激光制导技术及其民用化发展

1、 1 9 7 2 年12 月12 日, 美国在河内以南130 公里的清化桥投下了一枚 激光制导炸弹, 将该桥炸毁。 美国美国发展激光制导武器大致分以下四个发展激光制导武器大致分以下四个阶段阶段 1961-1964年： 研究激光制导原理，激光导引头，激光指示器和一些基础 课题; 1965-1972年：着手改造旧弹, 使之性能得到很大提高, 随即装备部队; 1972-1976年：统一规划,研制新弹, 使之标准化、模式化和通用化; 1976-1980年：制出样弹, 经过大量试验, 达到预期的战术技术要求, 并投 入生产。 仅美国在1 9 7 0 年前后就有20 种炸弹、火箭和导弹改装成激光制导武器

2、爆发于1991年的海湾战争被称为具有划时代意义的“高技术局部战 争”。此后至今的十几年间，相继发生了科索沃战争、阿富汗战争和 伊拉克战争等。这些战争成为检验新技术、新装备、新思想的试验场， 并且其军事技术和战略、战术思想不断发生变化。高技术战争中最引 人关注的是精确制导武器的应用 利用激光利用激光获得获得制导制导信息信息或传输制导指令使导弹按或传输制导指令使导弹按一定一定导引规律导引规律飞飞向目向目 标的制导方法标的制导方法。 当飞机显示屏的“ 十字星”对准地面目标时，目标就会立即被摧毁， 这就是激光制导炸弹的“功劳 ”。“十字星”对准目标的地方，就是 激光束的瞄准点，激光束指到哪，激光制导炸

3、弹就会追踪到哪，真正 实现了“指哪打哪” 导弹好像长“眼睛” 激光传输与目标特性 1 激光传输特性：大气衰减特性。光斑跳动。象跳。舰光斑闪烁。束散增宽。 相干性变坏。 2 目标特性：目标反射系数。目标截面。 “ 蓝筐” 问题。 激光导引头 1光学系统。2位标器结构。3接收方法。4激光定向方法,5扫描跟踪能力6误 差分析。7导引头噪声。 激光探测器 1硅光电四象限管: 雪崩式硅光电四象限管与放大器联合的组件。 2光纤四象限管: 制成由光纤按四象限分光、由四个硅光电二极管单管分别接 收的器件. 制导系统 1制导规律。2自动驾驶仪 3自适应式自动驾驶仪 图1 如图1所示, 飞机上装一台激光器,向目标

4、发射激 光。在导弹前端有一透镜, 透镜后置一四象限光 电探测器,即其光敏面被划割为靠得很近但不相连， 被目标漫反射的激光被导弹导引图接收，如果四 象限所输出的信号大小完全相等则说明完全对准 目标，如果偏向那一边的话经电路处理而控制尾 舵改变方向直至相等对准目标，完成跟踪任务。 图2 半主动式 使用位于载机或地面 上的激光器照射目标， 导弹上的激光导引头 接收从目标反射的激 光从而跟踪目标并把 导弹导向目标 主动式 激光照射器装在导引 头上。这种激光制导 的自动化程度高，但 实际上还没有应用到 反坦克导弹上。 指令制导 用激光脉冲代替红外半自动指 令制导中用来传输控制指令的 导线。弹上接收机用激

5、光接收 器。激光脉冲经编码后发射出 去，如采用哈明码(一种能自 动纠错的码)对激光脉冲进行编 码。 激光驾束激光驾束 激光接收器置于导弹上，导 弹发射时激光器对着目标指 示照射，发射后的导弹在激 光波束内飞行。当导弹偏离 激光波束轴线时，接收器敏 感偏离的大小和方位并形成 误差信号，按导引规律形成 控制指令来修正导弹的飞行 1 精度高：由于激光的方向性好，单色性好波频稳定，所以激光制导的精度高。 2 抗千扰能力强：这是激光制导优于电视或热成象制导的方面。背景干扰，人为干 扰和多弹同时攻击的自相干扰。 3 适于制导多种类型的武器：国外已将激光用于制导炸弹，火箭，炮弹和导弹。 4 武器的射程不受限

