激光尋的制導

激光主動尋的制導

在這種制導方式下，激光源和激光尋的器均設置在彈上。當導彈發射後，能主動尋找被攻擊目標，是一種“發射後不管”的制導方式。由於激光源設備大而笨重，因此，目前難以用於實戰。但是，這種制導方式很有吸引力，是激光尋的制導的發展方向。

激光半主動尋的制導

激光半主動尋的制導是目前應用最廣泛、技術最成熟的一種激光尋的制導方式。在這種制導方式下，激光源放在彈外載體上，而激光尋的器放在彈上。激光半主動尋的制導系統如圖1所示。

系統主要由彈上尋的系統、彈外載體及安置在載體內的激光目標指示器構成。彈上尋的系統是其核心部分，一般由激光探測器、放大及邏輯運算器、信息處理器、指令形成裝置和陀螺平台組成。激光半主動尋的制導中，激光目標指示器向被攻擊的目標發射激光束為導彈指示目標，光學接收系統接收並匯聚目標反射的激光束能量，通過激光探測器轉換成電信號：放大器把信號放大，並經邏輯運算產生誤差信號，於是便測出了目標所處的位置及導彈飛行偏離；這樣信號處理器依據角誤差信號求出糾正導彈偏離的導引信息；指令形成裝置依據導引信息產生導引控制指令，操縱導彈沿着正確的彈道飛向目標，直至命中目標。激光尋的制導的突出優點在於制導精度高、抗干擾能力強和可用於複合制導。 ^[1] 

激光半主動尋的制導系統由彈外的激光目標指示器和彈上的激光尋的器(也叫激光導引頭)兩部分組成。

激光指示器由激光發射器和光學瞄準器等組成。因為激光的發散角較小，所以只要瞄準器的十字線對準目標，激光發射器發射的激光束就能準確地照射到目標上。激光照射在目標上形成光斑，其大小由照射距離和激光束髮散角決定。為了提高抗干擾能力和在導引頭視場內出現多個目標時，也能準確地攻擊指定的目標，在激光目標指示器中有編碼器，射出的是經過編碼的激光束。

目前，激光指示器基本上都採用摻釹的釔鋁石榴石激光器，工作於1．06um近紅外波段，具有脈衝重複頻率高(可以使導引頭獲得足夠的數據)、功率適中的特點，但其正常工作受氣象和煙塵的影響。今後趨向於使用工作於10．6um遠紅外波段的二氧化碳激光器，以改善全天候作戰能力和抗煙霧干擾的能力。

激光和普通光一樣，是按幾何學原理反射的，目標將激光反射到激光導引頭後，經光學系統匯聚在探測器上。激光束在光學系統中要經過濾光片，濾光片只能透過激光器發射的特定波長的激光，從而可以在一定程度上排除其他光源的干擾，探測器將接收到的激光信號轉換成電信號輸出。對於編碼的激光束，激光導引頭中有與之相對應的編碼電路，在有多個目標的情況下，按照各自的編碼，導彈只攻擊與其對應的指示器指示的目標。 ^[1] 

自20世界60年代以來，發展的激光尋的制導武器主要有三類：制導炸彈、導彈和制導炮彈。

制導炮彈

在炮彈發射前，利用激光目標指示器發現和測量目標並將目標方位、距離、激光編碼、雲高等數據通報給炮彈發射陣地。火控計算機算出火炮射擊諸元和炮彈應裝定的參數，如彈道、碰撞角等，自動輸入炮彈，並由炮手在炮彈上裝入激光編碼和定時。炮手還要根據目標距離裝填相應的推進劑。炮彈發射的同時通知激光目標指示器向約定的目標發射編碼激光脈衝，直至命中或炮彈自炸時為止。激光制導炮彈的射程一般在3～20km之間，所以必須在發射後離目標一定距離時尋的器才開始工作。

制導炸彈

利用激光半主動尋的制導直升機搜索、發現目標，並進入鎖定跟蹤狀態；啓動激光發射器，並且不間斷地向目標發射激光束；在附近的另一架飛機隨即向目標方向發射激光制導炸彈之後，立即脱離戰區返航。

