【正文】 主動尋的式制導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分 只有激光束照射到目標(biāo)上，才能產(chǎn)生目標(biāo)反射激光能量，尋的器上的純被動傳感器才有可能 “ 尋找 ” 目標(biāo)。因而要求發(fā)展智能化炸彈或炮彈，以便對特定目標(biāo)精確定位，激光目標(biāo)指示器就是這類裝置中的重要組成部分。巡航速度每小時(shí) 95公里 ， 最大速度可以達(dá)到每小時(shí) 135公里 。 美國在 80年代初期研制了一種便攜式激光目標(biāo)指示器，其體積和重量相當(dāng)于一枝沖鋒槍，供炮兵觀察員使用。除地面觀察員使用的目標(biāo)指示器外，美國還研制了地面激光定位目標(biāo)指示器和輕便激光目標(biāo)指示器。 激光制導(dǎo)武器的戰(zhàn)斗使用取決于系統(tǒng)的類型、目標(biāo)性質(zhì)和作戰(zhàn)條件。 激光制導(dǎo)技術(shù)具有投擲精度高、捕獲目標(biāo)靈活、導(dǎo)引頭價(jià)格便宜、抗干擾性能好等特點(diǎn)。 CO2激光雷達(dá)現(xiàn)已應(yīng)用于測距、火控、制導(dǎo)、導(dǎo)航、地形限蹤和障礙回避等方面。 CO2激光器 這種激光器能連續(xù)或脈沖工作，連續(xù)波振幅和頻率能調(diào)制。另外，這種紅外激光透過霧、戰(zhàn)場煙霧等能力強(qiáng)，對人眼較安全?？傊?，它的種類繁多，發(fā)展很快。雷達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一定要合理，機(jī)動靈活。 (3)抗干擾 (盡管激光雷達(dá)抗干擾性能較好，但也會受干擾 )。 ?? 采用析象管的連續(xù)激光雷達(dá)自動跟蹤系統(tǒng) ?? 激光雷達(dá)的研制 在激光雷達(dá)故研制工作中，要精心設(shè)計(jì)和認(rèn)真解決下列幾個(gè)問題。望遠(yuǎn)鏡的光軸對準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，陽極輸出的脈沖序列是對稱的；若目標(biāo)偏離光軸，陽極輸出脈沖序列就不對稱，不對稱的程度恰好反映了目標(biāo)方位變化的大小。它的光電探測器常采用析象管 (如圖所示 )，并放在接收望遠(yuǎn)鏡的焦點(diǎn)上。當(dāng)然，除了四棱錐外還可用別的器件獲得誤差信號。比如光電探測器 1或 3上有信號輸出，就表示目標(biāo)偏上或偏下；若 2或 4上有信號輸出，就表示目標(biāo)偏右成偏左。 ?? 采用四棱鏡的脈沖激光跟蹤系統(tǒng) ?? 四棱錐的尖頂削平，形成一個(gè)中心平面和四個(gè)對稱側(cè)面，中心面垂直并正對反射式接收望遠(yuǎn)鏡的光軸。對于每秒僅干分之幾厘米的超低速運(yùn)動目標(biāo)，微波雷達(dá)就無能為力了，而激光雷達(dá)卻能精確測定。 2 c o s ( ) /fV ???V?? 只要知道多普勒頻率大小，就可以推算出目標(biāo)對雷達(dá)的相對徑向速度。 光學(xué)多普勒效應(yīng)足指發(fā)射的光波，如果遇到活動目標(biāo)則反射信號的頻率要發(fā)生變化?？傊⒉ɡ走_(dá)和激光雷達(dá)可有所長，應(yīng)互相補(bǔ)充。 分辨力強(qiáng)、觀測和跟蹤精度高是激光雷達(dá)的最大優(yōu)點(diǎn)。而在實(shí)戰(zhàn)中僅對目標(biāo)粗跟蹤和精密跟蹤就約需十幾分鐘，這樣剩給 ?? 引導(dǎo)攔擊導(dǎo)彈的時(shí)間就不多了。再比如洲際導(dǎo)彈，只要它釋放出大量干擾物或干擾機(jī)充當(dāng)假目標(biāo)。