寻制导基本原理、关键技术分析与其应用实例.doc

寻的制导的基本原理、关键技术分析及其应用实例摘要本文主要介绍寻的制导技术的基本概念、原理和分类，以及当今时代正在应用的制导方式，分析比较应用较为广泛的几种典型寻的制导导弹的关键技术以及应用实例比较各种方式优缺点对当今世界形势进行分析，说明寻的制导的发展趋势关键词：寻的制导、关键技术、应用实例AbstractThis paper describes the basic concepts of homing guidance technology, principles and classification, as well as guided mode being applied in today's era, the key technology is widely used in the analysis and comparison of several typical homing missiles and application examples. Comparative advantages and disadvantages of various ways. To analyze the situation of the world today shows trends Homing.Keywords: homing guidance technology, key technology, application examples引言近三十年世界上发生的几次局部战争，特别是上世纪九十年代以来发生的海湾战争、阿富汗战争、伊拉克战争都充分表明：当代军事战略已由强调数量优势向强调技术质量优势转变；由发展常规武器装备向发展高科技武器装备转变。

高技术和高质量武器装备是现代和未来战争克敌制胜的重要因素[1]随着精确制导武器的发展，导弹制导体制先后出现了遥控制导体制、寻的制导体制、自主式制导体制、复合制导体制、双模(或多模)复合寻的制导体制目前，发展成熟、应用比较广泛的制导体制是寻的制导体制寻的制导体制又称自动导引制导体制，是指导弹能够自主地搜索、捕获、识别、跟踪和攻击目标的制导方式，这是制导武器系统最主要的现代制导体制[2]随着精确制导武器攻击过程中遇到的对抗层次越来越多，对抗手段越来越复杂，再加上目标的隐身、掠地(海)进攻和高速突防攻击及多方位饱和攻击战术的使用，精确制导武器采用的单一寻的制导方式已不能完成作战使命，必须大力发展双模复合寻的制导技术，以便在充分利用现有寻的探测技术的基础上，通过数据融合提高寻的装置的智能，从而使导弹具有作用距离更远、制导精度更高，具有更好的低空作战性能[3]基本原理寻的制导是通过装在导弹上的导引装置接收目标辐射或反射信号后，发出控制信号将导弹引向目标，适合打击运动目标当弹体上的导引头接受到从目标辐射或反射来的红外波、无线电波、光波或声波信号时，弹上的制导系统就会引导弹体沿着信号的来向追踪目标。

寻的制导的优点是精度非常高，多用于末端制导，适合打击运动目标从原理上讲，寻的制导是利用导引头接收目标辐射或反射的某种特殊能量(电磁、红外、可见光、激光等)识别目标，并确定导弹和目标的相对位置及速度，在导弹上形成控制指令，自动地将导弹引向目标寻的制导体制可以根据能源所在位置不同，分为自主式、半自主式和被动式3种；亦可按照能源的物理特性分为微波和毫米波的、红外的、激光的、电视的等几种以下进行简要介绍：主动寻的制导，弹头上装有信号发射机和接受机，不需要外界支援，这种系统在锁定目标之后便自动地、完全独立地去攻击目标，因此以这种方式制导的导弹具有“发射后不管”的能力但这种系统加重了武器的重量，作用距离有限，一般用于地空导弹、反舰导弹的末段制导，而且价格昂贵因此，主动式寻的制导一般只适用于作末段制导半主动寻的制导，用导弹外部的发射器发射信号，导弹上导引头接受从目标反射回来的信号，引导弹体命中目标与主动式寻的制导相比，它的最大优点是不需要增大武器的重量和尺寸，就可以大大增加攻击目标的威力半主动寻的制导有雷达半主动寻的制导和激光半主动寻的制导两种缺点是受信号源限制 被动寻的制导，没有电磁波发射源，弹头上装有信号接受器，接受到目标发射或辐射的信号后，引导弹体命中目标。

