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2023-06-25
导引头控制系统的原理和应用
【摘要】：导引头控制系统控制伺服装置, 使光学系统光轴跟踪目标, 同时引导制导弹药飞向目标。图3-18激光半主动导引头组成框图激光半主动导引头的光学系统用来测定弹目的相对位置, 它的光轴作为测量的基准。
可用于制导迫击炮弹的导引头主要包括以下几种: 雷达导引头、红外导引头、电视寻的导引头、激光导引头。
1.雷达导引头
雷达自动导引或自动瞄准, 是利用弹上设备接收目标辐射或反射的无线电波, 实现对目标的跟踪并形成制导指令, 引导制导弹药飞向目标的一种导引方法。雷达导引头的任务是捕捉目标, 对目标进行角坐标、距离和速度的跟踪,并计算控制参数和形成控制指令。雷达导引头根据其发射电磁波波长的不同可分为分米波雷达导引头、厘米波雷达导引头、毫米波雷达导引头等, 其中毫米波制导具有波束窄、隐蔽性强、抗干扰能力强及全天候工作的优点, 具有较好的应用前景。
2.红外导引头
红外寻的制导利用目标辐射的红外线作为信号源, 可分为红外点源寻的制导和红外成像寻的制导。红外点源导引头由光学系统、调制器、红外探测器与制冷装置、信号处理装置、导引头的角跟踪系统等部分组成。红外点源导引头采用红外点源探测器来接收目标辐射的红外线, 确定目标的位置及角运动特性, 形成相应的跟踪和引导指令。导引头控制系统控制伺服装置, 使光学系统光轴跟踪目标, 同时引导制导弹药飞向目标。
红外成像寻的制导利用红外探测器探测目标的红外辐射, 根据获取的红外图像进行目标捕获与追踪, 并将制导弹药引向目标。红外成像技术就是把物体表面温度的空间分布情况变为按时间排列的电信号, 并以可见光的形式显示出来, 或将其数字化存储在存储器中, 为数字机提供输入, 用数字信号处理方法来处理这种图像, 从而得到制导信息。红外成像技术真正实现了对目标进行全向攻击的能力。
3.电视寻的导引头
电视寻的制导是由电视导引头利用目标反射的可见光信息形成引导指令,实现对目标跟踪和对制导弹药控制的一种被动寻的制导技术。电视导引头在制导弹药飞行末段发现、提取、捕获目标, 同时使光轴瞬时对准目标; 当光轴和弹轴不重合时, 给出与偏角成比例的控制信号, 使得制导弹药实时对准目标。
4.激光导引头
激光寻的制导系统是利用目标漫反射的激光形成引导指令, 实现对目标的跟踪和对制导弹药的控制, 使制导弹药飞向目标的一种制导方式。激光半主动导引头有制导精度高、抗干扰能力强、结构简单、成本较低、可与其他制导系统兼容等优点, 目前已成为制导迫击炮弹上最常用的导引头。
典型激光半主动导引头组成框图如图3 -18 所示, 由光学系统、光电探测器、放大保持模块、主控芯片、装定芯片、电源模块、电连接器等组成。
图3-18 激光半主动导引头组成框图
激光半主动导引头的光学系统用来测定弹目的相对位置, 它的光轴作为测量的基准。光学系统使目标在它的像面上成像, 根据像斑相对于探测器划分的坐标得出目标偏离光轴的方向和角度。光电探测器用于将激光脉冲信号转换成电信号。放大保持模块主要由放大电路、峰值保持器组成, 对光电探测器象限输出的光电信号进行处理: 对大信号进行缩小、对小信号进行放大; 此后由峰值保持器对窄信号进行峰值保持, 生成宽度受控的电压信号。该信号幅值表征激光光斑落在探测器敏感面上的面积大小 (或能量大小)。主控芯片控制信号增益, 进行码型识别等控制, 对象限进行和差及归一化运算, 丢码后重新进行码型识别。激光半主动导引头实物如图3 -19 所示。
图3-19 激光半主动导引头实物
各类导引头在单一制导模式下各有优缺点, 为了能够截获目标的多种频谱信息, 弥补单模制导的缺陷, 发挥各种传感器的优点, 提高武器系统的作战能力, 目前多模复合制导已得到了广泛的发展。多模复合制导在充分利用现有寻的制导技术的基础上, 能够获取目标的多种频谱信息, 通过信息融合技术提高寻的装置的智能, 弥补单模制导的缺陷, 发挥各种传感器的优点, 提高武器系统的作战效能。
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2023-06-26
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