工作在電磁頻譜中的傳感器可將照射在其上的輻射能轉換為電子設備隨后要處理的電信號。傳感器用于檢測、跟蹤、識別和定位目標。有些傳感器擁有自己的目標照射源，如微波、毫米波和激光雷達。這些傳感器被稱為有源傳感器。還有一些傳感器依靠自然環(huán)境對目標的照射，如光電（EO）和紅外（IR）系統(tǒng)，它們分別利用目標反射的光能或自然背景和人為的引擎與物體輻射的熱能。這類傳感器被稱為無源傳感器。有源傳感器既有發(fā)射裝置又有接收裝置，無源傳感器則只有接收裝置。

制導導彈的工作原理是通過特定方法（例如使用雷達或跟蹤其熱信號）跟蹤移動目標在太空中的位置，追逐它，最后準確地擊中它。導彈中的制導系統(tǒng)可以是各種類型的，用于不同的作戰(zhàn)目的。有數(shù)十種制導系統(tǒng)。?本文將重點介紹廣泛用于海軍導彈的尋的制導。

歸位制導系統(tǒng)通過在武器中使用對目標的某些顯著特征做出反應的裝置來控制飛行路徑。歸位裝置可以對各種能量形式敏感，包括射頻、紅外、反射激光和可見光。為了鎖定目標，導彈必須至少通過角度跟蹤方法之一確定目標的方位角和仰角。

主動雷達尋的

主動雷達尋的是一種導彈制導方法，其中導彈包含一個雷達收發(fā)器（與僅使用接收器的半主動雷達尋的相反）和自主查找和跟蹤其目標所需的電子設備。

主動雷達尋的有兩個顯著優(yōu)點：

跟蹤可以更準確，并且對電子對抗也有更好的抵抗力。主動雷達尋的導彈具有一些最佳的殺傷概率，以及采用跟蹤導彈制導的導彈。

導彈在終端階段是完全自主的，發(fā)射平臺在這個階段根本不需要啟用雷達，在像飛機這樣的移動發(fā)射平臺的情況下，實際上可以離開現(xiàn)場或在導彈瞄準目標時采取其他行動。這通常被稱為即發(fā)即棄能力，是現(xiàn)代空對空導彈相對于其前輩的一大優(yōu)勢。

由于實施了完整的雷達系統(tǒng)，因此如果所有其他因素相同，則有源系統(tǒng)將比半主動系統(tǒng)更昂貴。

半主動雷達尋的

半主動雷達尋的（SARH）是一種常見的導彈制導系統(tǒng)，也許是遠程空對空和地對空導彈系統(tǒng)最常見的類型。這個名字指的是這樣一個事實，即導彈本身只是雷達信號的無源探測器 - 由外部（“機外”）源提供 - 因為它從目標反射（與使用主動雷達的主動雷達尋的相反：收發(fā)器）。半主動導彈系統(tǒng)使用雙基地連續(xù)波雷達。

被動輻射歸位

反輻射導彈（ARM）是一種旨在探測和瞄準敵方無線電發(fā)射源的導彈。通常，這些設計用于對抗敵方雷達和反艦導彈。

許多導彈采用被動尋的作為附加能力。如果目標確實試圖使用噪聲干擾，導彈可以被動地瞄準目標的輻射（home-on-jam）。這使得這種導彈實際上不受噪音干擾

紅外尋的

紅外尋的是一種被動武器制導系統(tǒng)，它使用目標的紅外（IR）發(fā)射來跟蹤和跟蹤它。使用紅外尋引的導彈通常被稱為“熱尋的導彈”，因為紅外被熱體強烈輻射。許多物體（如人、車輛發(fā)動機和飛機）會產(chǎn)生和散發(fā)熱量，與背景中的物體相比，在光的紅外波長下尤其可見。

紅外導引頭是無源設備，與雷達不同，它不表示它們跟蹤目標。這使得它們適合在視覺遭遇期間進行偷襲，或者在與前視紅外線一起使用時進行更長的距離攻擊。熱導引頭非常有效：紅外尋的導彈在過去90年中造成了美國空戰(zhàn)損失的25%。然而，它們受到一些簡單的對策的影響，最明顯的是將耀斑投擲到目標后面以提供虛假的熱源。這只有在飛行員意識到導彈并部署對策的情況下才有效，而現(xiàn)代導引頭的復雜性使它們越來越無效。

與電影和視頻游戲中呈現(xiàn)的不同，熱尋的導彈不會轉身、傾斜和蜿蜒，跟隨你的一舉一動。它們只有有限的可操縱性，如果發(fā)射足夠遠，可以進行機動。

成像紅外

現(xiàn)代熱尋的導彈利用成像紅外（IIR），其中紅外/紫外線傳感器是一個焦平面陣列，可以產(chǎn)生紅外圖像，就像數(shù)碼相機中的CCD一樣。這需要更多的信號處理，但可以更準確，更難用誘餌欺騙。除了更耐耀斑之外，較新的導引頭也不太可能被愚弄鎖定在太陽上，這是避免熱尋的導彈的另一個常見技巧。通過使用先進的圖像處理技術，目標形狀可用于找到其最脆弱的部分，然后導彈被引導。

激光制導

激光制導用于通過激光束（激光雷達）將導彈或其他射彈或車輛引導到目標，例如光束騎行制導或半主動雷達尋的（SARH）。這種技術有時被稱為SALH，用于半主動激光尋的。使用這種技術，激光一直指向目標，激光輻射從目標反彈并向各個方向散射（這稱為“繪制目標”或“激光繪畫”）。

