李同順，奚 勇，印劍飛

（1.上海航天控制技術(shù)研究所，上海 201109；2.中國航天科技集團(tuán)公司 紅外探測技術(shù)研發(fā)中心，上海 201109）

0 引言

紅外制導(dǎo)技術(shù)是通過利用紅外探測器捕獲和跟蹤目標(biāo)自身輻射的紅外能量實(shí)現(xiàn)尋的制導(dǎo)的技術(shù)，具有隱蔽性好、制導(dǎo)精度高、可全天時(shí)作戰(zhàn)的特點(diǎn)。自1956 年美國研制成功第一代紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈——“響尾蛇”空空導(dǎo)彈問世以來，該技術(shù)取得了迅猛的發(fā)展，在地空、艦空、空空等對空導(dǎo)彈武器中得到了廣泛的應(yīng)用，從便攜式防空導(dǎo)彈、車載/艦載防空到紅外空空導(dǎo)彈，在領(lǐng)域持續(xù)拓寬的同時(shí)性能不斷得到提升，成為精確制導(dǎo)武器的一個(gè)重要分支［1］。

1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

半個(gè)多世紀(jì)以來，紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈已經(jīng)發(fā)展到了第四代。作為其換代標(biāo)志的紅外導(dǎo)引頭也從最初的單元調(diào)制盤探測體制發(fā)展到了如今的成像探測體制。隨著紅外成像探測體制的日漸成熟，紅外成像制導(dǎo)技術(shù)逐漸發(fā)展成為紅外制導(dǎo)技術(shù)的主流。

1.1 單波段紅外成像制導(dǎo)技術(shù)

德國的IRIS-T 空空導(dǎo)彈采用128×4 元線列掃描中波紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，導(dǎo)引頭具有較好的響應(yīng)均勻性，抗人工和自然干擾性能好；德國的LFK NG車載防空導(dǎo)彈采用了紅外凝視成像制導(dǎo)技術(shù)，防御目標(biāo)除了固定翼和旋翼飛機(jī)外，還包括無人機(jī)等目標(biāo)；英國的ASRAAM 導(dǎo)彈采用128×128 元的中波凝視焦平面紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，導(dǎo)引頭具有多目標(biāo)跟蹤和全向跟蹤能力，具備抗紅外誘餌干擾的能力；美國的AIM-9X 空空導(dǎo)彈采用128×128 元的中波凝視焦平面紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，導(dǎo)引頭的目標(biāo)截獲距離在背景條件良好情況下為13～16 km，具有大范圍紅外尋的與發(fā)射后截獲能力。相關(guān)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭如圖1 所示［2-5］。

圖1 典型單波段紅外導(dǎo)引頭Fig.1 Typical single band infrared seekers

1.2 雙波段紅外成像制導(dǎo)技術(shù)

以色列的“怪蛇-5”空空導(dǎo)彈采用中/短雙波段紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，利用目標(biāo)、背景、干擾的雙波段成像特性差異實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別，具備下視、復(fù)雜云層背景下攔截目標(biāo)能力，大幅提升了抗干擾性能；土耳其的游隼（Gokdogan）空空導(dǎo)彈同樣采用高分辨率雙波段紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，提升系統(tǒng)的抗干擾能力；美國的SM-3 導(dǎo)彈擔(dān)負(fù)海基中段反導(dǎo)攔截任務(wù)，Block 1B 和Block 2 為提高抗誘餌干擾能力，采用大面陣512×512 元長波雙波段紅外成像制導(dǎo)技術(shù)，在攔截末段，利用紅外雙波段信息進(jìn)行目標(biāo)鑒別、捕獲，實(shí)現(xiàn)對來襲彈道導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)和碰撞殺傷。相關(guān)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭如圖2 所示。

