徐光博， 查冰婷， 鄭震， 張合

(南京理工大學(xué) 智能彈藥技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室， 江蘇 南京 210094)

0 引言

目前水下魚(yú)雷引信探測(cè)目標(biāo)時(shí)大多采用磁探測(cè)和聲探測(cè)體制。然而，各種聲誘餌和非金屬涂層將會(huì)導(dǎo)致此類引信的失效[1-3]。20世紀(jì)60年代水下藍(lán)綠透光窗口發(fā)現(xiàn)以來(lái)，因藍(lán)綠激光在水下具有透過(guò)率高、抗干擾能力強(qiáng)、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，為水下目標(biāo)探測(cè)開(kāi)辟了新途徑。因此，開(kāi)展水下激光近炸引信的研究具有非常重要的意義[4-11]。

配合定向戰(zhàn)斗部的激光近炸引信需提供目標(biāo)距離和方位信息，由于引信與目標(biāo)之間的交會(huì)角度未知，因此激光近炸引信需具備全周向探測(cè)能力[4]。目前常用的激光引信全周向探測(cè)方案主要有多輻射方案、分區(qū)方案、分區(qū)掃描方案和周視掃描方案。周視掃描方案具備體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是目前激光全周向探測(cè)的主要設(shè)計(jì)方案[9-11]。

李彥[12]提出一種基于圓錐形反射鏡的周視探測(cè)方法，準(zhǔn)直激光束通過(guò)該反射鏡被分配在整個(gè)360°空間內(nèi)向外發(fā)射。應(yīng)用在水下環(huán)境時(shí)由于激光器能量被大量分散而無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離探測(cè)。李洛[13]設(shè)計(jì)了一種六發(fā)六收的脈沖激光周向探測(cè)引信，依靠彈丸的自身旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)周向探測(cè)。但此類方法不適用于水下魚(yú)雷等不旋轉(zhuǎn)彈。Tan等[14]提出單光束同步掃描的周視探測(cè)方法。其單光束掃描的方式將減少引信內(nèi)部的可利用空間，且透光窗口中的加強(qiáng)筋將導(dǎo)致引信產(chǎn)生扇形掃描盲區(qū)。鐘昆等[15]提出水下激光周視掃描4f發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移掃描基點(diǎn)的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，有效地避免了扇形盲區(qū)。但此方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高且仍無(wú)法解決引信內(nèi)部空間利用率低的問(wèn)題。

與上述文獻(xiàn)相比，本文研究在3個(gè)方面有所改進(jìn)：1)為解決傳統(tǒng)方案存在的空間利用率低、扇形掃描盲區(qū)和由于激光器能量被大量分散而造成的探測(cè)距離縮短等問(wèn)題，本文提出一種小開(kāi)口、5組掃描單元級(jí)聯(lián)的水下激光近炸引信方案(以下稱小開(kāi)口激光引信)；2)針對(duì)新引信的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立同步掃描多參數(shù)優(yōu)化模型，得到了最佳掃描頻率、最佳脈沖頻率、各掃描單元的通光時(shí)間以及引信內(nèi)部可利用空間率；3)建立引信回波能量分布模型，得到回波信號(hào)能量最微弱時(shí)的彈目交會(huì)姿態(tài)，為量化分析引信對(duì)目標(biāo)的捕獲能力提供了一定參考。

1 設(shè)計(jì)思路與工作原理

如圖1(a)所示，傳統(tǒng)單光束同步掃描方案為實(shí)現(xiàn)脈沖激光的360°全周向掃描，其發(fā)射光路上不能有任何遮擋，則引信內(nèi)部的大部分空間被浪費(fèi)；此外，由于水下透光環(huán)窗的承載能力不足，須采用加強(qiáng)筋的方式以提升引信整體強(qiáng)度[16]。因此，傳統(tǒng)的掃描方式會(huì)天然地產(chǎn)生扇形盲區(qū)，不利于探測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的水下目標(biāo)。

圖1 發(fā)射方案對(duì)比示意圖Fig.1 Schematic diagram of conventional and newly-proposed launch schemes