激光雷達類似于微波雷達，但其工作頻率要高一些（在20～200倍的量級上）。采用更高頻率的好處是使用的部件更小、測角精度更高。然而，在高頻條件下大氣衰減比較明顯，因此地面激光雷達的探測距離有限（約10 km）。而航天激光雷達不受大氣衰減影響，其探測距離可達到幾千千米。

由于激光雷達波束寬度較窄（1 mrad量級），因而不適用于空域搜索，這個任務最好由被動紅外系統(tǒng)完成。后者提供的目標粗方位角可以引導激光雷達，由激光雷達給出目標的距離和徑向速度。

主要考慮到大氣透射窗口（見圖2.3）以及探測器和激光源的可用性，激光雷達一般只在兩個波長的頻段上工作：固態(tài)半導體激光器使用的1 μm（1 μm=0.000001m）和氣體（CO2）激光器使用的9.2～10.8 μm。

激光系統(tǒng)的軍事應用如下。

●指示器：利用激光束照射目標，引導武器攻擊目標；

●測距機：準確測量出目標與觀測點之間的距離；

●雷達導引頭：集成在武器（或導彈）上，用于識別目標并自主地引導武器攻擊指定目標；

●目標速度測量：在外差接收機構架中使用，用于確定目標的多普勒頻移；

●在核、生物及化學（NBC）作戰(zhàn)中測量差分吸收（差分吸收激光，DIAL）：根據(jù)輻射信號兩種波長的衰減差，測量大氣中特殊氣體的濃度。把第一個波長調(diào)諧到所選擇氣體的吸收線，而第二個波長遠離它。衰減量與大氣中的氣體濃度成正比。最后兩種應用需使用二氧化碳氣體激光器，它可以在上述的大帶寬上調(diào)諧。

目標指示器用于地面戰(zhàn)場場景，可以用于LANTIRN（夜間低空導航和目標瞄準紅外系統(tǒng)）這樣的機載場合，也可以用于地面設備，為針對目標的武器提供距離和方位等信息。激光目標指示器是一種相對較大較重（達20 kg）的系統(tǒng)，作用距離約為10 km。一些像“小?！保∕averick）激光制導炸彈和“海爾法”導彈等這樣的空射武器配有激光導引頭，可定位目標并將武器導向目標。

導彈、炸彈等在目標附近的某個地方發(fā)射或投擲。當它足夠近，來自目標的一些反射激光能量到達它時，激光導引頭會檢測該能量來自哪個方向，并調(diào)整朝向源的彈丸軌跡。當彈丸在一般區(qū)域內(nèi)并且激光保持瞄準目標時，彈丸應準確地引導到目標。然而，SALH對反射激光能量不多的目標沒有用，包括那些涂有特殊油漆的目標，吸收激光能量。這很可能被先進的軍用車輛廣泛使用，以便更難使用激光指示器對付它們，也更難用激光制導彈藥擊中它們。一個明顯的規(guī)避是將激光瞄準目標附近。激光制導的對策是激光探測系統(tǒng)、煙幕、反激光主動防護系統(tǒng)。

激光測距儀體積較小，重量比指示器輕（約3～4 lb），它們裝有一對望遠鏡，有效距離約1 km。目前使用的大多數(shù)激光目標指示器和測距儀均工作在1.064μm波長下（Nd：YAG），但這并不是一個對視力無害的波長［14d］，因為人眼的敏感范圍為0.4～1.2 μm。

最近出現(xiàn)的一種小巧而堅硬的非制冷中紅外半導體激光二極管把可用頻帶移出了1.4 μm，這超出了對人眼不安全的極限波長。

典型的半導體激光材料有：

●Ho：YAG，發(fā)射的激光波長為2.09～2.10 μm；

●Tm：YAG，發(fā)射的激光波長為2.32 μm；

●Er：YAG，發(fā)射的激光波長為2.94 μm；

●Dy：YLF，發(fā)射的激光波長為4.34 μm。其中，Ho表示鈥，Tm表示銩，Er表示鉺，Dy表示鏑，YAG表示釔鋁石榴石，YLF表示氟化釔鋰。

在軍事應用上，激光雷達用于對目標進行定位、識別，并將武器引向目標。通常情況下，激光雷達通過下列三種圖完成其使命：

●距離圖像：通過處理來自目標散射體的后向散射信號獲得；

●俯仰圖像：勾畫出視場場景內(nèi)的高度輪廓；

●強度圖像：根據(jù)視場內(nèi)物體的不同反射率而生成。

有兩種接收機：直接接收機和外差接收機。直接接收機與光電探測器類似，不同的是直接接收機是測量來自目標的后向散射能量。下圖為直接激光雷達接收機的示意圖，說明了成像功能以及捕捉視場內(nèi)目標的掃描光學鏡的伺服機構。

在外差接收機中，激光器發(fā)射的部分波束被分配到了移頻器。移頻器會產(chǎn)生本振頻率并與接收到的激光信號混頻，這樣就把信號轉換為低頻進行放大以增強接收機的靈敏度。下圖為外差激光雷達接收機的示意圖。這個框圖可以對激光雷達作相干處理，不僅提供了強度和距離信息，還提供了與目標徑向速度成正比的多普勒頻移。相干激光處理是基于波長為10.6 μm的二氧化碳激光器，它可產(chǎn)生一個非常高的長期穩(wěn)定頻率。

現(xiàn)代導彈

現(xiàn)代導彈的機載不止一個尋的系統(tǒng)。導彈技術日新月異，被動對抗系統(tǒng)的效果越來越差。國防工業(yè)開發(fā)了更先進的主動系統(tǒng)來對抗來襲導彈。

編輯：黃飛

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