圖2 典型雙波段紅外導(dǎo)引頭Fig.2 Typical dual-band infrared seekers

1.3 多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展

以色列研制的“箭-2”導(dǎo)彈在“箭-1”的基礎(chǔ)上改進(jìn)了其純紅外制導(dǎo)的方式，采用主動(dòng)雷達(dá)/紅外雙模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)，大大提升了其命中率；以色列和美國聯(lián)合研制的“大衛(wèi)投石索”攔截彈采用紅外成像和毫米波主動(dòng)雷達(dá)復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)，具有先進(jìn)反電子和抗紅外干擾能力；美國的RAM 艦載末端防御導(dǎo)彈采用被動(dòng)雷達(dá)/紅外掃描成像制導(dǎo)技術(shù)，主要攔截掠海飛行的反艦導(dǎo)彈；美國正在研制的新一代遠(yuǎn)距空空導(dǎo)彈AIM-260，將替代現(xiàn)役的AIM-120 空空導(dǎo)彈，據(jù)報(bào)道采用了紅外和雷達(dá)雙模復(fù)合制導(dǎo)體制，使其在復(fù)雜的空中作戰(zhàn)環(huán)境中更具優(yōu)勢；美國在下一代導(dǎo)彈防御計(jì)劃中，正在開展512×512 元紅外成像與256×256 元主動(dòng)激光成像雙模復(fù)合導(dǎo)引頭研發(fā)，以大幅提高導(dǎo)彈的攔截精度。相關(guān)導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭如圖3 所示［6-13］。

圖3 典型多模復(fù)合導(dǎo)引頭Fig.3 Typical multi-mode compound seekers

2 對空作戰(zhàn)軍事需求

隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及對空作戰(zhàn)理念的不斷更新，新型空襲模式應(yīng)運(yùn)而生，形成了以“空中為主體、網(wǎng)絡(luò)為中心、空間為支援和臨近空間為重要補(bǔ)充”的格局。這使得對空作戰(zhàn)軍事需求發(fā)生了深刻的變化，這種變化具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

2.1 攔截目標(biāo)日趨多樣，隱身能力大幅提升

在傳統(tǒng)的對空作戰(zhàn)中，防空導(dǎo)彈的主要任務(wù)是打擊天空背景下的高速飛行器（如戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)等）。未來空戰(zhàn)則對作戰(zhàn)任務(wù)提出了更高的要求，呈現(xiàn)出大規(guī)?？缬蜃鲬?zhàn)、作戰(zhàn)目標(biāo)多樣、作戰(zhàn)樣式多變的特征。當(dāng)前，以F-22、F-35 等為代表的隱身戰(zhàn)斗機(jī)作為主戰(zhàn)裝備投入實(shí)戰(zhàn)，無人飛機(jī)也在迅速加入空中戰(zhàn)場，無人機(jī)自主作戰(zhàn)以及無人機(jī)與有人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)能力不斷提升；同時(shí)，隨著X-51A、X-37B、SR-72 等高超聲速目標(biāo)的出現(xiàn)，對空作戰(zhàn)的攔截目標(biāo)不再局限于有人作戰(zhàn)飛機(jī)、直升機(jī)等傳統(tǒng)飛行器，逐步向以巡航導(dǎo)彈、無人機(jī)、臨近空間飛行器、彈道導(dǎo)彈為目標(biāo)的防空反導(dǎo)反臨多任務(wù)拓展，來襲目標(biāo)呈現(xiàn)隱身、跨域、高速及高機(jī)動(dòng)等特點(diǎn)，對空紅外制導(dǎo)技術(shù)面臨革命性的要求［14-15］。相關(guān)新型飛機(jī)目標(biāo)如圖4 所示。

