紅外製導

精度高抗干擾隱蔽性好的制導技術

紅外製導顧名思義就是利用紅外來制導。紅外製導多用於被動尋的制導系統,紅外製導系統由紅外位標器、計算機和執行機構等組成,其中紅外位標器作為跟蹤測量裝置,由光學系統(包括罩、主鏡、次鏡、濾光片)、調製盤和紅外探測器(光敏元件)組成。紅外製導也可用於指令制導系統,這時在地面或飛機上的紅外位標器還要接收導彈輻射的紅外線,跟蹤導彈並提供導彈的運動參數。紅外製導的優點是:光學系統結構簡單可靠、成本低、功耗少、體積小和重量輕;不易暴露,隱蔽性好;角解析度較高和抗干擾性好。

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紅外製導
紅外製導
利用紅外跟蹤和測量的方法控制和導引導彈飛向目標的技術。導彈上的紅外位標器(導引頭)接收目標輻射的紅外線,經光學調製和信息處理后得出目標的位置參數信號,用於跟蹤目標和控制導彈飛向目標。
紅外製導多用於被動尋的制導系統,紅外製導系統由紅外位標器、計算機和執行機構等組成,其中紅外位標器作為跟蹤測量裝置,由光學系統(包括罩、主鏡、次鏡、濾光片)、調製盤和紅外探測器(光敏元件)組成。紅外線透過罩子,經主鏡、次鏡和濾光片聚焦到調製盤上。調製盤是一個具有光學調製圖案(由透明和不透明方格組成)的圓盤,它轉動時對紅外線進行調製。光敏元件安裝在調製盤之後,它把調製后的紅外輻射能轉換為電信號。光敏元件的靈敏度是影響制導性能的主要因素之一。紅外位標器的主要功能是:①收集輻射的紅外線;②進行光學濾波(濾光片)和空間濾波(調製盤)以及抑制背景干擾;③經調製盤調製后給出有關目標的角度信息,並經光敏元件變換為所需要的信號形式。紅外位標器輸出的信號與導彈上基準信號比較,確定目標相對導彈的方位並形成偏差信號。這個偏差信號用來驅動紅外位標器光學系統使它跟蹤目標。與此同時這個信號經變換處理並通過執行機構控制導彈按一定的導引規律飛向目標。紅外製導也可用於指令制導系統,這時在地面或飛機上的紅外位標器還要接收導彈輻射的紅外線,跟蹤導彈並提供導彈的運動參數。紅外製導的優點是:光學系統結構簡單可靠、成本低、功耗少、體積小和重量輕;不易暴露,隱蔽性好;角解析度較高和抗干擾性好。它的缺點是受目標性質的影響,目標必須有區別於背景的熱輻射特性;同時,紅外線的輻射還受氣象條件(雲、霧、煙和太陽背景等)的限制。
常用輻射紅外線的波長分別為1~3微米,3~5微米和 8~14微米。輻射的紅外線波長隨輻射物溫度的降低而增長。為了提高對目標(特別是低溫目標)的識別能力,紅外工作波段有向長波方向發展的趨勢。另一發展趨勢是向紅外成像過渡以提高抗干擾性能。特別是紅外電荷耦合器件與帶有信息處理裝置的紅外位標器的出現和發展,使紅外製導更為人們所重視。
參考書目
小哈得遜著,《紅外系統原理》翻譯組譯:《紅外系統原理》,國防工業出版社,北京,1975。(R.D.Hudson,Jr.,Infrared System Engineering, John Wiley & Sons,New York,1969.)