激光近炸引信技术

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铭．导弹激光引信探测技术及应用研究． 航天制造技术．２００４，（３） ［２ ］伍朝刚． 激光引信技术及其发展． 应 用科学 ［３ ］王德． 激光引信及其发展． 长春光学 精密机械学院学报．２００１（， １）
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较大的转换误差。 5.结束语
机载远程预警雷达探测性能需要通过 分析雷达点迹、航迹数据得到，本文详细 介绍了机载远程预警雷达探测数据预处理 和探测精度计算过程，为雷达系统设计师 和数据处理模块设计师仿真和评估雷达性 能提供了计算探测指标的参考。
（ｃ为光速） 这是理想的情况，实际设计还要考虑 延时时间。 图 １ 所示为主动式激光引信原理方框 图。主要由发射系统和接收系统两大部 分组成。
图 1 主动式激光引信原理图 发射系统产生所要求的频率、能量 的激光，并以光束的形式向空间辐射光 能量，在空间形成所需的探测场，同时 给出同步信号。该系统包括：控制电路、激 光器激励电路、同步信号电路和激光发射 光学系统。控制电路中有产生所需频率信
参考文献 ［１］ 中国人民解放军总装备部军事训练教 材编辑工业委员会． 雷达实验［Ｍ］． 第１ 版．北京：国防工业出版社． ２００４；１７４－８６ ［２］ 王莹． 雷达目标跟踪算法研究． 硕士 论文． 南京理工大学． ２００８；１－５８ ［３］ 郑琦，陈光远，孙国政． 导航数据异常 对舰载雷达影响分析及应对［Ｊ］． 现代雷 达． ２００９；３１（２）：１２－６ ［４］ 何友，修建娟，张晶炜，等． 雷达数据处 理及应用［Ｍ］． 第 １ 版．北京：电子工业出版 社． ２００６；２１３－２７ 作者简介 马娟，硕士，助理工程师，雷达数据处理。
接收系统包括：接收光学系统、光 敏元件、前肢放大电路、信号处理电路和 执行级。在国内研究的激光引信中，接收 光学系统大都为球面复合系统，要求接收 市场在能覆盖发射激光波束的前提下尽可 能小，保证所要求的有效接收面积极高的 光学透过率。在某些主动式激光引信中， 将发射光学系统和接收光学系统设计为同 轴系统，如图 ２ 所示，这种设计可缩小引 信的体积和增大有效接收面积。而采用非 同轴三角交叉系统，接收和发射系统中间 由隔板隔开，这样可以避免发射和接收系 统光信号的相互干扰。如图 ３ 所示。
２．１作用距离的确定 激光引信的作用距离与接收系统和发 射系统的性能有关，也与目标特性和背 景有关。设目标对激光具有漫反射特 性，接收机所接收到的激光功率可按下 式计算
Hale Waihona Puke 摘要 本文介绍了激光近炸引信的工作原理。针 对导弹激光引信的主要技术参数组成和抗 干扰的性能进行了研究和分析。 关键词 激光引信；作用距离精度；抗干扰
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Ｓｃｉｅｎｃｅ ３００，１１２７ （２００３）． ［６］Ｒｏｓｉ Ｎ Ｌ，Ｅｃｋｅｒｔ Ｊ，Ｅｄｄａｏｕｄｉ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ Ｍｉｃｒｏｐｏｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌ — ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００３，３００：１１２７ — １１２９． ［７］ＰａｎｅＨａ Ｂ，Ｈｉｒｓｃｈｅｒ Ｍ．Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｐｈｙｓｉｓｏｒｐｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｏｒｏｕｓ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ［Ｊ］．Ａｄｖ Ｍａｔｅｒ，２００５，１７：５３８ — ５４１． ［ ８ ］ 程绍娟，赵强，薛建伟，李晋平． 金属有机骨架配合物 ＭＯＦ－５ 的合成及其 储氢研究［Ｊ］．