圖4 典型新型飛機(jī)目標(biāo)Fig.4 Typical new aircraft targets

2.2 新型對抗技術(shù)廣泛使用，戰(zhàn)場環(huán)境更加復(fù)雜

現(xiàn)代空戰(zhàn)的對抗日趨激烈：一方面，戰(zhàn)機(jī)對來襲導(dǎo)彈告警能力不斷提升，F(xiàn)-35 戰(zhàn)機(jī)已實(shí)現(xiàn)全向告警及自動(dòng)干擾對抗投放，戰(zhàn)機(jī)的自衛(wèi)能力得到大幅提高；另一方面，紅外人工干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展，紅外點(diǎn)源誘餌彈通過改變干擾釋放策略，以不同壓制比的多誘餌彈多方向投放來提高干擾效果，新型伴飛誘餌或拖曳式誘餌可模擬飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，新型面源型紅外誘餌，可形成干擾云團(tuán)。上述新型誘餌在光譜特性、能量特性、形狀特性和運(yùn)動(dòng)特性上更加逼近目標(biāo)，對目標(biāo)形成大面積、長時(shí)間的遮蔽，紅外制導(dǎo)技術(shù)識(shí)別目標(biāo)能力受到極大的挑戰(zhàn)。此外，激光定向能干擾技術(shù)也日趨成熟，當(dāng)探測到來襲導(dǎo)彈時(shí)可向?qū)棸l(fā)射高能量激光，使紅外導(dǎo)引頭致盲或致眩，從而破壞導(dǎo)彈對目標(biāo)的穩(wěn)定跟蹤而造成脫靶。相關(guān)新型對抗技術(shù)如圖5 所示。

圖5 新型對抗技術(shù)Fig.5 New countermeasure technologies

隨著作戰(zhàn)樣式的革新和精確制導(dǎo)武器全天時(shí)全天候使用的迫切需求，對空紅外制導(dǎo)技術(shù)面臨的環(huán)境也由較為傳統(tǒng)的簡單天空背景轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼮閺?fù)雜的云霧氣象條件、地物和海面背景，對復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性提出了更高的要求，迫使紅外制導(dǎo)技術(shù)必須從能力挖潛和體制革新上加大研究力度［16］。

3 對空紅外制導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 弱小目標(biāo)探測技術(shù)

隨著F-22、F-35 等隱身戰(zhàn)機(jī)的大量裝備和“掃描鷹”“小精靈”等小型無人機(jī)群的不斷涌現(xiàn)，新型作戰(zhàn)目標(biāo)紅外輻射能量較傳統(tǒng)目標(biāo)下降一個(gè)數(shù)量級以上，探測難度大幅增加，對紅外制導(dǎo)系統(tǒng)提出了極大挑戰(zhàn)。弱小目標(biāo)探測技術(shù)成為對空紅外制導(dǎo)技術(shù)的首要關(guān)鍵技術(shù)，對提高精確制導(dǎo)武器的作戰(zhàn)距離及反應(yīng)速度具有重要意義。

對空紅外制導(dǎo)系統(tǒng)獲取的目標(biāo)信號在像面上只是一個(gè)很小的斑點(diǎn)，沒有明顯的邊緣輪廓和結(jié)構(gòu)特征，且信噪比較低，特別是在云層、地物、海面等雜波干擾影響下，目標(biāo)甚至被大量噪聲淹沒，遠(yuǎn)距離弱小目標(biāo)的檢測非常困難，可以從提高紅外器件性能、新型光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用、微弱目標(biāo)信號提取方法等方面開展研究。

1）高性能紅外探測器技術(shù)。紅外探測器是紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的核心部件，其技術(shù)的不斷發(fā)展是制導(dǎo)系統(tǒng)探測能力提升的前提條件。一方面，隨著大面陣、小間距成像探測器的發(fā)展，系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)高成像分辨率、低等效背景噪聲輻射，目前探測器面陣規(guī)模已由256×256 向1 K×1 K 及以上發(fā)展，像元間距由50 μm×50 μm、30 μm×30 μm 向15 μm×15 μm 及以下發(fā)展；另一方面，隨著高幀頻數(shù)字化探測器、自適應(yīng)紅外探測器的發(fā)展，在紅外焦平面陣列上可實(shí)現(xiàn)像元級全數(shù)字化處理，并進(jìn)行片上非均勻性校正、目標(biāo)特征提取等，有利于提高系統(tǒng)探測靈敏度并降低系統(tǒng)復(fù)雜度。目前歐美等國正在大力發(fā)展大規(guī)模單片式數(shù)字化陣列、自適應(yīng)紅外焦平面陣列、靈巧紅外焦平面陣列等技術(shù)，為新一代紅外成像制導(dǎo)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下超強(qiáng)的探測能力提供必要的技術(shù)條件。

