作者：付小宁,王炳健
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
光电定位与光电对抗(第2版)试读：
前言
光电对抗技术是由大气光学、光电探测、目标识别、跟踪定位、信息处理、光电打击等多种技术交叉融合而成的综合学科，是“武器信息化，信息武器化”的集中体现。其中，发现目标和保持对目标的定位是光电对抗的基础，光电打击是光电对抗的应用，对抗则主要体现在光电信息的隐身/反隐身、干扰/反干扰方面。
本书覆盖紫外、可见光、红外、毫米波和激光等技术在光电定位和光电对抗中的应用，介绍了一些典型的光电对抗装备，论述了相关原理和方法。
全书分为10章，各章内容安排如下：
第1章为绪论，介绍光电对抗的基本概念、基本特征和技术环节，将光电对抗体制分为光电侦察及告警、光电定位、光电制导、光电干扰和强激光束打击等5个技术环节，并简述相应环节的发展趋势。
第2章论述大气的衰减，气象条件的影响及分析模型，背景环境的影响，目标辐射源以及光辐射侦察的方法等。其中所涉及的气象条件，包括霾、雾、雨、雪、云、大气湍流效应、热晕、战场遮蔽与沙尘暴，对这些条件的克服和应用是有效实现光电对抗所必需的，也是后面各章理论分析的基础。所列举的典型目标辐射源包括火箭、导弹、重返大气层的再入段导弹、飞机以及地面军事目标。
第3章介绍各种光电制导技术，包括红外点源寻的制导、红外成像制导、激光制导、电视制导、光纤制导、毫米波制导和多模复合制导。光电定位是利用光电系统对目标方位的确定，后来发展到可以确定目标的距离。光电制导是运动的战斗部（导弹、炸弹、炮弹）对已定位目标的锁定和跟踪，是间接光电打击手段；激光武器则是直接光电打击手段（详见第10章有关高能激光武器的内容）。
第4章介绍各种光电侦察告警技术，例如主动式激光侦察告警、被动式激光告警、红外侦察告警、紫外侦察告警、毫米波侦察告警和光电综合侦察告警等。关于毫米波在大气中的传播，请参考有关专著。
第5章讨论目标跟瞄装备和距离估计方法。首先介绍激光目标指示器、激光雷达和IRST系统等装备；其次论述基于 IRST 的双波段探测的被动测距、单波段探测的被动测距；然后分析和讨论基于双站基线交叉定位的测距原理及方法的改进，研究从基线测距到双目视觉测距的演化；对激光源，给出了一种被动定位方法；最后，论述基于辐射吸收差异的被动测距。
第6章开展基于光学成像的单站被动测距研究。首先，论述透镜成像系统与成像约束，介绍基于透镜成像的被动测距；其次，论述小孔成像系统与成像约束，介绍基于小孔成像模型的被动测距；再次，专门研究基于目标线段特征的被动测距，提出目标虚拟圆特征的概念，并将它应用于被动测距；接着，分析基于特征线度测距的性能分析；最后，介绍基于区域特征的目标距离估计。
第7章论述光电无源对抗技术中的遮障、伪装、隐身、光电假目标等技术，并介绍飞行器无源光电隐身技术。光电无源对抗发端于对红外制导导弹的对抗，而制导系统对目标的攻击要经历3个阶段：目标探测、目标识别和目标跟踪。针对这3个阶段，可采用的相应对抗措施为遮障或伪装、隐身和干扰。
第8章讨论多种光电有源干扰技术，包括红外干扰弹、红外有源干扰机、强激光毁伤、激光欺骗干扰、毫米波有源干扰、GPS干扰机以及紫外有源干扰。
第9章针对光电对抗的评估与仿真研究，介绍国内外光电对抗效能评估技术的现状，阐述光电对抗的评估准则、光电对抗效能评估的技术途径、光电对抗系统的实验评估法，并介绍光电对抗系统中的半实物仿真。
第10章讲述光电对抗的典型系统，涉及第四代战机、机载光电定位系统、无人机、舰载光电告警系统、舰载光电干扰系统、舰载高能激光武器（防空和反导）、各种地基激光防空武器系统，以及天基定位与光电对抗系统等。
本书第5、6章内容直接来自国家自然科学基金（60872136）、陕西省自然科学基础研究计划资助项目（2011JM8002）的研究成果。
本书由付小宁、王炳健和王荻编著，其中第1、2章和第5～8章由付小宁编写，第3、4章由王炳健编写，第9、10章由王荻编写，全书由付小宁统稿；参加编写的还有牛建军、王会峰、王洁、高文井、何天祥和侯国强。
白露教授审阅了本书部分章节，特别是对第2章提出了不少宝贵的修改意见，在此表示感谢。此外，感谢杨庭梧、程玉宝、汪大宝在书稿撰写过程中对编著者的帮助，感谢多年来光电探测技术教学班上一些研究生、本科生所收集的素材。
由于时间和水平有限，书中必定存在疏漏和不足，恳请读者不吝指正，以便今后逐步改进和完善。联系方式：xning_fu@163.com。第1章绪论[1]光电对抗是指利用光电对抗装备，对敌方光电瞄准器材、光电制导武器和其他军事设施进行侦察、干扰或摧毁，以削弱或破坏其作战效能，同时保护己方光电器材和武器的有效使用。光电对抗是现代电子战的一个分支，在未来战争中占有重要的地位。随着红外、激光等光电子技术在军事上的应用，特别是光电探测和光电制导技术的发展，光电对抗技术和装备在现代战争中发挥着越来越重要的作用，各军事强国在光电对抗领域的竞争也日益激烈。有军事分析家预言：在未来战争中，谁失去制谱权，就必将失去制空权、制海权，处于被动挨打、任人宰割的境地；谁先夺取制光电权，谁就将夺取制空权、制海权、制夜权。由此也可以认为，谁拥有了更先进的光电对抗技术和装备，谁就掌握了战场的[2]主动权。光电对抗在军事上的作用主要表现在：（1）为防御和对抗提供及时的告警和威胁源的精确信息。实现有效防御的前提是及时发现威胁，光电侦察告警设备能够查明和收集敌方军事光电情报，为及时采取正确的军事行动、实施有效干扰或火力摧毁提供依据。美军非常重视战场信息采集和综合处理技术的研究，已连续多年把它列为国防关键技术和重点研究内容，并且在大的军事项目中加以应用。（2）扰乱、迷惑和破坏敌方光电探测设备和光电制导系统的正常工作。通过有效的干扰使它们降低效能或完全失效，以保障己方装备和人员免遭敌方光电侦察、干扰或火力摧毁，为己方的对抗行动创造条件。光电干扰技术和装备作为对抗敌方光电探测和制导的有效手段，是各军事强国重点研究的内容。当前，光电对抗的体系包括光电侦察、光电定位、光电干扰、光电打击以及光电反侦察、反干扰和反打击，如图1.1所示。光电侦察、光电定位、光电打击是光电对抗的3个基本工作周期。其中，光电侦察是发现目标；光电定位是提供目标的精确信息，跟踪/制导是利用自动控制技术对目标定位状态的保持；而光电打击分为两种类型：一种是以光电制导武器为手段的打击，另一种是以强激光束为手段的打击。图1.1 光电对抗的体系光电制导的内容见本书第3章，强激光束打击见本书第8章、第10章。光电侦察告警见本书第4章，第5章、第6章为光电定位的内容，第7章为光电无源干扰，第8章为光电有源干扰，第9章介绍了光电对抗的评估与仿真研究，第10章为光电对抗的典型系统。1.1光电对抗的基本概念
