信號，送入自動駕駛儀，操縱導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。導(dǎo)引頭廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈的雷達(dá)、紅外、激光、電視等原理制導(dǎo)中，在地空、空地、空空等戰(zhàn)術(shù)武器的應(yīng)用中，均取得了驚人的成績。

1 導(dǎo)引頭的功能與組成

1.1 導(dǎo)引頭的功能

導(dǎo)引頭是尋的制導(dǎo)控制回路的測量敏感部件，主要包含三大功能：一是截獲并跟蹤目標(biāo)；

二是輸出實現(xiàn)引導(dǎo)規(guī)律所需要的信息：三是消除彈體擾動對位標(biāo)器在空間指向穩(wěn)定性的影響 。

1.2導(dǎo)引頭的組成

導(dǎo)引頭是一個角度跟蹤系統(tǒng)，接收機輸出與視線角速度成正比的信號。導(dǎo)引頭通過接收系統(tǒng)接收目標(biāo)輻射，接收到的信號先經(jīng)過預(yù)處理（濾波整形與放大），再由信號處理裝置分析推算，得出導(dǎo)引頭的位置偏差量，指令形成裝置根據(jù)偏差量形成控制指令并傳給彈上控制系統(tǒng)，同時，伺服系統(tǒng)根據(jù)偏差量控制導(dǎo)引頭接收系統(tǒng)朝目標(biāo)方向進(jìn)行進(jìn)給運動。

2 導(dǎo)引頭的分類

導(dǎo)引頭接收目標(biāo)輻射或者反射的能量，確定導(dǎo)彈與目標(biāo)的相對位置及運動特性，形成引導(dǎo)指令。按導(dǎo)引頭所接收能量的能源位置不同，導(dǎo)引頭的分類也不一樣。

3 導(dǎo)引頭的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

導(dǎo)引頭對目標(biāo)高精度的捕獲和跟蹤是提高導(dǎo)彈制導(dǎo)精度的前提條件，因此，導(dǎo)引頭的基本參數(shù)應(yīng)該滿足一定要求。如發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標(biāo)的距離、視場角、中斷自導(dǎo)引的最小距離、導(dǎo)引頭框架轉(zhuǎn)動范圍、截獲能力和截獲概率、跟蹤快速性和穩(wěn)定性、制導(dǎo)參數(shù)測量精度、對電磁環(huán)境和飛行環(huán)境有良好的適應(yīng)性、有良好的電磁兼容性和可靠性、具有可測試性、可維修性、可生產(chǎn)性。

4 各類導(dǎo)引頭基本原理介紹

4.1雷達(dá)導(dǎo)引頭

雷達(dá)自動導(dǎo)引或自動瞄準(zhǔn)，是利用彈上設(shè)備接收目標(biāo)輻射或反射的無線電波，實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤并形成制導(dǎo)指令，引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標(biāo)的一種導(dǎo)引方法。雷達(dá)導(dǎo)引頭的任務(wù)是捕捉目標(biāo)，對目標(biāo)進(jìn)行角坐標(biāo)、距離和速度的跟蹤，并計算控制參數(shù)和形成控制指令，操縱導(dǎo)彈擊毀目標(biāo)[2]。

4.2紅外導(dǎo)引頭

紅外尋的制導(dǎo)利用目標(biāo)輻射的紅外線作為信號源，可分為紅外點源尋的制導(dǎo)和紅外成像尋的制導(dǎo)。

4.2.1紅外點源導(dǎo)引頭

紅外點源導(dǎo)引頭由光學(xué)系統(tǒng)、調(diào)制器、紅外探測器與制冷裝置、信號處理、導(dǎo)引頭的角跟蹤系統(tǒng)等部分組成。

紅外點源導(dǎo)引頭采用紅外點源探測器來接收目標(biāo)輻射的紅外線，確定目標(biāo)的位置及角運動特性，形成相應(yīng)的跟蹤和引導(dǎo)指令。導(dǎo)引頭控制系統(tǒng)控制伺服裝置，使光學(xué)系統(tǒng)光軸跟蹤目標(biāo)，同時引導(dǎo)導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。

4.2.2紅外成像導(dǎo)引頭

紅外成像尋的制導(dǎo)利用紅外探測器探測目標(biāo)的紅外輻射，根據(jù)獲取的紅外圖像進(jìn)行目標(biāo)捕獲與追蹤，并將導(dǎo)彈引向目標(biāo)。紅外成像技術(shù)就是把物體表面溫度的空間分布情況變?yōu)榘磿r間排列的電信號，并以可見光的形式顯示出來，或?qū)⑵鋽?shù)字化存儲在存儲器中，為數(shù)字機提供輸入，用數(shù)字信號處理方法來處理這種圖像，從而得到制導(dǎo)信息。紅外成像技術(shù)真正實現(xiàn)了對目標(biāo)進(jìn)行全向攻擊的能力。