6、制：武器的射程近, 可以采用激光全程制导;而武器的射程远, 则可以采用激光末端制导。 5 战术适应性强：使用激光制导武器可以采用多种攻击方法。直接和间接瞄准射击， 快速和连续射击,突袭性强，打了不管。 6 价婚较低：在现代精密制导技术(包括激光、电视、热成象和毫米波等制导技术) 中, 激光制导的价格最。 7 受天气影响大：当前常用的激光波长是1.06m， 大气透过率受天气的影响十 分大, 制导反制大对抗 如果做个简单的类比，激光制导武器相当于“矛”，其对抗装备则相当于“ 盾”，从目 前来看“矛”领先于“盾”。随着各国军方对激光制导武器认识的加深，激光制导的对抗也 越发激烈。 以彼之道还彼之身：

7、欺骗式激光干扰。目前服役的半主动式激光制导武器多是波长为 1.06m的脉冲激光束，且光束编码是事前预设的。作战时如向敌方激光制导武器发射与其 相当的激光信号，使压制敌激光接收机或发送假信息，对方就无法使用激光制导武器，或使 导弹被误导而无法命中真实目标。 筑起防护屏障：烟雾干扰。烟雾干扰仍是一种重要的对抗手段，它不仅能干扰侦察系统，使 照射手看不到目标，而且对1.06m激光能强烈吸收，使激光制导武器的激光信号被阻塞而 丧失战斗力。 “隐形”使之“脱靶”：伪装与隐形。激光制导武器的使用要有一个侦察识别的过程，如果 事先把己方的目标伪装、隐形起来，激光制导武器就无法使用。 雪崩式硅光电四象限黑化：

8、设法尽可能地降低目标对激光的漫反射强度。黑化表面是减小漫 反射强度 镜面：如果在目标的表面使用平面镜进行防护，无论照射目标的激光束来自空中还是地面， 平面镜都将对照射其上的激光按反射定律产生集中的定向反射。反射光同样是很窄的光束。 激光制导武器的寻的器极难捕捉到它 防患于未然：配置激光告警器。在己方的目标上配置激光告警系统，激光制导武器在飞行中 必须向目标照射激光，当警告器发觉后，己方可立即采取措施使其丧失战斗力。 微光夜视、红外夜视，激光夜视。 光谱相机，高光谱分辨率遥感。是 指用很窄（l/100）而连续的光谱 通道对地物持续遥感成像的技术 高空相机，快速相机。柯达 (KODAK)。数字式电

9、耦合器件 (CCD) 脉冲式测距仪， 典型的是WILD的DI-3000。建 筑行业有一种手持式的激光测距仪， 用于房屋测量，其工作原理与此相 同 光电吊舱模块化设计 机载光电吊舱、通常装有前视红外 摄像机、电视摄像机和激光指示器/ 测距仪等光电传感器。按功用目前 主要有机载导航吊舱和瞄准吊舱两 类。利用光电传感器完成对目标的 搜索、定位、跟踪。 从激光制导技术(l(J发展来看，其多样化的发展趋势十分明显： 一是智能化：二是远程化三 是小型化。四是复合化 智能化 就是要激光主动寻的主动寻的器是各类刽导武稽的追求目标要实现主动寻的制导就必须 把除发射架外的全部制导设备部装在导弹上，这一困难有赖于技术的进步才能解决此外， 激光自动目标识别也有待送一步突破，采用成像寻的器，能提高探测和判别多目标的能力， 通过识别目标的要窑部位，遂行精确打击，实现智能寻的制导 远程化 就是要湖大作用距离目前的激光半主动寻的制导作用距离一般在10km，在现代化武摄作 战 的今天，这一距离是较接近敌人的，对激光发射的安全往很不利 因此， 增大激光制导作用 距离十分必要 小型化 就是要诫小制导系统的体织和重量 由于制导系统是势头的一部分，减小这部分的体织和 重量具有重要意义， 官有利于提高制导武密的机动能力和作用屁