引言由于激光具有方向性强,高单色性,高相干性,高亮度等优点,因此它在武器系统中得到了广泛应用,激光引信就是其中之一。激光引信是随着激光技术的发展而出现的一种利用激光束探测目标的引信。利用激光束探测目标的光学近炸引信,相对于传统光、电近炸引信,激光近炸引信具有引爆时间准、命中概率高、抗干扰能力强的突出特点,因此,在现代导弹、火箭弹、炮弹,炸弹、水雷等领域得到了广泛的推广和应用。1.激光引信工作原理激光引信是一种主动型的引信,它本身发射激光,这一束光通常以重复脉冲形式发送光束到达目标后发生反射,有一部分反射激光被引信接收系统接收变成电信号,经过适当处理,使引信在距目标一定距离上引爆战斗部。激光引信的测距原理与脉冲无线电引信是相同的,只要测出激光束从发射瞬间到遇目标后发射光波返回到引信出的时间t,便可得出目标的距离R,即(c为光速这是理想的情况,实际设计还要考虑延时时间。图1所示为主动式激光引信原理方框图。主要由发射系统和接收系统两大部分组成。图1主动式激光引信原理图发射系统产生所要求的频率、能量的激光,并以光束的形式向空间辐射光能量,在空间形成所需的探测场,同时给出同步信号。该系统包括:控制电路、激光器激励电路、同步信号电路和激光发射光学系统。控制电路中有产生所需频率信激光近炸引信技术赵岩马洪远南成根空军驻吉林地区军事代表室,吉林吉林132021号的振荡电路、公放电路及延迟电路。如果是编码体制的激光引信,还要有编码电路。目前,大峰值功率的激光器大多采用进口的。对于单通道小视场的激光引信采用非球面透镜或复合球面系统。对于360°探测场的激光引信,比较简便的方法是采用光锥来完成。在激光器功率一定的条件下,发射光的发散角越小,探测距离越远。接收系统包括:接收光学系统、光敏元件、前肢放大电路、信号处理电路和执行级。在国内研究的激光引信中,接收光学系统大都为球面复合系统,要求接收市场在能覆盖发射激光波束的前提下尽可能小,保证所要求的有效接收面积极高的光学透过率。在某些主动式激光引信中,将发射光学系统和接收光学系统设计为同轴系统,如图2所示,这种设计可缩小引信的体积和增大有效接收面积。而采用非同轴三角交叉系统,接收和发射系统中间由隔板隔开,这样可以避免发射和接收系统光信号的相互干扰。如图3所示。图2同轴光学系统图3三角交叉光学系统光敏元件即硅光二极管是激光引信中的关键部件,它的作用是将接收到的光信号转换成电信号,它的优劣直接影响整个系统的性能。要求它具有高的灵敏度及响应速度,等效噪声功率低。常用PIN管和雪崩二极管。信号处理电路有两个作用:一、识别目标信号和干扰信号,干扰信号包括人工干扰和背景干扰及引信内部产生的干扰;二、判断目标的位置,当目标处于战斗部最有力杀伤位置时,输出启动信号使执行级工作,引爆战斗部。2引信主要技术参数的确定2.1作用距离的确定激光引信的作用距离与接收系统和发射系统的性能有关,也与目标特性和背景有关。设目标对激光具有漫反射特性,接收机所接收到的激光功率可按下式计算由于激光引信的作用距离近,大气传输衰减可忽略不计,即τu=1(3将(2、(3式代入(1式中,则可得到(4为了可靠地检出有用信号,必须使接收到的功率超过接收器通带内的等效噪声功率(NEPn倍,n即为所要求的信噪比。由式(4得到计算激光引信作用距离的公式(5由上述测距公式显示出影响激光引信作用距离的因素主要有:发射激光功率及其波束角,接收机的固有噪声,背景噪声,接收孔径,光学系统的质量,目标特性等。光学系统设计的关键是在满足接收孔径的条件下,使光学系统的透过率达到最大值,或者,在光学透过率达到最大值时,整个接收孔径必须完全有效。在地对空,空对空导弹中,激光引信体积都很小,只能在允许的情况下,尽量增加接收孔径面积。在空对地导弹中,由于激光引信探测距离较远,除了增加接收孔径外,还要适当增加激光发射功率。2.2作用距离精度作用距离精度是一个十分重要的指标,它直接影响引战配合效率。由于激光的特点,目前,它的作用距离精度优于其他体制的近炸引信。激光引信的测距精度依据其测距原理而异。激光引信所对付的目标,其反射特性很复杂,既有漫反射,也有镜面反DOI...