光电对抗主要是指在光学谱段内的对抗技术。随着光电技术的发展，电视、激光、红外及紫外等光学探测与跟踪技术被广泛采用，出现了精确制导武器体系。为了对抗光电制导武器的攻击，各类飞机、舰艇和地面指挥中都采用了多种光电对抗设备和技术，包括红外干扰机、干扰弹、假目标及隐身技术等。此外还有激光致盲武器和定向红外干扰技术。在光电对抗过程中，为了增强对抗的效能，光电定位也得到了空前的发展。和电子战一样，光电对抗已成为现代战争中决定胜负的关键因素。
光电对抗包括光电侦察、光电定位和光电打击等3个工作周期，光电干扰和反干扰的此消彼长决定了这3个周期的效能。
光电侦察是利用光电装备查明敌方光电器材的类型、特性和方位等信息，为实施光电干扰提供依据。光电侦察有主动和被动两种方式，主动侦察采用滤光探照灯和激光雷达等装备，被动侦察采用红外/激光告警器。早在20世纪60年代中期，外军就开始装备红外告警器，仅美军就有20多个型号，供多种作战飞机使用；激光告警器目前正处在发展阶段，只有少数型号装备使用。如美国的AVR-2/3激光告警器，它可在360°范围内识别激光源并确定其方向，与雷达告警接收机配合，构成综合告警系统。
光电定位是对光电侦察功能的补充或强化，是对已识别的目标，在探知方位的前提下，实施距离估计、综合威胁度分析。光电定位的关键技术是对目标的被动测距。
光电干扰分为有源压制/欺骗干扰和无源干扰两类。有源干扰设备和器材包括：（1）红外诱饵弹。这是一种实用而有效的欺骗干扰手段。已装备使用的红外诱饵弹模块能给出真实目标的红外图像，更具欺骗性。（2）红外干扰机。类似于飞机发动机排气口能辐射出高强度红外线，经调制后向一定方向辐射，使来袭的红外制导武器偏离目标。（3）激光干扰机。有3种类型：欺骗式干扰机，能发射与敌方激光器相同参数的强激光束，照射在己方被保护目标附近的假目标上，产生强的激光回波，欺骗敌方激光测距机、激光雷达和导弹的激光制导系统；致盲式干扰机，能发射强激光，使敌方激光测距机、激光雷达或激光制导导弹等的光电接收器饱和、过载或迷盲；杀伤性强激光武器。
光电无源干扰是一种非常有效的干扰手段，主要的干扰器材有用于干扰人眼和观瞄器材的烟幕弹，干扰中远红外光和激光的气溶胶和电离气悬体，此外还有光箔条、曳光弹等。1.2[3,4]光电对抗的基本特征
光电对抗是否有效，必须符合如下4个基本特征：光电频谱匹配性、干扰视场相关性、最佳距离有效性和干扰时机实时性。（1）光电频谱匹配性。光电频谱匹配性指干扰光电频谱必须覆盖或等同于被干扰目标的光电频谱。例如，没有明显红外辐射特征的地面重点目标，一般容易受到具有目标指示功能的激光制导武器的攻击，因此激光欺骗干扰和激光致盲干扰都选用1.06 μm和10.6 μm来对抗相应的敌方激光装备；具有明显红外辐射特征的动目标（如飞机）一般受到红外制导导弹的攻击，红外诱饵及红外有源干扰波段与红外制导光电频谱相同，一般选为l～3 μm和3～5 μm。（2）干扰视场相关性。光电侦察、光电制导和光电对抗均具有方向性较好的光学视场，干扰信号必须在被对抗的敌方装备光学视场范围内，否则敌方光电装备探测不到干扰信号，干扰将是无效的。尤其是激光对抗，由于激光的方向性好，导致对抗的难度非常大。例如在激光欺骗干扰中，激光假目标的布设距离必须根据激光导引头视场范围而设定。（3）最佳距离有效性。光电对抗最佳的干扰效果就是将来袭光电制导武器引偏，使光电制导武器导引头在其视场内看不到被攻击的目标。在一定引偏距离内是否引偏至导引头视场之外，主要取决于和来袭光电制导武器之间的距离，因此干扰距离的选择也是能否有效干扰的关键问题。例如，红外干扰导弹在距来袭红外制导导弹一定距离范围内发射才具有最佳的诱骗干扰效果。（4）干扰时机实时性。战术光电制导导弹末段制导距离一般在几千米至10 km范围内，而导弹速度很快，一般为 l Ma～2.5 Ma，从告警到实施有效干扰时间必须在很短的时间内完成；否则，敌方来袭导弹将在未形成有效干扰动作前就已命中目标。因此，对光电对抗要求的实时性要求比较强。1.3光电对抗的技术环节
根据当前的光电对抗体制，可将光电对抗分为光电侦察及告警、光电定位、光电制导、光电干扰和强激光束打击等5个技术环节，在光电定位技术中光电被动定位技术占据主导地位。1.3.1 光电侦察及告警技术
光电侦察技术包括的内容涉及微光、红外夜视、电视侦察、多光谱照相、红外遥感及激光主动侦察等范畴。在防空作战中，激光主动侦察技术是激光对抗作战的重要技术之一，这项技术集中反映在具有“猫眼效应”的激光雷达中。一般的光电装置都有透镜、光电传感器结构，透镜具有像猫眼晶状体一般汇聚光线的功能，光电传感器表面对猫眼眼底的光具有反射特性。当激光雷达发射的激光波束扫描敌方空域时，一旦照射到一个敌方光电传感器，激光雷达便可探测到其反射光束，从而检测到它的存在及位置。随着导弹武器的发展，导弹逼近告警技术已被各国争相研究与开发。光电告警装备利用光电探测器，对敌方武器设备所辐射或散射的光波进行侦察、截获及识别，判断威胁的性质和危险等级，确定来袭方向，然后发出警报并启动与之相连的防御系统实施对抗，如引导激光致盲武器对来袭导弹进行软杀伤，或引导高能激光武器实行硬摧毁。光电告警设备具有体积小、质量轻、成本低、角分辨率高（可达微弧度级）、无源工作（不易被敌方探测）等特点，目前已广泛应用于战机、战舰和陆上重要目标的自卫。1.3.2 光电被动定位
对目标空间坐标的确定称为定位。定位包括对目标实施测向和测距。在军事对抗中，对目标的精确定位是制敌取胜的前提。只有实现了对目标的精确定位，才可能实施有效的对抗：主动对抗可以对敌方施以摧毁性的精确打击，被动对抗可以及时规避敌方的打击以保存实力或隐蔽自己。
