王銳

目的：隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中精確制導(dǎo)武器的廣泛使用，對(duì)于導(dǎo)引系統(tǒng)的要求也在不斷提高，為了提升地對(duì)地導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能及對(duì)于紅外隱身目標(biāo)的識(shí)別能力，本文提出了基于激光主動(dòng)三維成像技術(shù)配合被動(dòng)紅外成像技術(shù)的復(fù)合導(dǎo)引體制。方法：面對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)瞬息萬變的戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì)，傳統(tǒng)的單一紅外成像制導(dǎo)體制顯得愈加力不從心。由于其探測(cè)原理是依據(jù)目標(biāo)與背景的溫度差異進(jìn)行成像的，在周圍環(huán)境溫度變化或目標(biāo)采用紅外隱身措施時(shí)，圖像對(duì)比度會(huì)嚴(yán)重下降，直接影響到后期對(duì)于目標(biāo)的有效識(shí)別及準(zhǔn)確打擊。為了解決這一問題，本文提出了主被動(dòng)復(fù)合導(dǎo)引體制，在距離目標(biāo)20 km處，長波紅外導(dǎo)引系統(tǒng)開始工作，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行大視場(chǎng)搜索，根據(jù)目標(biāo)的輻射特性，確定各疑似目標(biāo)位置。當(dāng)距離達(dá)到4 km時(shí)，激光三維成像導(dǎo)引系統(tǒng)開始工作，根據(jù)被動(dòng)紅外導(dǎo)引系統(tǒng)所提供的各疑似目標(biāo)位置信息，對(duì)其進(jìn)行小視場(chǎng)陣列測(cè)距，通過三維重構(gòu)獲得目標(biāo)的三維圖像信息。在此基礎(chǔ)上，信息處理系統(tǒng)采用相應(yīng)的識(shí)別算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，并綜合被動(dòng)紅外導(dǎo)引系統(tǒng)的識(shí)別結(jié)果，給出最終對(duì)于目標(biāo)的判別結(jié)果。由于采用復(fù)合導(dǎo)引體制，綜合利用了主被動(dòng)成像識(shí)別結(jié)果，目標(biāo)圖像信息量豐富，可保證較高的識(shí)別概率。該體制充分發(fā)揮兩種探測(cè)體制的優(yōu)勢(shì)，并形成互補(bǔ)，通過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使兩種探測(cè)體制能夠有效復(fù)合。結(jié)果：本文綜合考慮彈載導(dǎo)引系統(tǒng)的使用環(huán)境，提出采用激光主動(dòng)三維成像探測(cè)與被動(dòng)紅外成像探測(cè)共口徑設(shè)計(jì)方案。結(jié)合兩種探測(cè)體制的成像原理，進(jìn)行了探測(cè)可行性分析和設(shè)計(jì)參數(shù)確定。前端共口徑光學(xué)系統(tǒng)采用折返式二次成像設(shè)計(jì)方案，在保證兩種探測(cè)體制工作波段均能滿足的條件下，實(shí)現(xiàn)了后端兩種探測(cè)器的緊湊排布及共口徑同步接收。同時(shí)，根據(jù)兩種探測(cè)體制的各自特點(diǎn)，匹配相應(yīng)的視場(chǎng)范圍。對(duì)于被動(dòng)紅外成像探測(cè)系統(tǒng)，在保證作用距離和視場(chǎng)范圍的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了無熱化優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)于激光主動(dòng)三維成像探測(cè)系統(tǒng)，一方面采用Geiger模式探測(cè)器陣列實(shí)時(shí)獲取目標(biāo)三維圖像信息，減少了掃描機(jī)構(gòu)。另一方面，激光發(fā)射端采用光纖導(dǎo)光方式從次鏡后端進(jìn)行發(fā)射，進(jìn)一步提升了整套系統(tǒng)的集成度和緊湊性。此外，在信息融合處理單元中，提出通過主控模塊向紅外相機(jī)發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)鐘電平信號(hào)，向激光成像系統(tǒng)發(fā)送延遲時(shí)鐘電平信號(hào)（延遲時(shí)間由紅外相機(jī)的曝光時(shí)間決定），從而實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)成像系統(tǒng)的時(shí)間匹配同步控制方法。結(jié)論：本文提出了一種新型的復(fù)合導(dǎo)引體制，進(jìn)行了可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)提出了利用被動(dòng)紅外導(dǎo)引系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離大視場(chǎng)條件下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行搜索，并采用激光三維成像導(dǎo)引系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行小視場(chǎng)高對(duì)比度探測(cè)的導(dǎo)引策略。整套導(dǎo)引系統(tǒng)總長為 340 mm，直徑104 mm。結(jié)構(gòu)緊湊，信息獲取種類豐富，完全滿足對(duì)地精確制導(dǎo)武器的使用要求。

來源出版物：中國光學(xué), 2013, 6(4): 536-543

入選年份：2015