2）近衍射限光學(xué)成像技術(shù)。高透過率、大口徑和小像差的光學(xué)成像系統(tǒng)也是提高探測能力的一條有效途徑。隨著自由曲面、微納光學(xué)等技術(shù)的發(fā)展和多軸超精密加工技術(shù)的不斷成熟，一方面可考慮同軸兩反/四反、離軸三反等全反射式光學(xué)成像技術(shù)在對空彈載平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用研究；另一方面可開展平面超構(gòu)光學(xué)技術(shù)研究，替代傳統(tǒng)光學(xué)透鏡組件，提高光學(xué)透過率。據(jù)報(bào)道，2017 年美國雷神公司聯(lián)合亞利桑那州立大學(xué)光學(xué)中心研制了面向AIM-9X 空空導(dǎo)彈應(yīng)用的基于平面超構(gòu)光學(xué)的紅外成像光學(xué)系統(tǒng)樣機(jī)，鏡片數(shù)量減少8 片，有效提高了系統(tǒng)探測性能。同時(shí)，可研究捷聯(lián)穩(wěn)定成像、雙滾轉(zhuǎn)伺服成像等技術(shù)，在有限體積空間內(nèi)，提高系統(tǒng)的入瞳口徑；研究主動(dòng)一體式光機(jī)制冷技術(shù)，降低光學(xué)系統(tǒng)自輻射噪聲影響，提高系統(tǒng)檢測信噪比。

3）弱小目標(biāo)信號提取技術(shù)。針對復(fù)雜背景下紅外圖像弱小目標(biāo)檢測困難、信噪比低等問題，越來越多的新方法不斷被提出。實(shí)時(shí)、魯棒和通用成為了紅外弱小目標(biāo)信號處理技術(shù)的核心需求。一方面，可通過大增益低噪聲電路、數(shù)字時(shí)頻域?yàn)V波等技術(shù)，降低探測系統(tǒng)背景噪聲，并結(jié)合圖像時(shí)空聯(lián)合濾波、多分辨、多尺度分析等方法，提取目標(biāo)與背景的多維度特性差異，達(dá)到抑制背景和提升圖像信噪比的目的；另一方面可利用彈載組合導(dǎo)航和目標(biāo)裝訂信息，構(gòu)建相對慣性空間的目標(biāo)軌跡鏈，有效剔除背景干擾，提高復(fù)雜環(huán)境下對目標(biāo)的探測能力。

八院803 所通過相關(guān)技術(shù)研究，紅外制導(dǎo)系統(tǒng)探測靈敏度由10?12W/cm2量級提升到10?13W/cm2量級，下視雜波背景條件下探測距離提升1 倍，雜波背景下弱小目標(biāo)識(shí)別結(jié)果如圖6 所示。

圖6 弱小目標(biāo)識(shí)別結(jié)果Fig.6 Recognition results of dim-small targets

3.2 自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)

隨著目標(biāo)隱身性能、機(jī)動(dòng)性能和干擾場景復(fù)雜度不斷提高，對弱小目標(biāo)檢測與識(shí)別的魯棒性和實(shí)時(shí)性提出了更高要求。傳統(tǒng)目標(biāo)檢測方法一般針對特定的目標(biāo)和環(huán)境，采用人工設(shè)計(jì)特征以增強(qiáng)目標(biāo)信號，抑制雜波背景。但是，傳統(tǒng)人工設(shè)計(jì)特征的信息維度和信息處理能力不足，應(yīng)用場景單一，泛化性能不足。以深度學(xué)習(xí)為代表的自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)具有高維特征學(xué)習(xí)和知識(shí)推理識(shí)別能力，使自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)在精確制導(dǎo)領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。

自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)基于人工智能技術(shù)，結(jié)合彈載平臺(tái)感知的環(huán)境和目標(biāo)信息，自主實(shí)現(xiàn)目標(biāo)特征提取與分析，完成復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的目標(biāo)識(shí)別和抗干擾任務(wù)。歐美各國已逐步將自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)作為復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下目標(biāo)探測、識(shí)別與抗干擾等軍事研究的重要技術(shù)途徑，典型產(chǎn)品如美國海軍的遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈（Long Range Anti-Ship Missile，LRASM）、第2 代小直徑炸彈（Small Diameter Bomb-II，SDB-Ⅱ）等［17-21］。因此，彈載信息處理系統(tǒng)的自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)將是未來復(fù)雜戰(zhàn)場中紅外制導(dǎo)武器實(shí)現(xiàn)目標(biāo)精準(zhǔn)打擊的關(guān)鍵因素之一。