雷达是目标探测和定位的传统装备，最先出现于第二次世界大战，在对付德军U艇中曾大显身手。其后，经过不断改进，特别是经过美苏冷战阶段的军备竞赛、越南战争、第一次海湾战争（1991年）和科索沃战争（1999年），其性能有了很大的提高，具有全天候、全波段、高灵敏度和作用距离远等多方面的优点。雷达的定位是对目标发射探测信号，然后通过分析目标的反射回波来确定其空间位置。这类依赖于自身发射探测信号的定位方式称为主动定位。[2-5]
在雷达定位出现之后，逐渐产生了雷达对抗。在现代战争中，基于接收目标反向电磁散射的主动定位系统（如常规雷达）受到电子侦察、反辐射导弹寻踪攻击的严重威胁。因此，研究出一种不发射探测信号，既能隐蔽自己又能对目标实施定位的被动定位技术受到了广泛的重视。故被动定位又被称为无源定位，其定位功能的实现是借助目标的主动辐射（如通信信号、导航信号），自身辐射，以及反射的第三方电磁辐射（如日光、卫星信号或地面广播信号）等实现的。[6]
按照被动定位接收信号的类别，被动定位可分为声呐被动定位、[7][8-12]雷达波被动定位、光电被动定位，等等。在军事应用中，声呐被动定位只适用于直升机、舰船之类较慢运动目标。无源雷达定位适用于海、陆、空中的多种目标。光电被动定位，尤其是红外无源定位具有高隐蔽性和高精度的优点，是当前的主要研究方向。
被动定位的实现体制取决于定位目标的特性，并根据实际观测距[13-17]离进行选择。除利用空间几何学原理之外，被动定位还应借助电[5, 18-23][24]磁辐射或光波的传播特性、几何光学的性质、三维运动分析[25][26, 27]以及图像序列分析的原理来实现。在我们的研究中，定位的对象是空中来袭目标，典型的如飞机，在后续各章节中称其为机动目标。[28-31]
从理论上讲，凡是温度在绝对温度零度以上的任何物体都会有红外辐射产生，其射线的波长与温度成反比，即温度越高，其辐射的波长就越短。飞机是一种典型的红外辐射源，其红外辐射主要有两个方面：一方面是涡轮发动机向外喷射的尾焰的辐射，主要在3～5 μm波段；飞机飞行中，蒙皮与大气摩擦发热产生的辐射，主要在8～14 μm波段。飞机的辐射分布和光源谱特性与环境的差异为目标的红外探测和定位提供了有利条件，使得我们能够在红外辐射传播的“大气窗口”内对目标进行有效探测和定位。
红外被动定位的一个显著特点是对天时环境的依赖性较小。由于红外无源探测和定位系统是利用探测目标与背景之间的红外辐射的差异进行工作的，因而，它具有全天候的工作能力：无论是白天还是夜晚、晴天还是阴天都可进行，差别只是由于白天的背景较强因而效果比夜晚较差，阴天由于云层等对红外辐射的衰减或吸收而效果比晴天较差而已。
在几千米到几十千米的近战范围内，红外被动定位成为首选的被动定位制式，主要原因是：（1）当目标处于近战距离内时，往往采取“无线电静默”策略，因此，捕获雷达、激光信号几乎不可能。这种情况下，必须采用截获目标主动辐射以外的其他被动定位制式。[32]（2）因红外辐射的波长较雷达短而具有更高的定位精度。于是，基于目标红外辐射探测的被动定位（即红外被动定位）成为被动[18]定位研究的重点。
为了适应高速搭载平台不可能提供较大空间的实际状况，同时为了获取足够的机动性，近战范围内的红外被动定位多在单一运动平台上实现。可在单一观测站上实现的被动定位即单站被动定位。单站被动定位与多站被动定位并不矛盾，它与多站被动定位的组合使用可提高多站定位的定位精度，增强安全性或抗毁性。
本书主要研究以飞机、导弹为代表的近战距离内来袭目标的红外单站被动定位的原理方案及其实现技术。1.3.3 光电制导技术
1991年海湾战争后，包括美国在内的各国军方更深深感到配备红外热成像系统兵器的重要性，再一次唤醒了世界各国对发展和装备智能化精确制导兵器的重视。近年来，随着光电技术的迅速发展，光电制导技术尤其是成像制导技术成为导弹复合制导系统的核心。目前主要的光电成像制导技术有红外成像制导技术、雷达成像制导技术、多模复合制导和智能末制导技术等。1.红外成像制导技术
红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外辐射，获取红外图像进行目标捕获与跟踪并将导弹引向目标。红外成像制导的关键部件之一是红外探测器。与其他成像制导技术相比，红外成像制导具有抗干扰能力强、空间分辨率和灵敏度高、探测距离远、制导精度高等优点。但也存在以下缺点：探测器需要制冷，对目标与背景的温差依赖性强；只能被动探测，无法获取目标的距离信息。2.雷达成像制导技术
雷达成像制导主要有微波、毫米波雷达以及激光雷达制导，它们都是精确制导武器的主要制导方式。
微波制导是由弹上的微波雷达导引头接收目标的微波能量捕获跟踪目标，导引导弹命中目标的制导技术。微波成像制导中，合成孔径雷达成像制导技术逐渐受到重视。合成孔径雷达是一种主动微波成像雷达，它将天线元在空间各点所接收的信号处理合成后，可获得大型天线阵的分辨率，甚至可以成像，因此它可以在能见度极差的气象条件下得到高分辨率的雷达图像。合成孔径雷达成像技术具有全天候、全天时，可远距离成像，能穿透一定的伪装、掩体成像，精度高等优点，但其费用高、易受电子干扰及不能近距离成像。
毫米波制导是由弹上的毫米波导引头接收目标反射或辐射的毫米波信息捕获跟踪目标，导引导弹命中目标的制导技术。导引头的工作模式有主动式和被动式。主动式采用毫米波雷达，被动式采用无发射机的被动雷达，也称辐射机。与红外相比，毫米波更适应复杂的战场环境和恶劣的天气条件，可探测距离更远；与微波相比，毫米波探测、跟踪目标的精度更高，具有分辨多目标的能力。毫米波雷达导引头还能有效跟踪捕获隐身目标以及抗反辐射导弹。
激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物。它具有探测精度高，抗干扰能力和目标识别能力强，获取信息量多，能三维成像等优点。因此，激光雷达成像制导技术已经成为先进国家争先研究和发展的重点课题。3.多模复合制导和智能末制导技术
复合制导技术是改造已有制导武器和开发先进的精确打击武器或防御武器的一项极为重要的技术手段。因此，多模复合制导方式和智能化导引头已经成为未来发展的主要方向。
多模复合制导并不是单一制导方式的简单组合，它从信号检测、信号处理的角度考虑，运用数据融合技术综合不同信号源的信息来克服单传感器系统所固有的缺陷，利用不同传感器的数据互补和冗余，为目标识别提供更多可利用的判别信息和指令信号。目前各国常用的或在研的复合寻的制导系统主要有微波/毫米波雷达、微波雷达/红外成像、主动毫米波雷达/红外成像和激光/红外成像等。