武汉理工大学学报．２００６ 年 １１ 月，第 ２８ 卷，专辑Ⅱ． ［９］曾余瑶，张秉坚．金属 － 有机骨架材 料 ＭＯＦ－５ 的改进与吸附甲烷的巨正则蒙 特卡罗模拟［Ｊ］．物理化学学报．２００８，２４ （８）：１４９３ — １４９７． ［１０］王斌，马正飞．烷烃在金属有机骨架 ＭＯＦ－５ 和 Ｃｕ — ＢＴＣ 中吸附的蒙特卡罗模 拟［Ｊ］．南京工业大学学报（自然科学版）， ２００８ 年 ５ 月．第 ３０ 卷第 ３ 期． ［１１］许青．金属 － 有机骨架材料中气体吸 附分离及材料改性设计的分子模拟研究 ［Ｄ］北京化工大学化学工程与技术博士学 位论文．２０１０ 年 ６ 月 ［１２］Ｏｓａｍａ Ｓｈｅｋｈａｈ．ｅｔ ａｌ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ ｂｙ ｌｉｑｕｉｄ－ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ［Ｊ］．ＮＡＴＵＲＥ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＪＵＮＥ ２００９，ＶＯＬ８． ［１３］Ｏｍａｒ Ｍ． Ｙａｇｈｉ．ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ：Ａ ｔａｌｅ ｏｆ ｔｗｏ ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］． ｎａｔｕｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＦＥＢＲＵＡＲＹ ２００７，ＶＯＬ ６． ［１４］Ｍａｊｉ， Ｔ．，Ｍａｔｓｕｄａ， Ｒ． ＆ Ｋｉｔａｇａｗａ， Ｓ． Ｎａｔｕｒｅ Ｍａｔｅｒ． ６， １４２～１４８ （２００７）． ［１５］Ｍａｔｔｈｅｗ Ｊ． Ｒｏｓｓｅｉｎｓｋｙ．ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ：Ｅｎｌｉｇｈｔｅｎｅｄ ｐｏｒｅｓ［Ｊ］，ｎａｔｕｒｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ＶＯＬ ９，ＡＵＧＵＳＴ ２０１０． ［１６］钟旭峰．金属有机骨架化合物 ＭＯＦ－５ 吸水稳定性及改性储氢性能的模拟研究 ［Ｄ］．北京化工大学材料学硕士学位论文． ２００９ 年 ６ 月 ［ １ ７ ］ 付嘉，李晓锋，赵立峰，孙淮． 用 分子模拟方法预测 ＭＯＦｓ 材料氢吸附的能 力［Ｊ］．计算机与应用化学．２００９ 年 ５ 月，第 ２６ 卷第 ５ 期 ［１８］穆韡，等．金属 － 有机骨架材料中吸附 气体的扩散速率［Ｊ］．物理化学学报．２０１０， ２６（６）：１６５７－１６６３ 致谢 本文是在化学工程研究所许海涛教授悉 心指导下完成的，并承蒙许老师多次指 导与修改。许老师认真严谨的学术精神 令我钦佩不已，也是我终身学习的榜 样。在此，对许海涛老师表示由衷的 敬意与感谢！ 作者简介 李睿，男，１ ９ ８ ９ 年生，本科生。
图 3 三角交叉光学系统 光敏元件即硅光二极管是激光引信中 的关键部件，它的作用是将接收到的光 信号转换成电信号，它的优劣直接影响 整个系统的性能。要求它具有高的灵敏 度及响应速度，等效噪声功率低。常用 Ｐ Ｉ Ｎ 管和雪崩二极管。 信号处理电路有两个作用： 一、识别目标信号和干扰信号，干 扰信号包括人工干扰和背景干扰及引信内 部产生的干扰； 二、判断目标的位置，当目标处于 战斗部最有力杀伤位置时，输出启动信号 使执行级工作，引爆战斗部。
２．２作用距离精度 作用距离精度是一个十分重要的指 标，它直接影响引战配合效率。由于激 光的特点，目前，它的作用距离精度优 于其他体制的近炸引信。 激光引信的测距精度依据其测距原理 而异。激光引信所对付的目标，其反射 特性很复杂，既有漫反射，也有镜面反
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射，反射系数也不同。在相同的距离上 由于作用目标光束的倾角不同，目标反 射信号的幅值可有几个数量级的变化。 这些都会对测距精度产生影响。目前， 国内的激光近炸引信的定距精度完全可以 达到 ０．５ 米以内。 3.抗干扰设计