比如，波束發(fā)散為 1度的機(jī)載微波雷達(dá)，從 1500米的上空照射到地面形成直徑約 26米的圓，此圓內(nèi)的地形起伏很難分辨；但使用激光雷達(dá)在同樣高度時(shí)，地面光斑直徑僅十幾厘米，因此能分辨出地形的細(xì)節(jié)。此時(shí)使用地面無線電雷達(dá)很因難，使用微波雷達(dá)時(shí)精度又常常達(dá)不到。比如，從地球照射到月球上一平方公里的區(qū)域，激光發(fā)射天線的直徑 30厘米就夠了，麗微波天線的直徑約需幾公里，目前還造不出這么大的可轉(zhuǎn)動天線，因此地球到月球的測距只有激光問世后才得以實(shí)現(xiàn)。為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭高精度定位的需要，有人曾提出過研制頻率更高的光雷達(dá)方案，但因普通光亮度和單色性較差的限制，使之發(fā)展遲緩。 窮追不舍的神射手 激光制導(dǎo)武器 ?? 激光雷達(dá)是在激光測距向多功能發(fā)展的情況下出現(xiàn)的。 利用激光的高方向性，控制和導(dǎo)引武器準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)，是激光制導(dǎo)。它不僅可以精確測距，而且可以起精確測速、精確跟蹤、警戒防撞、控制飛船會合等乍用。直到 1960年激光問世后，才打開了光雷達(dá)的發(fā)展局面。實(shí)踐還表明：頻率越高，分辨力 (在一定距離上 ?? 分辨前后左右相鄰目標(biāo)的能力 )越高，識別能力越強(qiáng)。但若用一臺平均功率幾十瓦的空間船載激光雷達(dá)，則可精確地探測到相距一萬多公里遠(yuǎn)的兩個(gè)飛船的距離。 ?? 激光分辨力高，加上它單色性好，脈沖寬度比微波小得多，所以利于抗干擾?；蛘呃眯⌒秃吮ㄖ圃煲粋€(gè)人為的反射微波電離層時(shí)，就足以使微波雷達(dá)失靈或癱瘓，而這些對激光雷達(dá)干擾的影響則不大，它可照常工作。目前洲際導(dǎo)彈的核彈頭已發(fā)展到分導(dǎo)式多彈頭 (一個(gè)母彈內(nèi)裝若干備有動力和制導(dǎo)系統(tǒng)的子彈頭 )。當(dāng)然，它也有局限性，比如，正由于激光方向性強(qiáng)、波束發(fā)散小，大面積搜索和監(jiān)視時(shí)就容易丟失目標(biāo)。 ?? 激光雷達(dá)的工作原理 激光雷達(dá)工作原理和微波雷達(dá)差不多，它是先向可能來犯的目標(biāo)方向發(fā)射激光探測信號，光波碰到目標(biāo)后被反射回來成為回波。二者之差叫多普勁頻率 f 式中： λ 為發(fā)射光波長。因?yàn)榧す獾念l率高，故可用于測量高速和低速。目前，多利用氣體激光的頻率精度進(jìn)行激光多普勒測速。當(dāng)目標(biāo)位于望遠(yuǎn)鏡光軸上 (正前方 )時(shí)，回波光束恰好落在中心平面上，進(jìn)而傳至測距系統(tǒng)，此時(shí)四個(gè)側(cè)面則感受不到回波光束。不同光電探測器的誤差信號進(jìn)入自動跟蹤控制署時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)方位差值指令電信號推動伺服系統(tǒng)，使望遠(yuǎn)鏡光軸重新對準(zhǔn)目標(biāo)。 ?? 連續(xù)波激光跟蹤精度比脈沖激光跟蹤精度更高。析象管是利用物體的二次電子發(fā)射放大光電流的一種特殊光電倍增管。非對稱脈沖序列進(jìn)入自動跟蹤控制器后，即產(chǎn)生目標(biāo)方位偏差信號。 (1)發(fā)射和接收的穩(wěn)定性。 (4)系統(tǒng)內(nèi)部和外部噪音的抑制和減小。 激光雷達(dá)按軍事應(yīng)用的不同分為激光跟蹤雷達(dá)、激光制導(dǎo)雷達(dá)、激光顯象雷達(dá)、多普勒激光測速雷達(dá)、障礙回避雷達(dá)、氣象雷達(dá)等。 ?? 激光雷達(dá)的發(fā)展趨勢，一是小型、機(jī)動、通用化、積木化和商品化；二是為了提高雷達(dá)精度和功能而采用光學(xué)相關(guān)技術(shù)。