針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出了一種小開(kāi)口激光引信，如圖2所示。引信主要由激光器、信息處理模塊和5組小開(kāi)口掃描單元組成。所述掃描單元包括共軸設(shè)置的激光接收模塊、激光接收棱鏡、雙出軸電機(jī)、激光發(fā)射棱鏡和光纖。小開(kāi)口激光引信的發(fā)射方案示意圖如圖1(b)所示，其僅在掃描單元內(nèi)部不允許存在遮擋物。與傳統(tǒng)方案相比，引信內(nèi)部的可利用空間大幅提升。此外，小開(kāi)口激光引信采用10片小型透光玻璃，實(shí)現(xiàn)了透光窗口的小型化，提高了水下激光引信的整體強(qiáng)度和密封性，避免了加強(qiáng)筋帶來(lái)的掃描盲區(qū)。激光發(fā)射與接收均采用棱錐形反射棱鏡，實(shí)現(xiàn)了激光在掃描單元內(nèi)的往復(fù)掃描，提高了激光能量利用率。

圖2 小開(kāi)口級(jí)聯(lián)同步掃描水下激光引信結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Schematic diagram of the structure of a small-opening cascade synchronous scanning underwater laser fuze

如圖3所示，激光器發(fā)射出脈沖激光束后，通過(guò)光開(kāi)關(guān)傳入到指定的掃描單元中，同時(shí)雙出軸電機(jī)帶動(dòng)激光發(fā)射棱鏡旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生90°扇形掃描光場(chǎng)，5組掃描單元有序交替工作可實(shí)現(xiàn)引信的全周向掃描。引信探測(cè)到目標(biāo)后，通過(guò)激光接收棱鏡將目標(biāo)回波光束反射到激光接收模塊中。與此同時(shí)，在雙出軸電機(jī)上安裝有磁鋼，固定放置的磁傳感器實(shí)時(shí)接收磁鋼的磁感應(yīng)強(qiáng)度和方向。以上信息傳遞到信息處理模塊可解算出目標(biāo)的距離、速度、方位。

圖3 小開(kāi)口級(jí)聯(lián)同步掃描水下激光引信光路示意圖Fig.3 Schematic diagram of the light path of a small-opening cascade synchronous scanning underwater laser fuze

2 同步掃描多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 掃描單元個(gè)數(shù)與可利用空間率

小開(kāi)口激光引信的激光發(fā)射光束與接收視場(chǎng)交會(huì)示意如圖4所示。圖4中，Otr為激光發(fā)射中心，Ore為激光接收中心，dOreOtr為Otr點(diǎn)與Ore點(diǎn)之間的距離，αtr、αre分別為激光發(fā)射光束中心偏角和激光接收中心偏角，βre為接收視場(chǎng)角，β1為發(fā)射光束發(fā)散角。

圖4 激光發(fā)射光束與接收視場(chǎng)交會(huì)示意圖Fig.4 Schematic diagram of the intersection of the emitted laser beam and the received field of view

圖4的陰影區(qū)域，即三角形ABD中目標(biāo)表面反射的回波光束可以被接收視場(chǎng)完全接收。為提高引信的可靠性，目標(biāo)應(yīng)位于該區(qū)域內(nèi)，因此稱Otr點(diǎn)到探測(cè)區(qū)域起始點(diǎn)A的周向距離Rtr為探測(cè)起始半徑，Ore點(diǎn)到探測(cè)區(qū)域終止點(diǎn)D的周向距離Rre為探測(cè)截止半徑。由圖4中的幾何關(guān)系得：

(1)

對(duì)于水下激光引信而言，發(fā)射光束發(fā)散角βl、接收視場(chǎng)角βre、dOreOtr的可變范圍很小，而αre、αtr的改變較為容易。繪制當(dāng)dOreOtr=0.15 m、βre=1.9°、βl=0.15°時(shí)Rtr、Rre隨αre、αtr的變化規(guī)律如圖5所示。

圖5 Rtr、Rre隨αre、αtr變化關(guān)系圖Fig.5 Relationship between Rtr,Rre and αre, αtr

由圖5(a)可知探測(cè)起始半徑Rtr隨αre、αtr的變化幅度很小，大約在1～2 m之間。所以引信的探測(cè)盲區(qū)是不可忽略的。由圖5(b)可知探測(cè)截止半徑Rre在αre與αtr的大部分組合中取值較小，僅為5 m左右，很難滿足探測(cè)需求。故選擇αre=92°、αtr=90°，此時(shí)Rtr≈2 m，Rre≈34 m。以此為基礎(chǔ)建立引信單個(gè)掃描單元的探測(cè)模型如圖6所示。

