某型导弹激光引信抗云雾干扰研究

刘 云，彭新阁，张 骏，姜 飞

（中国人民解放军第五七一五工厂，河南 洛阳 471000）

激光引信是随着现代作战环境的需求和激光技术的迅猛发展而出现的一种近感引信，其具有测距精度高、抗电磁干扰能力强[1]、良好的距离截止特性等优点，为实现探测和执行部件精确配合和目标薄弱位置识别提供了有利条件[2]。

随着飞行器应用面的扩大，应用验证环境逐渐复杂，激光引信的不足逐渐暴露出来。目前，应用的激光引信大多工作在近红外波段，大气中悬浮粒子和云雾对激光引信会产生干扰，干扰主要体现在以下方面：大气中分子和云雾对激光的吸收引起激光能量的衰减；大气中悬浮粒子对激光的发射和散射。其中后向散射是造成激光引信虚警失效的主要因素[3-6]。

本文针对某型激光引信，通过云雾环境试验，对激光引信的抗云雾干扰性能进行研究，包括试验研究了不同云雾能见度对激光引信作用距离的影响，激光引信产生虚警时的云雾能见度水平。

1 激光引信原理

本研究中的激光引信是一种主动型辐条状脉冲激光引信，由8 个引信玻璃窗盖和光-电组件组成。其中光-电组件包括：8 通道收-发装置、信号处理电路、脉冲发生器、加热装置及二次电源，光-电组件安装在内表面带金属屏蔽的胶木腔体内。

该型激光引信在挂机阶段，由载机供电，对引信光学组件和玻璃窗盖加热，以避免激光器工作时，雾气对激光的发射和接收产生影响。

导弹脱离载机之后，由导弹热电池供电，且引信二次电源开始工作。

在导弹中末制导交接后，弹目距离达到一定范围时，弹上惯性导航控制系统向引信发送指令，引信开始工作。此时，引信内激光发射驱动脉冲启动8 个激光辐射器向外发射激光，同时激光引信执行级起爆电容开始充电，激光接收装置开始接收返回的激光光束，此时目标回波脉冲强度较小，激光接收装置接收、放大后，转换成的电信号不足以达到处理电路门限，不会产生目标信号。当弹目距离达到引信作用距离范围时，从目标返回的激光光束经探测器接收，并经光电转换装置转换的电信号达到处理电路门限，并产生回波脉冲。后级电路判断单个激光接收通道收到一定数量连续回波脉冲后，产生目标信号。激光引信向惯性导航控制系统发送目标信号，经适当延时后，发送点火脉冲，引爆安全保险执行机构中的电点火管，进而引爆战斗部，完成引信的引战功能。

2 激光引信不同能见度下的作用距离研究方法与结果

激光引信由于其工作波段的限制，容易受到空气中悬浮粒子的作用发生散射，一部分散射光可能会返回到激光接收光学组件中，影响激光引信的探测性能。在此，对不同云雾能见度下，激光引信的作用距离进行了试验研究。

2.1 试验准备

2.1.1 激光引信

该型激光引信有8 个接收通道，在8 个工作通道的激光探测器输出和处理板输入之间串入信号通道控制开关。将激光引信放置于云雾实验室内，将通道控制开关和信号监测设备放置于云雾实验室外。

在试验过程中，通过加电控制和信号采集三通及电缆为引信提供工作电压和引信启动信号，使引信处于正常工作状态。将脉冲板中产生的同步脉冲m3 信号引出，用作参考信号。同时从加电控制和信号采集三通中引出回波脉冲信号，对回波脉冲信号进行采集。

2.1.2 试验设备

将目标模拟器安装在推车上，以实现不同的弹目距离。

将云雾发生器放置在引信附近约1 m 处，将能见度仪放置在紧靠测试通道窗口处。

将加电控制和信号采集三通、示波器和电源等测试设备放置在云雾实验室外。

2.2 试验过程

按照引信正常加电过程，依次给引信加加温电、工作电、引信启动信号。8 个通道控制开关中，打开1 通道开关，关闭2-8 通道开关。将模拟目标放到云雾实验室中距引信最远处，并保证1 通道探测到模拟目标（用激光观察镜观察1 通道激光照射到模拟目标上），用示波器检测1通道回波脉冲是m1（Hz）（正常探测到目标的回波脉冲频率），采集并保存该回波脉冲波形。

