【摘 要】红外系统通过对远距离目标所发出的红外辐射进行响应来确定目标的角位置，这一过程称为红外跟踪;而识别目标并将飞行器(例如导弹等)导向目际的过程，则称为红外制导。通常，这两个过程是结合起来使用的。本世纪50年代出现的以“响尾蛇”导弹为典型代表的—系列空空导弹，是红外技术在跟踪与制导上成功应用的实例。本文将简要介绍红外制导技术的发展过程及发展趋势。
【关键词】 红外成像;精确制导;综述
【Abstract】The red and outside system pass to long-distance leave the red outside radiation send out of target to carry on respond to to certain Cape position of [with] target, this process is called a red outside to follow;But identify a target to combine the process of the aircraft (for exampleguided missile etc.) direction eyes , then be called an infraredguidance.Usually, these two processes are a knot to put together an usage.This century appears in 50's of take"rattlesnake" guided missile as typical model to represent of -series all empty guided missile is a red and outside technique in following and making to lead success applied solid example.This text introduces synopsis the infrared guidance technical development process and the development trend.
0.前言
一般地说，光学(包括可见光电视、激光和红外)精确制导，由于其制导精度高，抗电子干扰能力强、隐蔽性好、效费比高、结构紧凑、灵活机动、生存能力强等优点，已使之成为精确制导武器重要的技术手段。特别是近年来，高性能光子探测器件的研制成功，使得在较为恶劣的气象条件下，获得远距离目标信息成为可能;超大规模和超高速集成电路的发展和日新月异的技术成果，更使通过光学手段所得到的丰富的目标背景的光学信息，得以快速处理和综合利用，这就使得光学制导技术在精确制导武器中的确占据着重要地位。特别是红外精确制导，因其全被动工作方式，不易受电子干扰，能够昼夜作战，能识别真假目标，隐蔽性好、分辨率高等特点，更使之成为光学精确制导中最有发展前景的途径。
据统计，目前各国装备的各种战术导弹，至少有 60%采用红外导引头，都有良好的作战效果。近些年来的几次较大的局部冲突中，在有各种兵器击落的飞机中，被红外制导的地对空、空对空导弹击落的占90%。 红外制导导弹在实战中的辉煌成果，引起各国军方的高度重视。因此，战略家们预言：21 世纪，红外光学制导必将成为精确制导武器的主导。
1.红外科导技术的发展
红外制导技术的发展至今大致可分为三个时期，相应地有三代制导武器的发展，都与红外探测器技术的发展，以及所攻击的目标性能有关。 现分述如下：
1.1 上世纪 60 年代中期以前为第一时期这一时期，红外制导武器主要用于攻击空中速度较慢的飞机。 红外元件大都用 PbS，工作在 l～3μm 波段。 这一代制导武器的代表型号为美国的“响尾蛇”系列空空导弹的早期型号，原苏联的“Κ—13”等。它们都只能以尾追的方式攻击飞机目标，而且攻击角度小，受背景和气象条件的影响较严重，抗干扰能力差，其战术性能受到很大的的局限。
1.2 上世纪 60 年代中期到 70 年代为第二时期这一时期，由于飞机速度和机动能力都大为提高，以及红外诱的使用，使得第—代红外制导导弹的作战效能明显下降。为此，一种改进的措施是，对 PbS 元件运用致冷技术，提高它的灵敏度;更为根本的改进是，采用工作波段在 3~5μm 的 InSb 元件，并改进调制盘，从而提高抗干扰能力，增大对飞机的攻击角，以至能够在整个后半球内实施攻击。 其代表型号有美国的“毒刺”和法国的“西北风”等地空导弹。第一代和第二代红外制导武器都是采用非成像制导系统，都是把被攻击的目标视为点源，用调制盘或者圆锥扫瞄、章动扫瞄等方式，对原信号进行相位、频率、幅度、脉宽等调制，以获得目标的方位信息。这种系统结构简单、造价低、分辩率高、使用方便、不依赖于复杂的火控系统等，有许多优点，但这种系统对存在强辐射红外干扰的环境，特别是对于攻击复杂红外背景的地面坦克、装甲目标，就显得无能为力了。
1.3 上世纪 70 年代中期以后为第三时期此时， 由于工作在 8～14μm 波段长的长波探测元件研制成功，特别是高性能的 CMT 线列阵红外器件的工程应用和红外成像技术的日趋成熟，促使红外技术产生了一个大的飞跃，出现了红外成像精确制导的第三代红外制导武器。 通常，红外成像制导本身又可分为两代：
(1)第一代红外成像制导
一种特殊方案是，采用双色(红外 / 紫外或双色红外)多瓣梅花图形扫描的成像制导体制。 如美国的“尾制”改进型，法国的“西北风”改进型和原苏联的“SAM-13”等。 他们采用的制导系统实际上是以点源探测向成像制导的过渡体制。在对目标进行搜索的阶段采用沿玫瑰线扫瞄的点探测，而在对选定的目标进行跟踪阶段，则依据不同的瞬间视场对同目标探测的信息进行成像处理， 从而可以实现对命中点的选择。
(2)第二代红外成像制导
理想的红外传感器应按矩形阵排列探测元件，像人的眼睛。 前面的镜头把传感器视场内的整个场景聚焦在阵列上。阵列上的每一个元件将凝视场景中的一小部分，可使新接收的红外能量最大。 探测器元件数目越多，系统的敏感度越高，它的视频输出的潜在分辨率就越高。上世纪 80 年代后，采用凝视型红外焦平面阵列(IRFPA)探测器，用电子扫瞄代替机械扫描的第二代红外成像制导武器，具有更高的灵敏度和抗干扰能力，8~14μm 的红外辐射透过能力强，作用距离是可见光的 3～5 倍，并具有目标选择和敌我视别能力。代表型号有美国的“海尔法”，用于直升机和攻击机空对地反坦克，它采用 128×128 元的“铟砷锑 / 硅”红外混合 CCD 焦平面阵列。 属于这一代成像制导技术的战术导弹还有：美国的“捕鲸叉”和 AGM-109I“战斧”空地导弹(末端红外成像制导)ASTAAM 空空导弹等。
2.结束语
纵观红外制导技术几十年的发展，可以看出：可利用的红外波段由近红外(1.5—2.8μm)向远红外(8—14μm)波段发展的趋势;所采用的红外探测器由单元、多元向凝视焦平面阵列发展的趋势。可以相信，在未来的战场上，红外制导武器将会有越来越广阔的应用前景。
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作者简介：白洪斌(1957—)，男，回族，山西太原人，学士，教授，研究方向是制导与控制。