智能末制导技术能够扩大搜索范围，降低系统对目标观测定位精度的要求，并增强导弹的抗干扰性能。1.3.4 光电干扰技术
光电干扰是指以特定手段破坏对光信息的利用，降低其光电装备的使用效能，并保护自己的作战行为。激光（红外）干扰机、红外诱饵弹、烟幕剂、激光致盲、隐形及伪装技术器材等，是常见的光电对抗和干扰设备。
烟幕对抗对于在作战处于弱势的一方有便于实施、成本低廉等优点。海湾战争中，由于天空阴雨连绵，伊拉克又故意点燃多处油井，使得许多地区烟云弥漫，美军的侦察设备很难发挥作用。由于能见度差和其他原因，美军飞机导弹误炸己方战车及人员的误伤事件时有发生。
科索沃战争是巧妙运用隐形及伪装技术器材的典型战例。战争中，南联盟军队令多国部队真伪难辨，被炸损多次的跨国大桥是用聚乙烯制造的，灰飞烟灭的南联盟大炮不过是卡在汽车轮胎上的黑色圆木，而北约摧毁的坦克群现场，大多只是小汽车、大轿车和卡车的残骸，很少有坦克的影子。战争结束后发现，被北约飞行员证实已摧毁的144个目标，实际上只有58个，伪装技术充分取得了示假隐真的战绩。
根据海湾战争和科索沃战争的战例分析，从战术上讲“可采用分层对抗方法”来对付空中来袭光电精确制导武器的攻击。
第1层高度为20 km以上，为远方侦察、接收上级及友邻情报和雷达信息及卫星信息层，此层称为光电干扰战术应用的预备层。第2层高度为20～10 km，为侦察、告警、识别和导弹反击层。第3层高度为10～5 km，为施放有源干扰，实施密集炮火反击层，对精确制导武器实施拦截或使其脱离目标。第4层高度为5～0.3 km，为施放无源干扰、机动转移、光电干扰、水雾干扰和气球云干扰层。进一步干扰和诱偏精确制导武器，使其丢失目标。第5层高度为300 m以下，为伪装隐身层，是最后的光电干扰防御措施。其中第1、2、3层方法就是战术主动的手段；而第4、5层则是采用被动的手段，采取战术上的光电欺骗干扰，对目标进行光电伪装、隐蔽和欺骗干扰等方法，使敌方光电武器目标搜索捕获和跟踪系统得不到必要的信息，或者为其提供虚假的数据诱敌上当。被动方法的范围包括许多提高目标生存力的措施，在战术应用中，它是光电对抗最有效、成本最低、效果最[33]好的方法。
光电干扰战术应用主要是第3层实施激光有源干扰，将敌方光电制导的导弹吸引到假目标上；第4层采用多种干扰手段，它可以根据上层来的威胁等级类型发射各种烟幕弹、消光弹、红外弹、光箔条弹、箔条弹，发射的数量要根据敌情而定，其干扰面积要大于保护目标的2倍以上，在有条件的情况下要大于3倍，还可以采用气球云干扰和激光半球干扰机等，同时水面舰艇可以实施有效机动进行对抗。
为了对付光电干扰，光电装备大都采用了光电反干扰措施，例如：（1）为了避免激光制导武器受到外界激光干扰而迷失方向，也为了避免在使用多枚激光制导炸弹攻击集群目标时产生重炸、漏炸的现象，就必须依赖于编码抗干扰的方法。编码抗干扰就是给激光制导信号通过加密措施进行编码，只要对方不知密码，那么对方的干扰机就不能发出相同的密码脉冲，制导炸弹遵循加密激光信号，也就不会互相干扰，从而大大提高了激光制导武器的抗干扰能力。（2）为了避免激光制导武器的导引头受到外界强激光的照射而损坏光敏元器件，不少国家都在研究在光学仪器上配备变色镜。当强激光照射到透镜上时，透镜能在短时间内自动析出大量的银质粒子，对来袭强激光产生强烈的反射作用而阻止其通过，而当强激光小的时候，透镜又恢复到透明状态。（3）光电制导武器采用复合制导。1.3.5 光电打击中的激光武器
激光武器指利用激光束直接对目标实施攻击和杀伤的定向能装备[34]。依据美国国防部的提法，常把平均输出激光功率不小于20 kW或每个激光脉冲能量不低于30 kJ的划为高能激光武器，而功率或能量低于上述水平的则划为低能激光武器。也有人认为，用被攻击的目标对象来划分激光武器可能更为合适：只能有效攻击敌方人员和武器系统传感器者归为低能激光武器；而能直接摧毁或严重损伤敌方大型武器装备（如导弹、飞机、坦克、舰艇等）本身（而不仅仅是传感器）者则划归为高能激光武器，其主要作用是光电打击。
激光武器主要由激光器、光学系统和光束控制系统组成，其关键[35]技术包括激光器技术、光学部件制造技术和光束控制技术。光学部件制造技术用于满足激光器技术、光束控制技术的要求。
激光器是激光武器的核心，其技术难点在于既要功率大，又要体积小。从高空拦截几百千米外处于助推段的弹道导弹需要兆瓦级的功率，而战术防空激光武器所需的功率为0.1～1 MW。目前，美国BMD计划正在研制的激光武器主要是化学激光器。例如，美国空军的机载激光器（ABL）采用的是氧碘激光器，美国陆军的通用区域防御综合反导（GARDIAN）激光武器系统将采用氟化氘中红外化学激光器（MIRACL），美以联合研制的鹦鹉螺战术防空激光武器将可能采用拉斐尔公司正在研制的二氧化碳激光器。
光束控制技术主要有：（1）自适应光学技术。大气湍流会引起激光束的相位畸变，必须采用自适应光学技术进行补偿。自适应光学系统的主要部件是波前传感器、相位重构器和变形镜。美国空军的机载激光器，其自适应光学系统需要每秒钟对大气湍流引起的畸变进行约1 000次的测量，并相应地调整变形反射镜。（2）精确瞄准与跟踪技术。由于目标飞行速度很快，激光束不仅要瞄得准，而且要能在目标上锁定一定的时间，因此对瞄准与跟踪系统的要求很高。对于射程达几百千米的机载激光器所要求的精度应小于1 μrad。
随着高能激光武器的关键技术（高能激光器技术、光束控制发射技术、精密跟踪瞄准技术、大气传输技术等）取得重大突破，高能激光武器迅速成为一种具有直接杀伤力的新式武器。它所发射的激光能量高达几百千瓦甚至上兆瓦，可直接毁伤目标，具有其他武器系统无法比拟的特点：定向精度高、响应时间快、应用范围广、摧毁力强、转移火力快、效费比高、抗干扰能力强等。它是对付精确制导武器、卫星，遏制大规模导弹戟与进行战略防御的最具威慑的有效武器，是21世纪夺取制空权和控制空间的重要的新概念武器，广泛应用于各种装备平台。
根据用途，激光武器可分为：天基激光武器、机载激光武器、地[36]基反卫星激光武器、舰载激光武器、战术高能激光武器等。