采用自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)有助于解決傳統(tǒng)跟蹤算法的不足，提升對于復(fù)雜目標(biāo)場景下的目標(biāo)探測與跟蹤能力。但在彈載應(yīng)用中，典型目標(biāo)紅外樣本庫構(gòu)建難度大，現(xiàn)有彈載信息處理平臺(tái)難以支持復(fù)雜的目標(biāo)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)模型。

為了實(shí)現(xiàn)紅外彈載自主智能目標(biāo)識(shí)別技術(shù)，可采用如下的技術(shù)方法：

1）紅外樣本庫的構(gòu)建與增廣技術(shù)。研究基于復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境的目標(biāo)特性、三維場景建模和紅外場景目標(biāo)仿真的數(shù)據(jù)增廣技術(shù)，以及基于圖像仿射變換、裁剪與拼接、生成對抗網(wǎng)絡(luò)等方法的樣本擴(kuò)容技術(shù)，構(gòu)建場景豐富、多視角、多尺度的紅外目標(biāo)樣本數(shù)據(jù)庫，為基于深度學(xué)習(xí)算法模型的目標(biāo)識(shí)別能力訓(xùn)練和增量學(xué)習(xí)提供充足的數(shù)據(jù)支撐。

2）基于智能識(shí)別網(wǎng)絡(luò)模型設(shè)計(jì)及輕量化技術(shù)。紅外制導(dǎo)領(lǐng)域的自主智能目標(biāo)識(shí)別算法需綜合利用精確制導(dǎo)體系的多維度和多模式的探測能力，開展高維特征提取、拼接、融合等智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)面向低特征目標(biāo)識(shí)別和多維/多源異構(gòu)信息的智能融合的算法模型，實(shí)現(xiàn)適配彈載平臺(tái)低功耗和高幀率要求的輕量化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。研究傳統(tǒng)與智能兩條技術(shù)路線的算法融合方法，克服單一算法途徑的局限性，支撐強(qiáng)魯棒和高實(shí)時(shí)性的自主目標(biāo)識(shí)別性能提升。

3）彈載智能信息處理平臺(tái)架構(gòu)技術(shù)。構(gòu)建面向彈載應(yīng)用的智能信息處理平臺(tái)架構(gòu)，基于低功耗AI 芯片，突破DSP/FPGA+AI 芯片的異構(gòu)處理器系統(tǒng)技術(shù)。研究智能算法模型低復(fù)雜度、低比特量化、張量壓縮等技術(shù)，突破智能識(shí)別算法模型的硬件平臺(tái)嵌入式移植等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能目標(biāo)識(shí)別算法在彈載平臺(tái)上的實(shí)時(shí)運(yùn)行。

八院803 所通過相關(guān)技術(shù)攻關(guān)，已初步完成紅外圖像數(shù)據(jù)集的構(gòu)建，完成智能目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)樣機(jī)研制，初步具備復(fù)雜干擾場景下自主智能目標(biāo)識(shí)別分類能力，識(shí)別結(jié)果如圖7 所示。

圖7 自主智能目標(biāo)識(shí)別結(jié)果Fig.7 Autonomous intelligent target recognition results

3.3 雙多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)

隨著紅外干擾技術(shù)的發(fā)展，紅外誘餌干擾從傳統(tǒng)的點(diǎn)源誘餌干擾發(fā)展到面源、點(diǎn)面復(fù)合、伴飛式等多種新型紅外干擾形式。隨著打擊目標(biāo)（巡航彈、無人機(jī)等）和作戰(zhàn)模式變化，下視下射等復(fù)雜背景下的作戰(zhàn)模式日益增多，傳統(tǒng)的單波段紅外制導(dǎo)技術(shù)難以滿足復(fù)雜環(huán)境及新型干擾對抗條件下作戰(zhàn)需求。