这是一种便宜而有效的制导方式通信卫星的电波、喷气发动机的尾烟、舰艇烟囱的热流等都可能成为这种制导武器的“向导”比如反辐射导弹就是雷达被动寻的制导的导弹，鱼雷则采用声波被动寻的制导近距离的防空导弹、空空导弹和空地导弹大多也采用这种制导方式激光制导：应用激光技术进行的制导抗干扰能力较强，制导精度高，但受空气透明度影响大，可分为激光驾束指导和激光半主动指令制导两类激光驾束制导简言之就是激光制导系统瞄准目标并连续发射激光，位于弹尾的激光接收器接收激光，控制弹体像“骑”着激光一样沿光束中心飞行激光束指向哪儿，弹体就飞到哪儿，紧紧“咬”住目标不放，直到命中但激光驾束制导必须在通视条件下才能实现，因而适合在短程作战使用，射程一般在3公里以内而激光半主动指令制导的激光接收器安装在弹体前端，而且由于发射器和激光目标指示器可以分离架设，从而可以实现较远的射程激光制导一般用于反坦克导弹、低空近程防空导弹和精确制导炸弹 毫米波指导：原理与激光制导类似，只是载体换成了毫米波比起激光制导，毫米波制导的优点是抗干扰能力更强，而激光容易受到一些干扰，比如说发动机的烟雾，不良气候（大雨、雾、沙尘），特别是波长较短的激光更容易受干扰。

而这些对于毫米波来说都是“透明”的该制导方式主要用于反坦克导弹 红外制导：利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现制导的技术，分为红外成像制导技术和红外非成像制导技术两大类它的特点是制导精度高，不受无线电干扰的影响；可昼夜作战；由于采用被动寻的方式，攻击隐蔽性好但它的正常工作受云、雾和烟尘的影响；并有可能被曳光弹、红外诱饵、云层反射的阳光和其它热源诱惑，偏离和丢失目标此外，红外制导系统作用距离有限，所以一般用作近程武器的制导系统或远程武器的末制导系统，如低空近程防空导弹和空空格斗导弹 电视制导：根据导弹上的摄像机摄取的图像信号，通过控制中心或由导弹内部的制导装置，发布命令，控制导弹飞行方向，将其引导到目标的方法抗干扰能力强，制导精度高，但受环境亮度影响大，一般只能在白昼使用，通常用于空地导弹 雷达制导：是利用导弹导引头的雷达对目标进行锁定，发出信号对导弹的飞行实施控制的制导技术，可分为主动雷达制导、半主动雷达制导和被动雷达指导三种主动雷达制导具有“发射后不用管”的能力，从发现目标到锁定再到实施攻击均由弹上计算机自主完成，一般用于中程空空导弹和反舰导弹的末段制导；半主动雷达制导则需要人为干预制导过程；而被动雷达指导的导弹不发射电磁波，而是靠接受目标发出的电磁波进行寻的，抗干扰能力强，主要用于反辐射导弹。

关键技术一、单模寻的制导1.1　激光半主动寻的制导关键技术[4]： 激光制导与控制武器具有制导精度高；抗干扰能力强；可与红外或雷达等构成复合制导；体积小、重量轻其存在的问题是：激光光束易受气象条件影响，不能全天候使用；对于采用激光半主动制导的武器系统，激光束在导弹命中目标之前必须一直照射目标，激光器的载体易被敌方发现和遭受反击[19]就激光半主动寻的制导系统而言，主要由弹上的激光寻的器及弹外的激光目标指示器两部分组成一、半主动激光寻的器半主动激光寻的器的任务有两个：一是探测目标反射的激光能量，二是按制导规律测定某参量送入控制系统就现役的半主动激光寻的器而言，其结构主要有捷联式、万向支架式、陀螺稳定光学系统式、陀螺—光学耦合式及陀螺稳定探测器式其中以陀螺稳定式结构的半主动激光寻的器最为常用[8]四象限探测器由相互独立的四只光电二极管组成四只光电管以光学系统的轴线为对称轴，置于焦平面附近从工程上看，所见的不管哪一种已装备的激光寻的器，所采用的都是四象限元件三象限元件及二象限元件或因误差较大，或因探测器的一致性要求太高而很少使用如何提高四象限元件的灵敏度（包括量子效率）及响应速度、降低四象限元件的噪声（暗电流）并减小其带宽、在高响应度的前提下提高各象限各自的均匀性和对短脉冲的探测能力、减小结电容及各象限间的串扰等，是提高导引头制导精度的技术关键。

