红外制导的发展趋势及其关键技术

红外制导的发展趋势及其关键技术

赵超1，

(1．中国航天科工集团第35研究所，北京100013；

杨号2

2．海军驻阎良地区航空军事代表室，西安710089)

摘要：在各种精确制导体制中，红外制导因其制导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费

比高等优点，在现代武器装备发展中占据着重要地位，综述了红外制导系统的发展历程、现状特点、

未来趋势，为红外制导技术的研究开发提供有益参考。首先介绍了红外制导系统的工作原理和发

展历程，然后从现代作战需求出发分析了当前红外制导系统的7个发展方向，最后从探测器件、信

息处理、结构设计、干扰对抗等方面分析了未来红外制导系统发展中所面临的5种关键技术等。

关键词：精确制导；红外制导；非制冷红外；红外成像；复合制导中图分类号：V448．13 文献标识码：A

A survey on development trends and key technologies

of infrared guidance systems

ZHAO Cha01，YANG Had

(1．No．35 Institute ofCaSlC，蜥100013，Ol／na；2．NavyA蒯M／／

／tary啪筋∞／nYan／／angArea，Xi’帆710089，Odna)

Abstract： Among many kind of precise guidance systems．IR guidance system is playing a n10re and more

important rule in modem weapon system since it has the characteristics of hi曲precision，strong anti—interfer—

ence capability and good benefit-cost ratio．The paper gives a brief survey on IR guidance system and tech—

niques，involving its evolution history，developing trends，and critical techniques．First of all，working principles

and developing process of IR guidance system are explained．Then，the developing trends of modem IR guid—

ance system are analyzed based on operational requirements．Finally。five critical technologies in IR guidance

field are discussed in detail from the aspects of IR detector，information processing，mechanical design，and an—

fi-jamming schemes．

Key words：precise guidance； IR guidance；non—refrigerated IR；IR imaging； compound guidance

0引言1红外制导技术概述

根据未来战争的特点，精确制导技术的发展重点是不断提高制导系统的灵敏度、精度、抗干扰能力，不断增强系统在复杂背景下截获、跟踪目标的能力和对付多目标的能力。在各种精确制导体制中，红外制导技术因其制

导精度高、抗干扰能力强、隐蔽性好、效费比高、结构紧凑、机动灵活等优点，正在受到愈来愈多的重视，其研究和发展方兴未艾。

红外制导系统包括红外点源(非成像)制导和红外成像制导两大类。

红外点源制导系统通常由光学系统、调制器、红外探测器、制冷器、伺服机构以及电子线路等组成。其工作过程为：光学系统接收目标红外辐射，经调制

器处理成包括目标信息的光信号，由红外探测器将光信号转换成易处理的电信号，再经电子线路进行信号的滤波、放大、处理，检测出目标角位置信息，并将此信息送给伺服机构，使光轴向着目标方向运动，实现制导系统对目标的持续跟踪。红外制导的发展趋势及其关键技术这类系统的优点是结构简单、成本低、动态范围宽、响应快，缺点是无法排除张角较小的点源红外干扰和复杂背景干扰，从目标获取的信息量太少而制导精度不高，也没有区分多目标的能力，主要用于近距空空格斗弹、反坦克导弹，及其他低成本、小型化导弹。

红外成像制导系统一般由红外摄像头、图像处理电路、图像识别电路、跟踪处理器和稳定系统等组成。红外摄像头接收前方视场范围内目标和背景红外辐射，利用各部分辐射强度的差别，获得能够反映目标和周围景物分布特征的二维图像信息，然后由图像处理电路进行预处理和图像增强，得到可见光图像以视频显示输出，同时将数字化后的图像送给图像识别电路，通过特征识别算法从背景信息和干扰中提取出目标图像，由跟踪处理器按照预定的匹配跟踪算法计算出光轴相对于目标的角偏差，最后通过稳定系统驱动红外镜头运动，消除相对误差实现目标跟踪。这类系统在抗干

扰能力、探测灵敏度、空间分辨率等方面有很大提高，能够探测远程小目标和鉴别多目标，甚至可以实现对目标的自动识别和命中点的选择，但其结构复杂、成本高，主要用于巡航导弹、反舰导弹、空地导弹等。

1．2红外制导技术的发展历程

1．2．1红外点源制导技术

自从1948年第1枚红外制导导弹——美国的响尾蛇导弹(Sidewinder)问世以来，红外制导技术获得了大量应用和快速发展，主要分为以下几个阶段：第l阶段：20世纪60年代中期以前，这时的红外制导武器主要用于攻击空中速度较慢的飞机，其探测器采用不制冷的硫化铅，信息处理系统为单元调制盘式调幅系统，工作波段为1—3 pan，灵敏度低、抗干扰能力差、跟踪角速度低。这一阶段的典型产品有美国的响尾蛇AIM一9B、红眼睛Redeye，以及前苏联的K-13、SAM-7等。

第2阶段：20世纪60年代中期到70年代中期，探测器采用了制冷的硫化铅或锑化铟从而极大地提高了灵敏度，工作波段也延伸到3—5 tan的中红外波段，改进了调制盘和信号处理电路，提高了跟踪速度。这一阶段制导武器的作战性能得到了较大的提高，虽然还只能进行尾追攻击，但攻击区和对付高速目标的能力有很大提高，代表型号有美国的AIM．9D、法国的马特拉R530等。

第3阶段：20世纪70年代后期以后，红外探测器均采用了高灵敏度的制冷锑化铟，并且改变了以往的光信号的调制方式，多采用了圆锥扫描和玫瑰线扫描，亦有非调制盘式的多元脉冲调制系统，具有探测距离远，探测范围大、跟踪角速度高等特点，有的还具有自动搜索和自动截获目标的