径。 4.结论
虽然应用激光作为探测手段的激光引 信在探测精度、探测距离、抗自然和人为 干扰能力等许多方面有其特有的优点，但 是如何提高引信探测距离精度和抗干扰能 力，发挥激光近炸引信的最佳效能，对于 研究激光近炸引信具有重要意义。国内激 光引信的研究起步较晚，相关产品寥寥可 数。随着激光技术、电子技术和计算机技 术的不断发展，激光引信技术也会不断提 高。
号的振荡电路、公放电路及延迟电路。 如果是编码体制的激光引信，还要有编 码电路。目前，大峰值功率的激光器大 多采用进口的。对于单通道小视场的激 光引信采用非球面透镜或复合球面系统。 对于 ３６０°探测场的激光引信，比较简便 的方法是采用光锥来完成。在激光器功 率一定的条件下，发射光的发散角越 小，探测距离越远。
图 2 同轴光学系统
由于激光引信的作用距离近，大气 传输衰减可忽略不计，即
τ ｕ＝ １ （３ ） 将 （ ２ ）、（ ３ ） 式 代 入 （ １ ） 式 中，则可得到
（４ ）
为了可靠地检出有用信号，必须使 接收到的功率超过接收器通带内的等效噪 声功率（Ｎ Ｅ Ｐ ）ｎ 倍，ｎ 即为所要求的 信噪比。由式（４ ）得到计算激光引信 作用距离的公式
引言 由于激光具有方向性强，高单色
性，高相干性，高亮度等优点，因此它在 武器系统中得到了广泛应用，激光引信就 是其中之一。激光引信是随着激光技术的 发展而出现的一种利用激光束探测目标的 引信。利用激光束探测目标的光学近炸引 信，相对于传统光、电近炸引信，激光近 炸引信具有引爆时间准、命中概率高、抗 干扰能力强的突出特点，因此，在现代导 弹、火箭弹、炮弹，炸弹、水雷等领域得 到了广泛的推广和应用。 1.激光引信工作原理
基础及前沿研究 中国科技信息 2011 年第 8 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2011
DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.034
激光近炸引信技术
赵岩 马洪远 南成根 空军驻吉林地区军事代表室，吉林 吉林 １３２０２１
激光引信的干扰主要有两种，内部 干扰和外部干扰。内部干扰包括：发射接 收电路的串扰，发射接收之间的光信号泄 露等。外部干扰有阳光、海浪、云雾、雨 雪等自然干扰和激光干扰机、假目标等人 工干扰。这些干扰可能使引信早炸、误炸， 因此必须采取措施提高激光引信的抗干扰 性能。
３．１内部抗干扰措施 发射接收之间的光信号泄露在实际中 遇到过，采取在发射和接收之间用隔板 隔开的方法解决。由于发射驱动电流为 脉冲大电流，存在串扰接收电流的可能 性，得出距离错误，可以通过两个技术 途径解决：一是加强屏蔽隔离，良好地 线设计，减小地回路串扰；二是通过软 件控制各路驱动分时工作，避免大电流 叠加，增加串扰强度。 ３．２外部抗干扰措施 由于激光引信的接收光学系统有窄带 滤光片，滤除大量太阳光能量，同时在 频域上，太阳光为连续信号，频谱特征 为直流或极低频分量，而激光引信为几 十纳秒的窄脉冲，接收电路可以很容易 将太阳光滤除；时域上，可以从脉宽特 征识别剔除非激光信号，且信号处理加 有较窄的波门技术，可防止太阳光影响 正常测距。 云雾对激光得影响主要表现在衰减和 散射。衰减产生的效果是测距能力降 低，散射是各个方向均有，特别是向后 散射产生的效果是回波提前和脉冲展宽， 回波提前导致产生错误距离信息，导致 误动作。解决措施有： 脉宽识别剔除、时 间相关性剔除，空间相关性剔除。对于 空对地导弹的激光引信还要考虑高大树木 及地表复杂背景物的干扰，产生的影响是 回波脉冲展宽和回波信号杂乱，可以通过 时域滤波和时间相关性剔除。 敌方可能利用假目标干扰激光引信识 别真实目标。如果假目标的外观特征， 布设方式，布设地点等于真实目标完全相 同，激光引信是无法识别的。显然，假目 标的外观特征、布设方式完全可以以假乱 真，但布设地点则值得推敲。首先，激光 引信的载体攻击的目标非常明确， 激光引信的探测范围离真实目标很 近，假目标不可能离真实目标很近，太 近也达不到保护真实目标的目的。假目 标离真实目标较远时，一是很难进入激 光引信探测范围，二是导弹攻击路径的 不确定，对方假目标不可能涵盖全部路