一、 激光半主动制导
激光半主动(SAL)制导属于寻的制导。典型的激光半主动制导武器系统主要由带激光半主动导引头的导弹( 炸弹、炮弹) 及发射平台和激光目标指示器构成。激光半主动制导的基本原理是: 射手发射导弹, 并向目标发射经编码的激光波束, 保持跟踪照射目标,导弹上的导引头根据目标反射的激光回波信息, 按照选定的制导律和控制律控制导弹, 最终命中目标。
1.1 特点
激光半主动制导, 具有很高的制导精度和较强的抗干扰能力, 可实现有限的发射后不管。与红外成像寻的制导相比, 具有系统构成较为简单、成本较低的优点; 与激光驾束与激光指令制导等遥控制导体制相比, 具有发射点与照射点配置灵活, 无需全程照射目标, 射程不受限制等优点。另外, 由于在射击中, 必须有射手参与进行目标识别与照射, 导引头只识别跟踪特定编码的激光信号, 因此可大大提高命中精度, 并最大限度地避免误伤和重复杀伤。激光半主动制导体制可在多种导弹和制导兵器中应用, 可从多种载体与平台上发射, 具有很大的战场灵活性, 是目前应用最为广泛的激光制导体制。
1.2 关键技术
(1) 导引头激光半主动制导武器最关键的部件就是导引头。早期的激光制导炸弹一般采用风标导引头, 按追踪法导引; 目前, 大多数的激光半主动导引头都是采用陀螺稳定式的, 按比例导引法导引; 近年来,美国和俄罗斯等国家又在研究应用于简易制导火箭弹的低成本捷联式导引头。导引头要求具有足够的跟踪精度与良好的动态性能, 作用距离要远, 有较大的目标捕获域(Footprint)、可重复启动, 可发射前锁定等。而对于炮射导弹和末制导炮弹的导引头, 则还要求有抗足够大的发射过载冲击的能力(如大于10 000 g)。
(2) 光电探测器光电探测器是导引头上最重要的传感器件, 是获取目标空间坐标信息的关键。目前, 由于所有的激光半主动制导武器系统都是采用1.06 μm波长的, 所以应用的光电探测器主要是对1.06 μm 波长敏感的锂漂移硅光电二极管。常见的有四象限或八象限光电探测器。
(3) 激光目标指示器目前装备的激光目标指示器, 既有仅几百克的手持式, 又有几百公斤的机载指示吊舱。无论指示器安装平台、照射目标如何, 对于它的要求主要有:
①具有足够的功率和较远的照射距离, 如对于标准北约坦克靶(2.3 m×2.3 m), 目前便携式可达5 km, 直升机载型可达8 km 以上, 固定翼飞机机载吊舱则更远;
②保证足够小的激光束散角;
③照射器观瞄轴与激光轴要有良好的平行性, 如对于射程为8 km 的空地反坦克导弹配备的机载照射器, 其平行度要求小于0.03 mrad。
(4) 编码激光目标指示器向目标发射的是经过编码的激光脉冲, 导引头只有在接收到发射前装订的指定激光编码后, 才认为是捕获了目标。采用编码, 可以避免“重复杀伤”、误伤并提高抗主动干扰能力。编码的激光脉冲重复频率应适当地高, 以使导引头有足够的数据率。分析表明对于固定的目标, 重复频率5 脉冲/s即可, 对活动目标则应在10 脉冲/s 以上, 但在20 脉冲/s以上作用已不明显, 而激光器的体积与重量将大为增加, 所以通常在10~20 脉冲/s 之内。