圖6 引信單個(gè)掃描單元探測(cè)模型Fig.6 Single scan unit detection model

如圖6所示，掃描光場(chǎng)的紅色區(qū)域?yàn)槊^(qū)，藍(lán)色區(qū)域?yàn)樘綔y(cè)有效區(qū)。其中魚(yú)雷半徑為Rf，引信中心O與掃描單元的的激光發(fā)射中心Otr的距離為Rt，探測(cè)盲區(qū)半徑RA=Rt+Rtr，探測(cè)有效半徑RD=Rt+Rre，引信所需掃描單元最少個(gè)數(shù)為

(2)

式中：「·?為向上取整。則引信內(nèi)部的可利用空間率為

(3)

2.2 最佳掃描頻率

本文重點(diǎn)研究引信對(duì)魚(yú)雷等高長(zhǎng)徑比目標(biāo)的捕獲能力，建立引信與目標(biāo)交會(huì)的示意圖如圖7所示。

圖7 彈目交會(huì)示意圖Fig.7 Model diagram of bullet-target encounter

圖7中引信坐標(biāo)系為Omxmymzm，Om為引信模型的激光發(fā)射中心，xm軸為魚(yú)雷前進(jìn)方向，ym軸垂直于魚(yú)雷前進(jìn)方向向上，zm軸與xm軸、ym軸構(gòu)成空間右手坐標(biāo)系。建立目標(biāo)坐標(biāo)系Otxtytzt，其中Ot為目標(biāo)頭部的中心，xt軸為目標(biāo)前進(jìn)方向，yt軸垂直于目標(biāo)前進(jìn)方向向上，zt軸與xt、yt構(gòu)成空間右手坐標(biāo)系。θt為目標(biāo)俯仰角，ψt為目標(biāo)偏航角。以上所有參數(shù)的第1個(gè)上角標(biāo)代表所在坐標(biāo)系。

目標(biāo)坐標(biāo)系可認(rèn)為是引信坐標(biāo)系先繞Omzm逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)θt，然后再繞Omym軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)ψt，則引信坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到目標(biāo)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為

(4)

(5)

(6)

引信坐標(biāo)系到目標(biāo)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣為

(7)

設(shè)目標(biāo)長(zhǎng)度為lt，目標(biāo)頭部中心點(diǎn)為Th，目標(biāo)上最先接觸掃描光場(chǎng)的點(diǎn)為T0，最后接觸掃描光場(chǎng)的點(diǎn)為T1。如圖8所示，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系上目標(biāo)相對(duì)于掃描光場(chǎng)沿xr軸平動(dòng)(圖8中綠色平面)，則其在掃描光場(chǎng)中的停留時(shí)間為：T0點(diǎn)進(jìn)入光場(chǎng)到T1點(diǎn)脫離光場(chǎng)的時(shí)間間隔ΔT。

圖8 相對(duì)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系中彈目交會(huì)示意圖Fig.8 Model diagram of bullet-target encounter in a relative motion coordinate system

圖8中的掃描光場(chǎng)Ωm在引信坐標(biāo)系中的參數(shù)方程為

(8)

(9)

設(shè)初始位置時(shí)目標(biāo)上任意一點(diǎn)坐標(biāo)為

(10)

式中：0≤μ≤1。由于在相對(duì)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系上目標(biāo)穿過(guò)掃描光場(chǎng)的部分在Orzryr平面的投影與掃描光場(chǎng)的有效部分在Orzryr平面的投影重合則：

(11)

由(11)式可解出μ的具體取值范圍，則

(12)

令T0點(diǎn)接觸光場(chǎng)時(shí)的坐標(biāo)為

(13)

(14)

(15)

設(shè)d=10 m、ω=30°、γ=0°、vm=55 kn、vt=50 kn、lt=3 m，則ΔT在目標(biāo)不同姿態(tài)下的分布規(guī)律如圖9所示。

圖9 ΔT在目標(biāo)不同姿態(tài)下的分布Fig.9 Distribution of ΔT with different target attitudes