美国非常重视高能激光武器的研究，尤其是对高能激光武器的核心器件——高能激光器的研究。目前技术成熟的高能激光器有：化学激光器、自由电子激光器和固体激光器等。高能激光器的进步以及相关技术的提高，为美国激光武器在各平台的应用奠定了基础。几十年来，美国不断地对舰载、机载和车载等多种平台的高能激光武器进行深入的研究和广泛的试验、演示验证，取得了多项重大突破。目前，[37]美国的高能激光武器已达到了工程化的水平。
法国《航宇防务》2004年8月27日报道，诺·格公司为美国陆军研制的战术高能激光器（THEL）2004年8月24日首次击落迫击炮弹，表明激光武器可以用于战场打击多种常见目标。在白沙导弹靶场进行的实弹打靶试验中，THEL 不但击落了单发迫击炮弹，而且还摧毁了[38]齐射的迫击炮弹。[34]
从目前看来，激光武器的缺点是：（1）毁伤目标所需的高光能密度与武器系统体积、质量形成矛盾，实用性受限。（2）大气传输的影响成为一个重要的制约因素。大气折射率的无规则变化、湍流对光束波面的破坏、大气散射与吸收等，都严重影响激光对目标的损伤效果。强激光通道上空气被击穿电离，大气中水汽、尘埃、气溶胶的含量等，也都是影响激光武器作战效果的重要因素。同时，大气状况的随机变化直接影响光束对目标的“锁定”跟踪和对攻击部位的选择。这就对武器的瞄准跟踪系统、随动机构提出了很高要求，并且使远程攻击需要自适应光学支持。因此，系统的复杂性、机动性、环境适应性、可维护性能及成本等，都是很重要的制约因素。以激光热烧蚀为例，它要求激光束被稳定地锁定在要害部位上，并经历约0.01～1 s的时间。这要有很精密的跟踪系统和优异的光束质量。假定目标距离为2 km，聚焦光斑直径为100 mm，则跟踪角精度必须优于0.05 mrad；若目标距离为10 km，仍要求光斑直径为100 mm，则跟踪角精度必须优于0.01 mrad。一般无线电雷达不可能胜任，必须配以激光精跟踪雷达。（3）受天气条件、战场烟尘、人为烟雾影响较大，在恶劣天气时难以用于作战。（4）全系统精密、复杂且庞大，又包含大型易损部件，其战场生存受到威胁。1.4光电对抗的发展趋势1.4.1 概述
随着军用电子技术、微电子技术和计算机技术的发展，光电制导武器及其配套的光电侦测设备性能不断提高，其在现代和未来战争中应用也更加普遍，并对重要军事目标和军事设施构成威胁。因而，光电对抗技术的发展和光电对抗装备的研制，受到世界各国的广泛重视。人们所熟悉的海湾战争中，精确制导武器特别是光电精确制导武器充分展现了其巨大威力。为了应对迅速发展和完善的光电侦察、火控设备，以及红外成像制导、激光制导、电视制导、复合制导等光电制导武器，未来的光电对抗技术和装备将向综合化、一体化、多元化、[5,39]立体化等方向发展。（1）光电对抗综合一体化。光学技术及计算机技术（包括软硬件）和高速大规模集成电路的飞速发展，为光电对抗技术综合一体化奠定了基础。光电对抗综合一体化，是依靠科学技术、高性能探测器件以及数据融合技术的发展，将信息获取、信息处理和指挥控制融为一体，进而采用智能技术、专家系统等，使光电对抗系统成为有机整体，从设备级对抗发展为分系统、系统和体系的对抗。提高战场作战效能，实现综合一体化要有一个从低级到高级，从局部到全局的发展过程。首先是光电侦察告警一体化，进而是光电侦察告警与雷达告警及光学观瞄系统的综合，最后将多个平台获取的信息进行综合，指挥引导不同平台上的对抗措施，实时检测，闭环控制，以实现更大范围和更高层次的系统综合。（2）多光谱技术广泛应用。光电技术的发展，使多光谱技术、红外成像技术、背景与目标鉴别技术、光学信息处理技术等新的科技成果不断涌现并被广泛应用。多光谱对抗指光电侦察告警，光电有源/无源干扰、光电反侦察反干扰已经改变了以往的单一波长或单一[40]宽频段的状况，而向紫外、可见光、激光、红外全波段发展。（3）多层防御全程对抗。现阶段，光电对抗采用单一对抗末端防御，如红外干扰段和激光角度欺骗干扰，这种对抗形成的效果是有限的。新型光电制导武器不断增多和不断改进完善，光电对抗技术必须相应改善和提高。双色制导、复合制导、综合制导武器的出现，要求光电对抗必须向多层防御全程对抗发展，以提高光电精确制导武器整体作战的效能。1.4.2 告警技术的发展趋势
光电对抗是敌对双方在光波段的抗争，是敌对双方在光波段（紫外、可见光、红外波段）范围内，为削弱、破坏或摧毁敌方光电侦察装备和光电制导武器的作战效能，并保证己方光电装备及制导武器作战效能的正常发挥而采取的战术技术动。近年来，世界范围内光电武器发展迅速，表现出了新的发展态势：光电武器的战术使用性能显著提高，光电武器的品种、型号大大增加，光电武器的技术性能大幅度提升。面对光电武器的发展，光电对抗技术也要有相应的发展，下面[41]就对光电对抗技术的发展趋势作一些说明。1.红外对抗技术发展趋势
在过去的30年里，红外导弹的卓越战绩已充分证明，红外导弹是作战飞机的最大威胁。为了有效地保护作战飞机，美国等发达国家从20世纪50年代中期就开始着手研制红外侦察告警设备。红外告警的功能包括连续观察威胁目标的活动，探测并识别出威胁导弹，确定威胁导弹的详细特征，并向所保护的平台发出警报。对威胁目标特征的识别必须可靠，以免出现虚警，告警器的反应时间要短，以使所保护的平台有足够的时间采取相应的对抗措施。随着红外告警技术的飞速发展，将出现以电扫描或多元并行处理接收代替机械扫描的全景凝视接收前端；其探测器件将在高分辨率、高探测度和多光谱方面取得突破；接口电路的设计将更注重功能模块的通用性：图像显示将与其系统共用高分辨率的综合显示系统。
红外干扰弹是极其有效的红外对抗手段，它能将红外制导导弹引偏使其脱靶，从而确保军事平台的安全。作为红外对抗的重要组成部分，红外干扰弹在历次现代战争中都发挥了重要作用。不断发展的红外导弹在未来的战争中将继续是威胁作战飞机的重要因素之一，随着红外技术和制导技术的发展，红外导弹的导引头制导方式已由点源式发展成为成像式。红外成像导引头与红外点源导引头相比，具有更高的灵敏度、更大的动态范围、更好的目标识别能力和更准确的制导精度。在逐渐成熟的红外成像制导系统面前，原有的干扰红外点源制导系统的红外诱饵已无能为力，人们已经开发出面源型红外诱饵。目前很多导弹的末段制导均采用复合制导体系，其主要形式有雷达/红外制导、红外/紫外制导、红外/可见光制导、双波段及多波段红外制导等。发展雷达/红外、红外/紫外等复合诱饵也必将成为红外诱饵新的发展方向之一。另外，红外有源干扰机技术、定向红外对抗技术以及红外引信干扰技术等也是红外干扰技术的重要组成部分。2.激光对抗技术发展趋势