制導炸彈上的接收機接收從目標上不斷反射回來的激光，並經彈上信號處理器的快速處理後，形成制導指令，不斷地修正導彈的飛行偏差，直至導彈命中目標。

激光半主動式尋的制導導彈

以美國的“海爾法”導彈為例，介紹激光半主動制導系統。導彈由直升機運載，是機載發射的。照射目標的激光指示器可用地面激光器，也可以配用機載激光指示器，載機發射導彈後可以隨意機動，但激光指示器必須一直照射目標。導引頭主要由光學系統、探測器、陀螺平台和電子設備(微處理機)組成，光學系統主要元件均採用全塑材料聚碳酸酯。

目標反射的激光束經球形外罩後，由主反射鏡反射，經濾光片聚焦在激光探測器上。為減小入射能量的損失，增大反射係數，主反射鏡表面鍍有反射層。陀螺平台中的陀螺轉子是一塊永久磁鐵，其上附有機械鎖定器和主反射鏡，這些部件隨陀螺轉子一起旋轉，增大了轉子的轉動慣量，激光探測器裝在內環上，不隨轉子轉動。機械鎖定器用於陀螺不工作時保證陀螺轉子軸與導彈縱軸重合。 ^[1] 

對激光制導的干擾有無源干擾和有源干擾兩種方法。

(1)無源干擾利用煙幕遮蔽目標或利用假目標進行引偏。利用大面積煙幕可以遮蔽目標，但是導彈在制導中段已經具有一定的制導精度，即使在末制導段激光雷達無法尋找到目標，導彈仍然會以一定的精度飛向目標，威脅依然較大，因此簡單地使用煙幕無法有效地保護目標。可以根據預先計算的導彈飛行軌跡，選擇恰當時機布撒攔截式對激光反射的煙幕，使彈上計算機根據雷達成像誤以為前方存在高大物體而採取規避行動，導彈機動規避之後，由於距離關係，已無法再次瞄準目標。也可以根據預先計算的導彈飛行軌跡，在彈道下方選擇適當時機布撒吸收激光的煙幕，使激光雷達無法對地物清晰成像，觀測不到高度值，從而改變飛行軌跡，偏離目標。利用假目標來誘騙導彈，使之在目標安全距離之外爆炸。假目標必須在大角度範圍之內對激光具有強烈的反射作用，並且其在激光雷達上的成像要與真實目標相似。採用假目標的同時，根據成像原理，對真實目標雷達成像特徵進行淡化偽裝，會使假目標的效果更好。

(2)對激光有源干擾，如果採取壓制、噪聲等方式，使激光雷達尋找不到目標，效果會與大面積煙幕遮蔽目標一樣，導彈仍然會以一定的精度飛向目標。所以激光有源干擾以欺騙方式為主。對紅外製導的干擾過程，與對毫米波/紅外制導導彈的紅外製導干擾過程類似，在此不再贅述。 ^[1] 

隨着激光元器件的小型化模塊化技術的不斷進步，激光制導技術正以驚人的速度向前發展，已成為精確制導的一個重要分支，未來激光制導的發展方向主要體現在以下幾個方面。

(1)研製激光主動式尋的器。迄今為止，激光主動式尋的器一直未投入實際使用，主要問題在於電源系統的小型化上。

(2)發展激光成像尋的器。與毫米波、紅外、電視成像制導技術相類似，採用成像尋的器有利於提高探測和判別多目標的能力，有利於識別目標的要害部位並進行精確打擊、提高導彈的抗干擾能力和有利於實現智能尋的制導。

(3)增大作用距離。現用的激光半主動尋的制導的作用距離一般在10km左右，比較靠近敵方目標，其發射系統的安全性沒有得到有力保障。因而增大激光制導武器的作用距離是十分必要的。

(4)減小制導系統的體積和重量。無論是哪種制導方式，制導系統總是彈頭的一部分，努力減小這一部分的體積和重量有利於提高制導武器的機動能力和作用距離，增大彈頭的有效載荷(炸藥)，提高武器的殺傷威力。

(5)發展複合尋的制導：在現代作戰中，由於戰場環境千變萬化，各種高技術作戰手段密集投入應用和惡劣氣象等因素的影響，對單一制導方式提出了嚴峻的考驗。為提高武器系統的可靠性、減小失效概率，大力發展複合制導勢在必行。 ^[1]