紅外誘餌干擾與戰(zhàn)機(jī)類目標(biāo)因工作介質(zhì)不同，其紅外輻射與目標(biāo)在部分波段上存在明顯差異，典型背景多為中低溫自輻射和陽光反射，與戰(zhàn)機(jī)類目標(biāo)在部分波段上亦存在顯著差異?；诙嗌綔y的多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)可以得到同一時(shí)刻、不同波段的目標(biāo)輻射特性，利用紅外輻射的波段差異可有效提高目標(biāo)鑒別能力。因此，雙/多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)是提高紅外制導(dǎo)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)性、抗干擾能力的一個(gè)重要技術(shù)途徑和發(fā)展趨勢。

雙/多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)主要包括轉(zhuǎn)輪式多波段和共焦面疊層雙波段兩種技術(shù)體制。轉(zhuǎn)輪式多波段體制技術(shù)相對成熟，但光機(jī)系統(tǒng)較為復(fù)雜，濾光輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制、光機(jī)小型化是技術(shù)難題；疊層雙波段體制的光機(jī)結(jié)構(gòu)形式與單波段基本一致，但對數(shù)據(jù)吞吐和高速信號處理提出更高要求，疊層探測器的工程化水平也急待提高；共性的雙多波段信息處理是雙/多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)的核心關(guān)鍵［22-28］。

為實(shí)現(xiàn)雙/多波段紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的探測和抗干擾能力提升，可開展如下技術(shù)研究：

1）典型目標(biāo)多波段光學(xué)特性檢定及建模。開展典型目標(biāo)、背景和誘餌干擾的細(xì)分多波段紅外輻射數(shù)據(jù)采集及特征分析，完成紅外多波段動(dòng)態(tài)場景數(shù)學(xué)建模，支撐自適應(yīng)波段選擇、多波段目標(biāo)識(shí)別、抗干擾算法設(shè)計(jì)及仿真測試。

2）寬波段高光效多波段集能器技術(shù)。開展寬波段高透過率高品質(zhì)光學(xué)成像技術(shù)研究，針對轉(zhuǎn)輪式多波段體制，需重點(diǎn)研究波段選擇、濾光輪分區(qū)、小型化旋轉(zhuǎn)濾光機(jī)構(gòu)和高速旋轉(zhuǎn)濾光輪動(dòng)平衡工藝等技術(shù)。針對疊層雙波段體制，需重點(diǎn)推動(dòng)中長、長長等多波段疊層探測器的基礎(chǔ)研發(fā)。

3）基于多波段融合的信息處理技術(shù)。多波段信息融合處理技術(shù)是本項(xiàng)技術(shù)的核心重點(diǎn)，需重點(diǎn)研究支撐多波段大數(shù)據(jù)吞吐和高速處理的彈載信息處理平臺(tái)技術(shù)，基于目標(biāo)與背景、干擾在不同波段上的灰度比、輪廓等特征級融合算法。采用基于引導(dǎo)濾波等方法的像素級融合算法，基于多波段信息融合的目標(biāo)探測及抗干擾算法，實(shí)現(xiàn)雙多波段紅外制導(dǎo)技術(shù)相對傳統(tǒng)單波段紅外制導(dǎo)技術(shù)在探測和抗干擾方面的性能提升。

八院803 所已開展雙/多波段紅外制導(dǎo)系統(tǒng)研制和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，與傳統(tǒng)單波段紅外制導(dǎo)系統(tǒng)相比，復(fù)雜背景條件下探測信噪比提高2 倍以上，綜合抗干擾性能提升30%以上。

雙多波段樣機(jī)復(fù)雜背景和抗干擾成像圖如圖8所示。

圖8 雙多波段紅外成像圖Fig.8 Dual/multi-band infrared imaging

3.4 多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)