以激光制导武器为代表的精密制导武器的大量装备和使用，对机场、军械库、高级指挥所等重要的军事目标造成了极大的威胁。在海湾战争、沙漠之狐、北约空袭科索沃等几次局部战争中，激光制导武器发挥了极其重要的作用。激光侦察告警是防御激光武器攻击的最重要的环节，及时准确的告警是对抗激光武器的前提。但由于激光信号的长重复周期性，甚至在一场战斗中激光测距机只发射一个激光脉冲，所以要求激光告警设备必须是凝视型的，这就要求激光告警器长时间警戒整个空域。然而，由于光电探测元件的白噪声、电磁干扰以及背景光干扰等原因，必须解决激光告警器的虚警问题。在国外，激光告警接收机已成功地应用了多元相关探测技术，即在一个光学通道内，采用两个并联的探测单元，并对探测单元的输出进行相关处理。由于在两个探测单元中噪声干扰脉冲瞬时同时出现的概率几乎为零，所以该电路几乎能滤去全部的噪声干扰信号，并且能保证告警器有较高的探测灵敏度。多元相关探测技术可使激光告警器的虚警率下降达两个数量级。因此，多元相关探测技术兼顾了探测灵敏度和虚警率这两个技术参数，它使激光告警器在具有最大探测灵敏度的同时，保证具有极低的虚警率。
总之，随着激光制导武器的快速发展，对激光侦察告警设备的要求越来越高，不仅要求方位分辨精度高、探测波长范围宽、灵敏度和单脉冲截获概率高、动态范围大，而且要求虚警率低。激光对抗是一种新兴的光电对抗手段，正在快速发展，其中烟幕干扰技术、激光测距距离欺骗干扰技术、激光制导武器有源欺骗式干扰技术、激光近炸引信干扰技术、激光致盲干扰等技术的大量应用，将使未来的光电对抗技术更加现代化、精确化。
高能激光武器是当前新概念武器中理论最成熟、发展最迅速、最有实战价值的前卫武器，具有“杀手锏”作用。它涉及高能激光器、大口径发射系统、精密跟瞄系统（光束定向器）、激光大气传输与补偿、激光破坏机理和激光总体技术六大关键技术，其特点是“硬杀伤”，直接摧毁目标。近年来美国倾入大量资金，加快机载激光武器（ABL）、天基激光武器（SBL）、战术激光武器（THEL）、地基激光武器（GBL）和舰载激光武器（HELSTF）的研制。TRW公司研制的“通用面防御综合反导激光系统（Gardian）”采用中红外（3.8 μm）氟化氘化学激光器，功率为0.4 MW，并采用70 cm光束定向/跟踪器，系统反应时间为l s，发射率为20～50次/min，辐照时间为l s，能严重破坏10 km远的光学系统，杀伤率可达100%。[42]3.紫外告警技术发展趋势
在红外光谱区域探测的特点是导弹尾焰的红外成分较多，且大气衰减很小，其结果是探测距离远，探测器的灵敏度高，但是其间会有许多其他信号特征，它们与导弹尾焰一起被探测到，从所有信号中识别出真正的导弹特征有一定的困难，这就会增加虚警率。降低虚警率的方法是采用紫外告警或红外/紫外双色告警。紫外光谱区域内探测的突出优点是：在紫外区域，尽管导弹的尾焰紫外成分比红外成分低几个数量级，但是紫外区位于太阳盲区，所以空间背景造成的紫外辐射非常少，被探测到的绝大多数是导弹尾焰的紫外辐射信号，从而使系统可以获得很高的信噪比，大大降低了目标检测难度。与红外探测器相比，紫外探测器不需要冷却，结构简单，质量轻，体积小，抗干扰能力强。导弹逼近紫外告警已经成为国内外电子对抗技术发展的新热点。第一代导弹逼近紫外告警系统以单阳极光电倍增管为探测器件，具有体积小、质量轻、虚警率低、功耗低的优点，但它同时存在角分辨率低、灵敏度不高等缺点。第二代导弹逼近紫外告警系统是成像型告警器，它以面阵器件为核心探测器，具有角分辨率高、探测能力强、识别能力强（可对导弹进行分类识别）等优点，并能有效引导定向红外对抗设备以及红外干扰弹的投放，同时还具有很好的态势估计能力。自20世纪80年代中期美国推出世界上第一台紫外告警设备AAR-47以来，已经先后有以色列、南非、俄罗斯、德国、法国等十几家公司投入该研究领域，出现了十几种型号的设备。国外的紫外告警技术体制的迅速发展，展示了其良好的发展前景，与此同时，以直升机、运输机为典型的平台，在海湾战争中多次应用。紫外告警主要的发展方向是继续提高告警性能。与最早的 ARR-47相比，新型的紫外告警灵敏度和角分辨率均提高了l个数量级，角分辨率可小于1°，探测距离可达到10 km；应用的领域不断扩大，从原来的低速飞机逐渐发展到现在的高速飞机上。4.综合告警技术发展趋势
光电综合告警优点非常突出，能提高系统决策的准确度，增强快速反应能力、减小机动平台安装的空间降低设备造价等。近十几年来国外出现了激光、红外、紫外、雷达等多种告警综合应用的装备，可对毫米波、红外、可见光甚至紫外波段的威胁进行告警。综合告警的发展趋势是：不同类型告警的综合一体化是飞机平台电子战装备发展的一大主流。针对日趋复杂的光电威胁环境，研究更加小型化、模块化和具有通用功能的综合光电告警系统，代替分立的单功能告警系统，同时工作波段不断拓宽，并且实现激光主动侦察与光电被动告警，为对抗提供更加可靠的光电威胁特征信息，是光电综合告警的发展趋势。[43]5.光电对抗一体化、自动化以及智能化
一体化是一个集战场感知、信息融合、智能识别、信息处理和武器控制等核心技术为一体，旨在实现军事指挥自动化的综合电子信息系统，它几乎涵盖了战场上所有的军事电子技术功能和装备，受到了世界各军事大国的高度重视。
光电对抗自动化是实战的需要，是光电对抗系统今后发展的一个重要方向。光电对抗系统应能自动对截获的光波信号进行精确测量、分选和识别；能自动判定信号的威胁等级；能自动实施干扰的功率管理，以选择最佳的设施干扰；能自动实时提供干扰效果的评估，并自动修改功率管理，参数的选择等。
目前利用光电控制的精确制导武器命中概率并不是很理想，只有50%～60%，但是提高其智能化水平后情况便大不相同。主要措施是：红外探测方式由点源探测向成像探测方向发展，以进一步提高目标探测的精度；探测元件从单元向多元方向发展；采用多种制导头，以对付不同的探测目标，从而适应打击不同目标的需要；采用复合制导技术；信号处理电路由模拟向数字化方向发展。1.4.3 被动定位1.国内外被动定位技术及其发展趋势