4.3電視尋的導(dǎo)引頭

電視尋的制導(dǎo)是由電視導(dǎo)引頭，利用目標(biāo)反射的可見光信息，形成引導(dǎo)指令，實現(xiàn)對目標(biāo)跟蹤和對導(dǎo)彈控制的一種被動尋的制導(dǎo)技術(shù)。

電視導(dǎo)引頭在導(dǎo)彈飛行末端發(fā)現(xiàn)、提取、捕獲目標(biāo)，同時使光軸瞬時對準(zhǔn)目標(biāo)；當(dāng)光軸和彈軸不重合時，給出與偏角成比例的控制信號。使得導(dǎo)彈實時對準(zhǔn)目標(biāo)，引導(dǎo)導(dǎo)彈直接摧毀目標(biāo)。

4.4激光尋的制導(dǎo)導(dǎo)引頭

激光尋的制導(dǎo)系統(tǒng)是利用目標(biāo)漫反射的激光，形成引導(dǎo)指令，實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤和對導(dǎo)彈的控制，使導(dǎo)彈飛向目標(biāo)的一種制導(dǎo)方式。

激光半主動尋的制導(dǎo)的特點：制導(dǎo)精度高、抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、可與其它制導(dǎo)系統(tǒng)兼容。由于在摧毀敵人目標(biāo)前有人用指示器向目標(biāo)發(fā)射激光，增加了擊中目標(biāo)的可靠性。

4.5 各類導(dǎo)引頭制導(dǎo)特點及多模復(fù)合制導(dǎo)

上文介紹的導(dǎo)引頭在單一制導(dǎo)模式下各有優(yōu)缺點，為了能夠截獲目標(biāo)的多種頻譜信息，彌補單模制導(dǎo)的缺陷，發(fā)揮各種傳感器的優(yōu)點，提高武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力，目前多模復(fù)合制導(dǎo)已得到了廣泛的發(fā)展。多模復(fù)合制導(dǎo)在充分利用現(xiàn)有的尋的制導(dǎo)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠獲取目標(biāo)的多種頻譜信息，通過信息融合技術(shù)提高尋的裝置的智能，彌補單模制導(dǎo)的缺陷，發(fā)揮各種傳感器的優(yōu)點，提高武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效應(yīng)，是今后導(dǎo)引頭的主要發(fā)展方向。

5 導(dǎo)引頭的發(fā)展?fàn)顩r和應(yīng)用前景

目前，在國防科技發(fā)展領(lǐng)域，各類導(dǎo)引頭已廣泛應(yīng)用于不同的場合，滿足不同的精確制導(dǎo)要求。雷達(dá)導(dǎo)引頭已經(jīng)應(yīng)用于防空反導(dǎo)導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈等。紅外導(dǎo)引頭在空對空導(dǎo)彈、空對地導(dǎo)彈、地對地導(dǎo)彈等。電視制導(dǎo)應(yīng)用于空對地導(dǎo)彈系統(tǒng)等。

現(xiàn)代電子對抗技術(shù)、隱身技術(shù)的發(fā)展，以及作戰(zhàn)環(huán)境的復(fù)雜多變，使精確制導(dǎo)武器面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，要求它具有抗各種干擾的能力、識別真假目標(biāo)的能力、對付多目標(biāo)的能力和全天候作戰(zhàn)的能力，并能進(jìn)行高精度的截獲和目標(biāo)跟蹤。雷達(dá)導(dǎo)引頭易受電子干擾、電子欺騙，電視導(dǎo)引頭在陰雨天和晚上不能發(fā)揮功效、不能全天后工作，它們的應(yīng)用將會有一定的局限性。紅外導(dǎo)引頭可以隱蔽式探測、抗電子干擾、能準(zhǔn)全天后工作，激光導(dǎo)引頭大氣穿透能力強、可以在煙霧環(huán)境中使用，由于這兩種導(dǎo)引頭的這些特征，在今后的發(fā)展中會受到更多的關(guān)注。

隨著多模復(fù)合制導(dǎo)的應(yīng)用，信息融合這一技術(shù)將會很快發(fā)展，以更好地使復(fù)合制導(dǎo)在一定準(zhǔn)則下根據(jù)多種觀測信息加以自動分析、綜合以完成所需要的決策和估計任務(wù)。單一紅外成像制導(dǎo)定位精度高，且不易受干擾，但無法在霧天工作，搜索范圍有限；而單一的毫米波制導(dǎo)不易受天氣干擾，可在大范圍內(nèi)搜索，但易受假目標(biāo)源的干擾[2]。紅外成像/毫米波雙模復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)光電彌補，克服了彼此單一制導(dǎo)下的不足，將會成為復(fù)合制導(dǎo)的主要發(fā)展方向之一。

參考文獻(xiàn)

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