隨著作戰(zhàn)目標(biāo)和干擾環(huán)境的復(fù)雜化，針對全天時(shí)、全天候和多任務(wù)的作戰(zhàn)要求，單模制導(dǎo)逐漸暴露不足，復(fù)合制導(dǎo)模式是精確制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。與單模導(dǎo)引相比，多模導(dǎo)引可以獲取更多的目標(biāo)信息，通過對這些信息的綜合處理可以提高導(dǎo)引頭對隱身目標(biāo)、弱小目標(biāo)及復(fù)雜背景的作戰(zhàn)適應(yīng)性，此外，多模制導(dǎo)還可充分利用多維信息，提高導(dǎo)彈抗干擾能力，這在未來的強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下尤其重要。

一直以來，對空多模復(fù)合制導(dǎo)多以紅外/雷達(dá)復(fù)合制導(dǎo)形式為主，近年來隨著激光探測器件的發(fā)展，紅外/激光復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)也漸成光電復(fù)合的一個(gè)重要發(fā)展趨勢。

雷達(dá)紅外雙模復(fù)合制導(dǎo)從體制上有機(jī)掃雷達(dá)/紅外成像復(fù)合及相控陣/紅外成像復(fù)合兩種形式，從實(shí)現(xiàn)形式上有分口徑及共口徑兩種形式。紅外被動(dòng)探測的特點(diǎn)與雷達(dá)全天時(shí)、高功率及信息維度多的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，使紅外雷達(dá)復(fù)合制導(dǎo)具有強(qiáng)對抗和強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性的優(yōu)勢。激光/紅外復(fù)合成像制導(dǎo)技術(shù)是近年來發(fā)展出的新興制導(dǎo)方向，紅外成像探測是一種被動(dòng)二維圖像強(qiáng)度的信息表達(dá)，紅外誘餌產(chǎn)生輻射能量會(huì)對目標(biāo)形成遮擋，使導(dǎo)引頭無法跟蹤目標(biāo)。激光的三維成像探測技術(shù)，利用距離信息和激光高分辨率探測，可以很好解決輻射遮擋問題，克服原有單一紅外制導(dǎo)體制的局限性［29］。

面對現(xiàn)實(shí)作戰(zhàn)需求、技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對空復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)著重加強(qiáng)如下兩個(gè)方面研究：

1）體制復(fù)合多約束系統(tǒng)高性能總體設(shè)計(jì)技術(shù)。體制復(fù)合的實(shí)現(xiàn)形式有分口徑和共口徑兩種，在導(dǎo)彈苛刻的結(jié)構(gòu)約束下，要實(shí)現(xiàn)各單模探測性能不降低的高性能指標(biāo)約束，一體化、高性能共口徑綜合總體設(shè)計(jì)技術(shù)將尤為重要。對雷達(dá)/紅外復(fù)合制導(dǎo)需重點(diǎn)開展高性能復(fù)合頭罩研制、保形雷達(dá)陣面布局、小型化紅外光機(jī)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)綜合優(yōu)化綜合等技術(shù)研究。紅外/激光成像雙模復(fù)合系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)核心在高效復(fù)合光路設(shè)計(jì)、高精度光機(jī)裝調(diào)等方面。

2）多模信息融合處理技術(shù)。多模信息融合處理主要圍繞如何高效地利用多維體制探測信息，通過體制優(yōu)選和信息互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)、干擾等對象的感知分類及不同環(huán)境下的強(qiáng)探測能力。針對多模信息融合處理技術(shù)，需重點(diǎn)開展多體制探測信息的時(shí)空配準(zhǔn)、時(shí)域信息的航跡關(guān)聯(lián)、數(shù)據(jù)/特征/決策層融合方法、多維全譜目標(biāo)特性統(tǒng)計(jì)建模等技術(shù)研究。

4 結(jié)束語

軍事裝備和作戰(zhàn)思想正在高速革新，其中，對空作戰(zhàn)仍然是未來戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)場。針對未來空中作戰(zhàn)的隱身化、智能化、強(qiáng)對抗、全天候等發(fā)展趨勢，紅外制導(dǎo)技術(shù)面臨重大挑戰(zhàn)，須加強(qiáng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究以及新技術(shù)、新材料的創(chuàng)新應(yīng)用，以快速推進(jìn)紅外制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展。