它也便于采用高靈敏度的外差探測技術(shù)提高分辨目標(biāo)的能力和探測精度。它特別適于多普勒目標(biāo)指示和目標(biāo)三維成像。 ?? 激光制導(dǎo)武器與激光武器是有區(qū)別的。那么，激光是如何制導(dǎo)的呢？ 我們先了解一下什么是激光目標(biāo)指示器。還有就是區(qū)分任務(wù)和職能。地面固定目標(biāo)激光指示器作用距離遠(yuǎn)，可用來保護(hù)對方火器射程以外的陣地，由炮兵觀察員使用，經(jīng)改進(jìn)后也可安裝在戰(zhàn)斗車輛上。此外，美國積極研制裝有激光目標(biāo)指示器和制導(dǎo)系統(tǒng)的戰(zhàn)術(shù)無人駕駛飛行器。 激光制導(dǎo)武器的奧秘 ?? 激光目標(biāo)指示器 目標(biāo)指示用于對其精確定位，這在軍事上無疑也是十分重要的。 在智能化炸彈系統(tǒng)中，來自目標(biāo)指示器的已編碼激光直指靶標(biāo)，由目標(biāo)反射的激光脈沖向各個(gè)方向上散射，并被安裝在導(dǎo)彈頭部的目標(biāo)搜索器探測，引導(dǎo)導(dǎo)彈準(zhǔn)確地?fù)糁胁⒋輾繕?biāo)。 機(jī)載激光目標(biāo)的一部分安裝在飛機(jī)內(nèi)，一部分安裝在機(jī)翼下的吊艙所示，其中點(diǎn)內(nèi)。這兩個(gè)信號饋給伺服回路 4以控制方位校正并穩(wěn)定瞄準(zhǔn)線使吊艙視線指向前置指示目標(biāo)。 ?? ?? 下面，我們看看激光制導(dǎo)武器是如何實(shí)施攻擊的。 激光尋的制導(dǎo)又分為激光半主動式自動制導(dǎo)、激光全主動自動制導(dǎo)。 發(fā)出糾偏信號，改變導(dǎo)彈飛行 方向，指向目標(biāo)。 作戰(zhàn)時(shí)，激光照射器向目標(biāo)照射激光，目標(biāo)尋的 器接收目標(biāo)反射來的激光信號，將導(dǎo)彈導(dǎo)向目標(biāo)。 B 激光器向目標(biāo)照射激光 導(dǎo)彈發(fā)射器發(fā)射導(dǎo)彈， 導(dǎo)彈尾部激光接收器接 收激光束信號，依接收 的信號強(qiáng)弱使導(dǎo)彈保特 在激光束中，直至命中 目標(biāo)。激光制導(dǎo)武器有許多與眾不同的地方。由于激光有極強(qiáng)的方向性，而且頻率極高，不僅通常的電磁波無法干擾、破壞，就是天空中電磁雜波、地球兩極上空極光的閃爍等，對激光制導(dǎo)也不起作用。 為了克服激光制導(dǎo)兵器的弱點(diǎn)，軍事技術(shù)專家們正在研究新的技術(shù)，重點(diǎn)發(fā)展對煙、霧、塵埃的穿透能力強(qiáng)，對人眼安全，更適合于戰(zhàn)場使用的長波激光制導(dǎo)。在所有激光制導(dǎo)武器中，最先應(yīng)用于戰(zhàn)場的就是激光制導(dǎo)炸彈，它可以從高空進(jìn)行投擲，從而有效地減少了載彈飛機(jī)可能遭到的敵低空防空兵器的打擊。 1967年，在轟炸越南北方軍事重要目標(biāo)過程，成為命中精度最高的炸彈?？刂茝椡枧錾夏繕?biāo)爆炸的引信叫碰炸引信。又比如，航空炸彈，若控制它在高地一定高度爆炸，殺傷效果反比碰地炸更好。誰來掌握這個(gè) “ 火候 ” 呢 ?這就是引信。引信裝置若是接收無線電信號就叫無線電引信；若是接收紅外線或激光，就分別叫紅外線引信和激光引信；此外還有聲引信、磁引信等。若紅外信號來自敵機(jī)尾噴口的紅外輻射，則彈丸采取尾追攻擊方式。早炸，在紅外引信中亦較難處理，因?yàn)榉沧陨頊囟雀哂诮^對零度 (273℃) 的物體，都產(chǎn)生程度不同的紅外線輻射，煙、火光、陽光等都會有較強(qiáng)的紅外線成分。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)簡單、輕小的半導(dǎo)體激光器為激光引信的工程實(shí)施提供了方便。 ?? 激光引信目前大多采用主動式，下圖為其原理框圖。當(dāng)彈充接近目標(biāo)到最佳炸點(diǎn)時(shí)，信號強(qiáng)度就達(dá)到一定程度，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行起爆任務(wù)。自炸機(jī)構(gòu)是一旦末捕獲或丟失目標(biāo)以及引信失靈后，引爆彈丸自毀，以免彈丸落入敵人手中。為了確保引信可靠作用和提高抗干擾能力，可從下列三方面采取措施。 (2)接收部分采用窄通帶濾光片性能要穩(wěn)定以減少引信作用距離的散布。引信發(fā)展動向之一是 “ 積木化 ” ，如同積木玩具，有若干標(biāo)準(zhǔn)件，不同要求挑選相應(yīng)的標(biāo)維件裝配即可。 ?? 二、激光遙控引燃引烴 電視機(jī)若帶有遙控開關(guān)，那么它的開啟與關(guān)閉、換臺、調(diào)音量等就可以通過遙控解決，只要手握類似袖珍收音機(jī)大小的遙控器，坐在幾米以外就可以隨心所欲地控制調(diào)節(jié)。這種就叫激光編碼遙控引燃引爆。 ?? (2)激光發(fā)射一般都采用望遠(yuǎn)系統(tǒng)，而望遠(yuǎn)系統(tǒng)通過合理設(shè)計(jì)同時(shí)又可用于對敵情的觀察，利于掌握最佳引爆時(shí)機(jī)，充分發(fā)揮爆炸的威力。激光器可以是固體釹激光，也可以是砷化鎵半導(dǎo)體激光。這種信號即編過碼的信號，而每秒 5個(gè)脈沖， 50毫秒脈寬、 150毫秒脈沖間隔即 “ 密碼 ” 。光電器件對激光波長是有選擇性的，假如發(fā)射的是砷化鎵激光，一定要選用對波長 感的光電器件；若是釹激光，那么就要選用對波長 激光響應(yīng)最敏感的光電器件，當(dāng)然，這里有個(gè)匹配關(guān)系。打個(gè)比方說：電路中設(shè)置三道 “ 門 ” ，電信號若每秒 5個(gè)脈沖第一道門就可打開，讓它通過若信號脈寬不長不短恰好 50毫秒，那么第二道門也可打開，若脈沖間隔剛好 150毫秒，則第三道門也打開。 ?? 經(jīng)過解碼和識別，接收部分判斷確是我方的指令信號，通過高壓發(fā)生器立即產(chǎn)生一個(gè)引爆地雷所需的引爆電信號，經(jīng)導(dǎo)線傳給每個(gè)地雷上的電雷管，從而引發(fā)地雷爆炸。 (2)軍事演習(xí)和訓(xùn)練中模擬爆炸燃燒，遙控炸點(diǎn)的遠(yuǎn)程顯示與觀測等，這可以大大節(jié)省人力物力而形象逼真。然后靠電信號經(jīng)電雷管引發(fā)而起爆戰(zhàn)斗部中的主裝藥，而電雷管隨著無線電技術(shù)的飛躍發(fā)展，卻遇到越來越大的問題。所以電雷管工人操作時(shí)絕對禁止穿戴人造纖維衣帽。 針對電雷管存在的問題， 60年代國際上出現(xiàn)了不要電雷管和起爆藥的 “ 爆炸線起爆器 ” ，英文縮寫 EWD”，它用爆炸線直接起爆彈丸戰(zhàn)斗部中的主裝藥。這是因?yàn)椋徽撿o電場、還是射頻場對激光束毫無影響，由于激光的許多獨(dú)特性能，不僅作用可靠，而且彈上結(jié)構(gòu)簡單輕小，占空間少，主裝藥可以增加而提高彈丸威力。顯然，高能檄光完全可以滿足此要求。透鏡將射來的激光束聚焦，其焦點(diǎn)落在起爆藥上，因焦點(diǎn)處高溫、高壓的作用而使起爆藥爆炸，進(jìn)而引發(fā)主裝藥瀑作。經(jīng)試驗(yàn)，激光的敏感氏起爆藥比炸藥、煙火劑等要高幾個(gè)數(shù)量級。具體的有：紅寶石激光、 YAG激光和釹玻璃激光器等。脈沖激光通過編碼能有效地識別和排除干擾。所以大家稱它為激光封鎖報(bào)警器。它可以產(chǎn)生高峰值功率，能量轉(zhuǎn)換效率也比較高。它由一根較長的傳輸線從現(xiàn)場傳至值班室。 ?? 二、激光封鎖報(bào)警的實(shí)施方案 關(guān)于用激光束封鎖