雷射尋的制導

雷射尋的制導是由彈外或彈上的雷射束照射在目標上，彈上的雷射尋的器利用目標漫反射的雷射，實現對目標的跟蹤和對飛彈的控制，使飛彈飛向目標的一種制導方式。按照雷射源所處位置不同，雷射尋的制導又可分為雷射主動尋的制導與雷射半主動尋的制導。

自20世界60年代以來，發展的雷射尋的制導武器主要有三類：制導炸彈、飛彈和制導炮彈。

基本介紹

• 中文名：雷射尋的制導
• 外文名：laser homing guidance

分類

雷射主動尋的制導

在這種制導方式下，雷射源和雷射尋的器均設定在彈上。當飛彈發射後，能主動尋找被攻擊目標，是一種“發射後不管”的制導方式。由於雷射源設備大而笨重，因此，目前難以用於實戰。但是，這種制導方式很有吸引力，是雷射尋的制導的發展方向。

雷射半主動尋的制導

雷射半主動尋的制導是目前套用最廣泛、技術最成熟的一種雷射尋的制導方式。在這種制導方式下，雷射源放在彈外載體上，而雷射尋的器放在彈上。雷射半主動尋的制導系統如圖所示。

系統主要由彈上尋的系統、彈外載體及安置在載體內的雷射目標指示器構成。彈上尋的系統是其核心部分，一般由雷射探測器、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。雷射半主動尋的制導中，雷射目標指示器向被攻擊的目標發射雷射束為飛彈指示目標，光學接收系統接收並匯聚目標反射的雷射束能量，通過雷射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飛彈飛行偏離；這樣信號處理器依據角誤差信號求出糾正飛彈偏離的導引信息；指令形成裝置依據導引信息產生導引控制指令，操縱飛彈沿著正確的彈道飛向目標，直至命中目標。雷射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。

系統組成

雷射半主動尋的制導系統由彈外的雷射目標指示器和彈上的雷射尋的器(也叫雷射導引頭)兩部分組成。

雷射指示器

雷射指示器由雷射發射器和光學瞄準器等組成。因為雷射的發散角較小，所以只要瞄準器的十字線對準目標，雷射發射器發射的雷射束就能準確地照射到目標上。雷射照射在目標上形成光斑，其大小由照射距離和雷射束髮散角決定。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，在雷射目標指示器中有編碼器，射出的是經過編碼的雷射束。

目前，雷射指示器基本上都採用摻釹的釔鋁石榴石雷射器，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雷射器，以改善全天候作戰能力和抗煙霧干擾的能力。

雷射導引頭

雷射和普通光一樣，是按幾何學原理反射的，目標將雷射反射到雷射導引頭後，經光學系統匯聚在探測器上。雷射束在光學系統中要經過濾光片，濾光片只能透過雷射器發射的特定波長的雷射，從而可以在一定程度上排除其他光源的干擾，探測器將接收到的雷射信號轉換成電信號輸出。對於編碼的雷射束，雷射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，飛彈只攻擊與其對應的指示器指示的目標。

制導過程

自20世界60年代以來，發展的雷射尋的制導武器主要有三類：制導炸彈、飛彈和制導炮彈。

制導炮彈

在炮彈發射前，利用雷射目標指示器發現和測量目標並將目標方位、距離、雷射編碼、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雷射編碼和定時。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雷射目標指示器向約定的目標發射編碼雷射脈衝，直至命中或炮彈自炸時為止。雷射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

利用雷射半主動尋的制導直升機搜尋、發現目標，並進入鎖定跟蹤狀態；啟動雷射發射器，並且不間斷地向目標發射雷射束；在附近的另一架飛機隨即向目標方向發射雷射制導炸彈之後，立即脫離戰區返航。

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

雷射半主動式尋的制導飛彈

以美國的“海爾法”飛彈為例，介紹雷射半主動制導系統。飛彈由直升機運載，是機載發射的。照射目標的雷射指示器可用地面雷射器，也可以配用機載雷射指示器，載機發射飛彈後可以隨意機動，但雷射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。

目標反射的雷射束經球形外罩後，由主反射鏡反射，經濾光片聚焦在雷射探測器上。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，雷射探測器裝在內環上，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飛彈縱軸重合。

干擾技術

對雷射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，但是飛彈在制導中段已經具有一定的制導精度，即使在末制導段雷射雷達無法尋找到目標，飛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飛彈飛行軌跡，選擇恰當時機布撒攔截式對雷射反射的煙幕，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，飛彈機動規避之後，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飛彈飛行軌跡，在彈道下方選擇適當時機布撒吸收雷射的煙幕，使雷射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。利用假目標來誘騙飛彈，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雷射具有強烈的反射作用，並且其在雷射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)對雷射有源干擾，如果採取壓制、噪聲等方式，使雷射雷達尋找不到目標，效果會與大面積煙幕遮蔽目標一樣，飛彈仍然會以一定的精度飛向目標。所以雷射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/紅外製導飛彈的紅外製導干擾過程類似，在此不再贅述。

發展趨勢

隨著雷射元器件的小型化模組化技術的不斷進步，雷射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，未來雷射制導的發展方向主要體現在以下幾個方面。

(1)研製雷射主動式尋的器。迄今為止，雷射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)發展雷射成像尋的器。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、提高飛彈的抗干擾能力和有利於實現智慧型尋的制導。

(3)增大作用距離。現用的雷射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。因而增大雷射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套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、減小失效機率，大力發展複合制導勢在必行。