如何使用四象限元件来精确测定目标所在的方位从而实现精确制导与跟踪，是寻的导引头的又一技术关键二、激光目标指示器它的任务是为激光导引头精确指示目标主要由激光器系统、瞄准和激光发射系统以及跟踪系统三部分组成激光器系统激光器系统是激光目标指示器的关键器件在目前已装备的激光半主动寻的制导导弹中，用得最多的是波长为1.06μm 的Nd3+:YAG激光器，其次是波长为1.06μm的TEA CO2激光器尽管目前TEA CO2激光器尚没有Nd3+:YAG激光器用得广泛，但从发展看，TEA CO2激光器有取代Nd3+:YAG激光器的趋势激光波长、脉冲峰值功率、脉冲宽度、重复频率、脉冲编码、束散角及光斑的均匀性等激光束参数是设计激光目标指示器的主要依据，也是影响制导精度的重要因素　　较典型的有洛克韦尔国际公司）和马丁·玛丽埃塔（Martin Mariette）公司（研制可替换激光导引头）所研制的AGM-114A“海尔法”（Hellfire）激光制导导弹、马丁·玛丽埃塔公司研制的改进型“海尔法”II型和激光制导辅助火箭系统（Laser Aided Rocket Systemi）、以及美国空、海军先后负责、最后由休斯（Huges）飞机公司全面负责研制的AGM-65E“马伐瑞克”（Maverick）激光制导导弹等。

还有法国航空公司（Aerospatiate）研制的AS-30L 激光制导导弹、由法国“汤姆逊-伯兰特”（Tomson-brandt）100mm 空地火箭与“阿里奥”（AriaI）半主动末端寻的导引头组合而成的“汤姆逊-伯兰特100 mm 激光半主动寻的制导火箭、英国宇航动力公司（Aerospace Dynamics）研制的AST 122“萨伯”（Sabre）激光制导导弹、俄罗斯新星设计局研制的X-25、X-29 激光半主动寻的制导导弹、以色列工公司研制的“猎人”（Nimrod）超远程反坦克导弹及前苏联研制的AS-X-10 和AT-6 激光制导弹等在海湾战争和科索沃战争中，西方国家均大量使用了宝石路2／3型激光制导炸弹，取得了极好的作战效果在目前已装备或待装备的激光制导炸弹中，较典型的还有法国的马特拉系列激光制导炸弹以及俄罗斯空军的KAB-1500L-F激光制导炸弹等1.2　红外寻的制导：1)红外点源寻的制导红外点源寻的制导是一种被动寻的制导方式实现红外点源寻的关键部分是红外点源寻的器，即红外点源导引头它主要由红外光学系统、调制器、光电转换器、误差信号放大器及角跟踪系统等部分组成用于探测目标的高温部分，如飞机发动机的尾喷口与喷射流、舰艇的烟囱等。

在寻的制导中完成对目标的搜索、识别和跟踪，并引导导弹攻击和击毁目标应该指出，从原理和理论上讲，任何点源目标都有一个共性，即比起背景是一个张角很小的物体，这样可以利用空间滤波等背景鉴别技术，把目标从背景识别出来红外点源寻的制导是目前导弹尤其是战术导弹最常用的寻的制导方式之一典型的是美、英、法等国相继研制成功“响尾蛇”、“火光”和“马特拉”等第一代红外制导的空空战术导弹2)红外成像寻的制导[11]与电视、雷达和激光等制导方式相比具有许多显著的优点，它能提供二维图像信息，采用计算机图像信息处理实。