单站定位与红外技术的结合始于20世纪70年代。和雷达波不同，红外辐射不是窄带信号，不是脉冲信号，也不具有相干性。这些特点导致红外单站被动定位技术可以利用的信息相对较少，此外，被动定位的特殊性和复杂性给测量带来了较大的困难，因而确定目标空间坐标的实现难度相对较大。尽管如此，近30年来，随着光电对抗技术的快速发展，红外被动单站定位技术一直受到各军事强国的重视[44,45]。
20世纪70年代末，美国就开始研究红外被动单站定位技术。美国海军的有关单位提出了一种测距方法，通过对目标两次测角实现了[46]军舰对来袭飞机或导弹的测距。该方法只适用于二维海面情况，不属于本文研究范畴。[47]
Dowski在1994年提出了一种单目成像测距方法，该测距方法是通过设置距离调制码盘影响红外辐射的光学传递函数来实现的，要求目标物体具有低空间频率特性和较强的辐射强度。Jeffrey W等人在[21]1994年提出了基于双波段能量比值的测距方法，也是基于目标的红外传输特性实现的，该方法限于对助推段战区导弹进行被动测距。
Baldacci在1999年提出了一种单目测距方法，即“外标法”测距[20]。对目标距离的估计参考事先建立好的图像库，这些图像是各种目标在已知距离处拍下的。系统测距时首先对目标成像和识别，然后再与图像库中的参考图像进行比较，并根据目标的尺寸推出目标的距离。这种方案只能适用于在特定条件下对特定目标进行定位，而对于不同的目标、不同的状态、不同的天时和地理条件，这种方案就难以实现了，因为很难建成包罗万象的超量数据库。
近几年来，美国有多家公司一直在强化红外成像单站定位技术。例如，Lockheed Sanders公司开发出了一种结构紧凑、性能先进的战术红外对抗（ATI RCM）系统，它采用红外焦平面阵列（IRFPA）凝视成像，增大了探测距离和定位精度。又如，Northrop 公司开发的一种导弹逼近告警系统（MAWS），采用256×256单元HgCdTe 探测列阵传感器，它不仅可连续地给出来袭导弹的精确位置，而且还能根据威胁程度自动地发出告警信号。由此可见，选用红外（被动）单站定位方案，并采用先进的红外焦平面阵列（IRFPA）凝视成像，以提高[48]定位精度和增大作用距离，成为国外高价值光电定位技术的发展趋势。
在国内，光电单站定位的研究工作起步较晚，目前的研究工作处[17,49-52]于定位体制的探索阶段，相继提出了交叉视线法、双波段法[44,53][54,55]、能量法以及红外成像跟踪、序列图像处理和运动分析法[56,57]等诸多定位体制和算法，也有人利用双目视觉原理，实现了准单[17]目红外被动定位，这些成果有力地推动了我国红外单站无源定位技术的理论研究和工程实用化进程。其中，有特色的当属华中理工大[58]学进行的激光单站被动定位研究，国防科技大学进行的“基于扫[51]描时差的同步测时交叉定位法”研究和“利用方向角及其变化率[59]对固定辐射源的三维单站无源定位”研究。西安电子科技大学在光电单站被动定位的研究工作较为深入，不仅提出了基于序列图像处理的红外单站无源定位方案，还结合其战场使用的环境条件，开展了大量的工程实用化的研究工作。理论和实践表明，这种方案具有如下特点：定位精度高，隐蔽性好，尤其是单站模式体积小，它可以很好地满足高价机动平台上对装备所占空间严格限制的特殊要求，其思路及系统性能与国外光电单站定位发展趋势正好吻合。2.红外单站被动定位的技术要求
红外单站被动定位系统作为一个特定的测量系统，具有测向和测[56, 57]距功能，其中测向是已经成熟的技术，关键是测距。对于红外被动测距，主要技术要求如下。（1）测量精度：测量精度是任何一个测量系统最基本的性能指标，而红外被动测距的精度应优于雷达，通常其测距的误差不超过±5%斜距。（2）目标适应性：测量原理对多种目标具有适应性，如飞机、军舰、坦克甚至导弹，或者对某种目标有特别优异的性能，并且能够适应目标运动状态、姿态的变化。（3）环境适应性：测量系统在实际使用现场能够稳定、可靠地工作，具有相当的抗御外部环境干扰的能力。1.4.4 光电制导的发展趋势
为了适应未来高技术条件下复杂的战场环境，制导武器的高度精确化、自动化和智能化必将成为21世纪世界各国追求发展的主要目标。自动寻的精确制导系统是精确制导兵器中的核心部分。精确制导系统的复杂程度和先进性直接影响武器的作战效能、应用范围和成本。目前和今后相当长的一段时间内，世界各国竞相发展的精确制导技术有红外成像制导、毫米波制导、激光雷达成像制导、复合制导和智能[60, 61]化制导等。[62]1.红外成像寻的制导技术
红外寻的制导是当前精确制导技术中使用最多的一种，相关信息见表1-1。国外应用实践证明，红外成像制导仍是当今世界为提高红外制导系统抗干扰能力和命中精度最有效的手段之一，也是世界各国军事应用中重点研究发展的精确制导项目之一。表1-1 红外寻的制导的发展[63]
从国外红外成像制导发展趋势来看，虽然凝视红外焦平面成像制导是主攻方向，但是解决弹载红外成像传感器，特别是解决轻型导弹用的微型红外成像传感器的技术问题，不仅仅是发展红外焦平面阵列探测器件，而且是走凝视红外焦平面阵列探测器和微型化视频光机扫描器并存发展的道路。由于红外焦平面阵列探测器实用化程度和高成本的限制，首先采用4×长线阵CCD的光机扫描，然后向使用凝视型IRFPA的第2代红外成像过渡，这在相当长的一段时间内仍是研制新型战术导弹的发展方向。值得注意的是，在第2代凝视低温制冷型红外热成像系统的快速发展进程中，近两年来，非制冷型凝视红外焦平面阵列探测器技术的突破和应用，使其与制冷型红外热成像系统相比所具有的低成本、低功耗、长寿命、小型化和高可靠性等优势得到很好的发挥，成为当代红外成像技术中最引人注目的突破之一，受到西方许多国家的高度重视，这将是红外热成像发展中的一次重大变革。目前，国外非制冷红外焦平面阵列（UFPA）探测器件主要有2种不同的技术途径，即微测辐射热计UFPA和热释电 UFPA 探测器，它们都取得了重要的技术突破和应用，并且随着非制冷型红外焦平面阵列探测器性能的进一步提高和工程化应用，必将对小型战术导弹红外热成像制导技术的发展带来新的生机。先进的光纤技术与红外成像技术的结合，产生了新一代光纤图像寻的制导武器，这也是值得重视的发展方向。到2010年前后将是红外成像制导走向完善并广泛投入使用的新时期。2.毫米波寻的制导技术