由圖9可清晰看出目標(biāo)在掃描光場(chǎng)的最小停留時(shí)間并非在θt=0 rad、ψt=π rad，即引信與目標(biāo)迎頭相遇的交會(huì)情況下。這是因?yàn)殡m然此姿態(tài)下相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度最大，但是相對(duì)位移也是最大的。

如圖10所示，只有當(dāng)目標(biāo)相對(duì)于掃描光線平行運(yùn)動(dòng)時(shí)，T0、T1點(diǎn)才能同時(shí)進(jìn)入、離開(kāi)掃描光場(chǎng)。此時(shí)，目標(biāo)在長(zhǎng)度方向上相對(duì)于掃描光場(chǎng)的位移為0 m，故對(duì)于高長(zhǎng)徑比目標(biāo)來(lái)說(shuō)此姿態(tài)下ΔT最短。但由于掃描頻率的增加只能增加掃描到目標(biāo)的周期數(shù)，而相鄰周期內(nèi)的目標(biāo)相對(duì)位置和姿態(tài)變化很小，提高掃描頻率對(duì)目標(biāo)的捕獲能力提升很小[10]。故采用最低掃描頻率作為引信的最佳掃描頻率。設(shè)目標(biāo)直徑為dt，則最佳掃描頻率為

(16)

圖10 目標(biāo)相對(duì)于掃描光場(chǎng)平行運(yùn)動(dòng)示意圖Fig.10 Schematic diagram of parallel motion of target relative to the scanning light field

2.3 最佳脈沖頻率

小開(kāi)口激光引信的一個(gè)掃描單元發(fā)出的脈沖激光束向平面Omymzm投影示意圖如圖11所示。

圖11 脈沖光束在平面Omymzm的投影示意圖Fig.11 Projection of pulsed beam on the plane Omymzm

圖11中虛線圓弧為圓錐形掃描光場(chǎng)的部分輪廓，其半徑Rl=R·sinα2，Ot為目標(biāo)的軸向中心點(diǎn)，ζ為相鄰兩激光束的夾角，θ為激光入射角。

受水體環(huán)境和激光接收器靈敏度的影響，即使掃描激光照射到目標(biāo)也不一定收到回波。此外，水下目標(biāo)為了提高航行隱蔽性和航行速度通常會(huì)在表面涂抹消聲涂層和減阻涂層，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明[10]：文獻(xiàn)[17]中的六參數(shù)雙向反射分布函數(shù)(BRDF)可準(zhǔn)確的模擬涂層的反射特性。在非同軸系統(tǒng)中，激光發(fā)射中心與激光接收中心的距離dOreOtr遠(yuǎn)小于引信的有效探測(cè)距離，則可近似認(rèn)為激光入射角θ和反射角θre相等。則該六參數(shù)BRDF函數(shù)可化簡(jiǎn)為

(17)

式中：kb、kr、kd、kc為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。由(17)式得θ=90°時(shí)fr(θ)=0，即掃描激光剛好掃到目標(biāo)邊緣時(shí)無(wú)法產(chǎn)生回波光束。故以此為邊界條件得出的最低脈沖頻率在實(shí)際情況下不能保證目標(biāo)被掃描到。

由于激光的高準(zhǔn)直度和小束散角，照射到目標(biāo)上的光斑可近似認(rèn)為是圓形，則目標(biāo)的激光雷達(dá)散射截面[18]為

(18)

式中：目標(biāo)處光斑半徑rt=r0·eεR/2，r0為激光束初始半徑，ε為激光在海水中的衰減系數(shù)，反映了海水的渾濁程度。綜上可計(jì)算出目標(biāo)回波功率方程為

(19)

式中：P0為激光器的發(fā)射功率；rr為激光接收窗口半徑；η0為掃描系統(tǒng)光學(xué)總透過(guò)率；exp(-2εR)為海水總透過(guò)率。受激光接收器靈敏度影響，當(dāng)P≥5 μW時(shí)才能收到回波[19]。故令P=5 μW可求出最大激光入射角θmax，則最低脈沖頻率為

(20)

引信在實(shí)際探測(cè)中至少需要通過(guò)3個(gè)探測(cè)點(diǎn)的回波信息才能求解出目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度并與既定目標(biāo)的速度范圍進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)真?zhèn)伪鎰e[20]。為保證激光接收器至少能收到三束回波光束，則引信的最佳脈沖頻率應(yīng)為fpmin的2倍。