开启云雾发生器，实验室内产生云雾，随着云雾发生器工作时间的增加，实验室内的云雾浓度不断增加，能见度不断降低，当云雾浓度达到一定程度时，激光引信回波脉冲信号频率由m1（Hz）开始向m1/2（Hz）跳变，采集并保存此时的回波脉冲波形并记录云雾能见度值。

关闭云雾发生器，让云雾消散，调整模拟目标位置，使弹目之间距离约3 m，并保证1 通道探测到模拟目标（用激光观察镜观察1 通道激光照射到模拟目标上，用示波器检测1 通道回波脉冲是m1（Hz））。再次开启云雾发生器，使云雾浓度增加，能见度降低，记录使回波脉冲信号由m1（Hz）跳变到m1/2（Hz）的云雾能见度值。

关闭云雾发生器，让云雾消散，调整模拟目标位置，使弹目之间距离约2 m，并保证1 通道探测到模拟目标（用激光观察镜观察1 通道激光照射到模拟目标上，用示波器检测1 通道回波脉冲是m1（Hz））。再次开启云雾发生器，使云雾浓度增加，能见度降低，记录使回波脉冲信号由m1（Hz）跳变到m1/2（Hz）的云雾能见度值。

按照上述步骤，分别记录其他7 个通道弹目距离约5、3、2 m 时，使回波脉冲频率由m1（Hz）跳变到m1/2（Hz）的云雾能见度值。

2.3 试验结果和分析

回波脉冲信号出现m1（Hz）和m1/2（Hz），是因为激光引信的比较电平是频率为m1/2（Hz）的跳变脉冲信号，在一个周期中，一半是高电平一半是低电平，当探测器信号超过比较电平高电平时，回波脉冲信号就是m1（Hz）；当探测器信号高于比较电平低电平而低于高电平时，回波脉冲信号就是m1/2（Hz）。因此，将频率从m1（Hz）跳变到m1/2（Hz）的云雾能见度值，作为激光引信探测到目标到丢失目标的云雾能见度值。

上述不同通道在不同云雾能见度下，激光引信回波脉冲信号频率从m1（Hz）变为m1/2（Hz）时，即为激光引信丢失目标时。将上述在不同弹目距离条件下回波脉冲频率变化时的云雾能见度绘制于图1，即为不同云雾能见度下的作用距离。

其中1 通道在弹目距离5 m 情况下丢失目标时的采集波形如图2 所示。

3 激光引信虚警云雾能见度试验方法与结果

在云雾能见度较低时，由于空气中悬浮粒子的影响，可能会使激光引信虚警，对此对该激光引信的虚警条件也进行了试验研究。

3.1 试验准备

按照2.1 对激光引信和试验设备进行试验前准备。

3.2 试验过程

按照引信正常加电过程，依次给引信加+27 V 加温电、±27 V 工作电、引信启动信号。8 个通道控制开关中，打开1 通道开关，关闭2-8 通道开关。

调整1 通道方向，使在无云雾暗室环境中，1 通道无回波脉冲信号产生。此时，激光引信没有探测到目标。

开启云雾发生器，实验室内产生云雾，随着云雾发生器工作时间的增加，实验室内的云雾浓度不断增加，能见度不断降低，当云雾浓度达到一定程度时，激光引信产生m1/2（Hz）的回波脉冲信号，继续增加云雾浓度，回波脉冲信号由m1/2（Hz）向m1（Hz）跳变，采集并保存此时的回波脉冲波形并记录云雾能见度值。此时云雾使引信产生虚警。

按照上述步骤，分别记录其他7 个通道使回波脉冲频率由m1/2（Hz）跳变到m1（Hz）的云雾能见度值。

3.3 试验结果和分析

激光引信虚警时云雾能见度记录表见表1。

表1 激光引信虚警时云雾能见度记录表

4 结论

由以上试验结果可知，云雾能见度越高，激光引信作用距离越远；在能见度低于8 m 的情况下，激光引信可将云雾当作目标产生虚警。因此，在激光引信武器系统使用过程中，应考虑云雾导致的虚警问题。