2.4 通光時(shí)間

本文所述小開(kāi)口激光引信為單激光器，為保證在探測(cè)范圍內(nèi)得到充足的回波能量，本文采用各掃描單元輪流掃描的通光方案。開(kāi)始探測(cè)時(shí)單個(gè)掃描周期內(nèi)每個(gè)掃描單元默認(rèn)的通光時(shí)間為

(21)

因引信與待探測(cè)目標(biāo)的交會(huì)時(shí)間很短，則判斷：若引信的某個(gè)掃描單元獲得超過(guò)彈目交會(huì)時(shí)間一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的長(zhǎng)持續(xù)回波信號(hào)，且引信中其他探測(cè)體制沒(méi)有觸發(fā)，即認(rèn)為引信疑似遇到海底等背景區(qū)域。此時(shí)應(yīng)充分利用激光能量探測(cè)非背景區(qū)域，則一個(gè)掃描周期內(nèi)在非背景區(qū)域的掃描單元通光時(shí)間為

(22)

式中：n為引信全部掃描單元的個(gè)數(shù)；m為在非背景區(qū)域中掃描單元的個(gè)數(shù)，具體判斷流程如圖12所示。

圖12 各掃描單元通光時(shí)間的判斷流程Fig.12 Process for determining the scanning time of each scanning unit

3 仿真分析

3.1 參數(shù)求解

引信以搭載在MK48魚(yú)雷為例，其速度為 55 kn，半徑為0.533 m，激光在近海的衰減系數(shù)ε為0.4，激光在遠(yuǎn)海的衰減系數(shù)ε為0.28，其他參數(shù)如表1所示。

由表1參數(shù)可知，引信在近海海水探測(cè)目標(biāo)時(shí)的最佳掃描頻率fs=56 r/s，最佳脈沖頻率fp=5.7 kHz。 在其他條件不變的情況下改變目標(biāo)到引信的距離R和激光在海水中的衰減系數(shù)ε，得到最佳脈沖頻率如圖13所示。

表1 仿真參數(shù)Table 1 Simulation parameters

圖13 最低脈沖頻率隨目標(biāo)距離變化關(guān)系圖Fig.13 Relationship between minimum pulse frequency and target distance

由圖13可知，目標(biāo)距離引信越遠(yuǎn)、海水越渾濁，則最低脈沖頻率越大。這是因?yàn)槿鐖D14所示，目標(biāo)距離越遠(yuǎn)、海水越渾濁，回波光束在海水中的衰減越嚴(yán)重，獲得相同回波能量所需的激光入射角越小。且當(dāng)目標(biāo)距離變遠(yuǎn)時(shí)相鄰兩激光束的距離變大，需要更小的ζ才能滿足探測(cè)要求。

圖14 θmax隨目標(biāo)距離變化關(guān)系圖Fig.14 Relationship between θmax and target distance

在0～Rf范圍內(nèi)遍歷Rt由(2)式得到nmin隨Rt變化關(guān)系如圖15所示。

圖15 nmin隨Rt變化關(guān)系圖Fig.15 Relationship between nmin and Rt

如圖15所示，引信所需掃描單元個(gè)數(shù)n=5，此時(shí)δ=36°，tde=3.57 ms，max(Rt)=0.248 7 m。由于Rt與ηf呈指數(shù)變化，應(yīng)在保證掃描單元有足夠空間的基礎(chǔ)上選擇更大的Rt從而提升引信內(nèi)部空間的可利用率。本文取Rt=0.2 m此時(shí)RA=2.2 m，RD=34.2 m，ηf≈0.56，可利用空間率與傳統(tǒng)方案相比得到了很大提升。

3.2 回波能量分布

圖11中單掃描單元發(fā)出的脈沖激光方程為

(23)

(24)

目標(biāo)的表面方程為

(25)

聯(lián)立(24)式、(25)式，可求解出所有目標(biāo)表面的激光照射點(diǎn)[xi,yi,zi]T(i=1,2,…,k)。則脈沖激光束照射到目標(biāo)表面的入射角θi為

(26)

式中：〈·〉表示兩向量的夾角。把(26)式代入(19)式，可求出照射到目標(biāo)的每一條光束回波能量Pi，則目標(biāo)在穿過(guò)掃描光場(chǎng)的過(guò)程中收到的總回波能量為

(27)

為模擬真實(shí)掃描情況，目標(biāo)處于不同的姿態(tài)時(shí)φ重新取(-45°～45°)之間的隨機(jī)數(shù)，則彈目在不同相遇姿態(tài)下引信收到的回波能量分布如圖16所示。

圖16 回波能量分布Fig.16 Echo energy distribution

雖然在φ不斷變化的情況下，回波能量分布出現(xiàn)一定的不均勻性，但整體出現(xiàn)一定的規(guī)律。如回波能量的峰值出現(xiàn)在目標(biāo)姿態(tài)為θt=0 rad、ψt=π rad處即目標(biāo)與引信迎頭相遇的情況下。這是因?yàn)榇藭r(shí)目標(biāo)在掃描光場(chǎng)停留的時(shí)間最長(zhǎng)，則照射到目標(biāo)上的掃描光束最多，且此姿態(tài)下激光入射角較小，則總回波能量最大。

回波能量的最小值約為0.5 mW出現(xiàn)在目標(biāo)姿態(tài)ψt接近于π/2 rad或3π/2 rad處，即目標(biāo)相對(duì)于引信幾乎呈垂直姿態(tài)交會(huì)，如圖17所示。圖17中θi為光束入射角。

圖17 目標(biāo)呈大傾角姿態(tài)掃描示意圖Fig.17 Schematic diagram of scanning with a large inclination attitude

此時(shí)激光入射角非常接近90°且目標(biāo)在掃描光場(chǎng)的停留時(shí)間較短，故回波能量最小。綜上所述，小開(kāi)口激光引信工作在近海海域時(shí)，在彈目的不同交會(huì)姿態(tài)下所取得的回波信號(hào)遠(yuǎn)大于系統(tǒng)的探測(cè)閾值，不存在探測(cè)盲點(diǎn)。

4 結(jié)論

本文提出的理論模型不僅適用于所述的小開(kāi)口激光引信，而且對(duì)于其他采用周視掃描方案的激光引信也具有一定的參考價(jià)值。得出主要結(jié)論如下：

1)針對(duì)傳統(tǒng)方案中所存在的空間利用率低、扇形掃描盲區(qū)和由于激光器能量被大量分散而造成的探測(cè)距離縮短等問(wèn)題，提出了一種小開(kāi)口、五個(gè)掃描單元級(jí)聯(lián)的水下激光近炸引信。采用十片小型透光玻璃，實(shí)現(xiàn)了透光窗口的小型化，提高了水下激光引信的整體強(qiáng)度和密封性，避免了加強(qiáng)筋帶來(lái)的掃描盲區(qū)。激光發(fā)射與接收均采用棱錐形反射棱鏡，實(shí)現(xiàn)了激光在掃描單元內(nèi)的往復(fù)掃描，提高了激光能量利用率。

2)建立了高長(zhǎng)徑比目標(biāo)在引信掃描光場(chǎng)中的停留時(shí)間模型，發(fā)現(xiàn)最低掃描頻率并非出現(xiàn)在彈目迎頭相遇的交會(huì)情況下，而始終在目標(biāo)相對(duì)于掃描光線平行運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)下；結(jié)合六參數(shù)BRDF函數(shù)分析得出：當(dāng)掃描光束恰好掃描到目標(biāo)邊緣時(shí)無(wú)法得到回波信號(hào)。通過(guò)建立目標(biāo)回波功率方程得到了以引信恰好收到回波信號(hào)為邊界條件的最低脈沖頻率計(jì)算模型，并得出了引信的最佳脈沖頻率。

3)建立了彈目在不同交會(huì)姿態(tài)下的回波能量分布模型，得到了當(dāng)目標(biāo)相對(duì)于引信幾乎呈垂直姿態(tài)交會(huì)時(shí)引信所收到的回波信號(hào)能量最微弱。通過(guò)仿真分析可知：文中所述小開(kāi)口激光引信滿足彈目在各種交會(huì)姿態(tài)下的探測(cè)需求。

本文提出的引信設(shè)計(jì)方案還處于理論階段，后續(xù)工作將圍繞原理樣機(jī)的研制進(jìn)行開(kāi)展，待做出原理樣機(jī)之后對(duì)理論模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。