由于毫米波兼有微波和红外光学的突出特点，因此，毫米波制导技术在精确制导武器中占有非常重要的地位。毫米波大气传输衰减较小的窗口有4个：35 GHz、94 GHz、140 GHz和220 GHz。目前，毫米波制导用的是35 GHz和94GHz这两个窗口，而35 GHz导引头作用距离较远。毫米波制导按雷达工作方式不同可分为主动、被动、主动/被动复合3种。
在实际战场环境下，光学和红外制导都受到限制，毫米波全天候、全天时、远距离和测距的功能，无疑是人们非常感兴趣的特点；而毫米波寻的制导具有传播性能好、波束窄、带宽、抗干扰能力强、精度高和体积小等显著特点。近几年来，毫米波成像探测制导技术的发展更加具有吸引力，已成为人们追求发展的目标。由于毫米波技术的成功开发，已经实现了利用毫米波宽带特性形成一维（距离）图像，而且性能更加优越的二维、三维成像正在成为国际上研究的热点，弹载相控技术的出现为开拓和发展毫米波成像提供了可能。相控阵天线具有扫描速度快、扫描范围大、抗电子干扰能力强、指向精度高等优点。由于无机械随动系统，因而体积小、质量轻，适宜弹上使用。它基本上具有类似红外凝视成像的优点，并且还具有全天候、全天时的能力。
毫米波发射源、混频器、传输线和单片集成电路等是毫米波导引头中的关键器件。固态共形相控阵由于采用固态器件，实现导引头头罩与天线合二为一，充分利用了导弹的有效空间，使复合探测更容易实现，是理想的天线系统。它正得到世界各国的高度重视，并已取得了重大进展。固态共形相控阵技术向更高阶段发展，将主要取决于微电子技术的发展，而基础技术的突破使共形相控阵的单元数量大幅度增加，集成化和轻型化程度更高，从而大幅度地提高导引头的综合性能。
从目前发展情况来看，预计到2020年前后，将会有更多的毫米波寻的制导武器问世并装备部队。毫米波精确制导技术的发展将引起导弹更新换代的变革。3.激光成像雷达寻的制导技术
激光雷达工作在红外波段（短波、长波红外），是激光技术和雷达技术相结合的产物。与其他激光制导方式相比具有“发射后不管”的能力；与红外相比，有更强的抗干扰能力，获得更高对比度的目标信息，有利于提高作用距离和识别能力；与电波制导相比，由于波长短、单色性和相干性好、分辨率高，可大幅度地提高探测精度。
由于它具有主动测距和光学探测两个优点，使它的强度、速度、距离三维成像能力以及获得的信息量大为提高，因而突破传统的成像概念，成为先进国家争先研究和发展的重点之一。2
激光成像雷达是一种主动式激光雷达，它是以CO激光和相干探测技术为基础，由景物反射率的差别变化引起光强变化成像。按成像方法不同，大致有3种成像类型：扫描反射成像、距离-多普勒成像和2干扰全息成像。按辐射的角度不同，亦可分为3类，即CO激光成像雷达、二极管泵浦固体成像雷达和二极管激光成像雷达，其激光器的比较如表1-2所示。表1-2 三种成像雷达激光器的比较
纵观近年来国外激光成像雷达的研究动态，其发展趋势是：（1）相干探测体制将是激光成像雷达的主流，相干外差探测可有很高的探测灵敏度，从而使激光发射功率减小，相应的体积和质量大大减小；相干探测采用多普勒频率补偿技术可以消除导弹目标相对运动的影响。（2）高可靠性、小型化激光成像雷达是发展的必然趋势。（3）高抗干扰性是激光成像雷达应用于制导的必备条件。（4）实时成像和精确测量是激光成像雷达发展的最终目的。激光成像雷达必须能够实时提供目标的距离、速度和强度图像，能够精确测距、测速、测角及角速度，具有图像识别和成像跟踪等功能，这[64]是发展激光成像雷达寻的制导的关键技术。[65]4.复合寻的制导技术
随着未来战场环境的日益复杂以及光电子学、隐身材料、隐身技术和信息处理能力的飞速发展，精确制导武器面临着严重挑战。战争形态的变化对精确制导武器提出了更高的要求，要求制导系统在较恶劣的气候条件下和复杂的战争环境（雾、雨、雪、烟、尘埃等）中能正常工作，即具有目标自动识别能力、对付多目标能力、抗干扰能力、快速反应能力、命中要害部位和全天候能力等，实现“打了不用管”。显然，单一模式的导引系统将难以适应新的局部战争的要求，而发展和采用复合寻的制导将是唯一的选择。复合寻的制导兼有2种或多种频谱的性能优点，既可以充分发挥各自模式的优势，又可相互弥补对方的劣势，在战术使用上将大大提高寻的制导系统的抗干扰性能、全天候性能、反隐身和识别目标的能力，提高制导精度，扩展作用距离，因此是非常重要的发展方向。
复合寻的制导的形式有多种，按制导体制来复合有射频（微波MMW）和光学（可见光、激光、红外、红外成像）间的复合；按基本方式复合，有指令、程控寻的间的不同复合；按飞行时间顺序，可分为串接复合和并行复合两种方式；按结构来复合，有共口径和分口径的复合。在多种复合形式中，红外/毫米波复合技术性能最佳，该系统光、电互补，克服了各自的不足，综合了光、电制导的优点，仍然是当前和今后相当长一段时间内世界各国研究的重点。复合寻的制导要在突破集能复合传感器技术、高精度稳定系统技术、实时目标识别与信息融合处理等关键技术的基础上实现实用化，这是实现精确复合制导成功与否的关键。
从目前国外复合制导技术发展的趋势可以大致看出，国外在对空武器中由微波雷达/红外复合为主转向毫米波雷达/红外复合，对地武器中则以毫米波雷达/红外复合为主。[66]5.智能化寻的制导技术
信息化武器装备发展的最终结果，必将建立起高度可控的新型智能系统，并将极大地提高武器装备的作战效能。随着计算机及其智能技术向武器装备中渗透，使得越来越多的武器装备具有了高度智能化的特征。智能化寻的制导采用图像处理、人工智能和计算机技术，无人参与地对目标自动探测、自动目标识别（ATR）自动捕获和跟踪，并进行瞄准点选择和杀伤效果评估。
未来战场环境异常复杂，精确制导武器要在很短时间内完成对目标的发现和摧毁，并做到首发命中击毁目标，仅靠人工引导是难以实现的，必须使制导武器具有“智能化”。与精确制导武器相比，智能化制导武器是一种“会思考”的武器系统，可以“有意识”地自主搜索、发现、识别和攻击高价值目标的能力，还能够区分真假目标及其型号，筛选、判断和有选择地攻击敌方目标的薄弱环节和易损部位，选择命中点，达到“命中即杀伤”。据有关统计分析，装有智能系统的制导武器，在战场条件不变的情况下，弹药的命中精度可提高3倍。据称，在伊拉克战争中，美英联军所用的炸弹90%都是所谓的“智能炸弹”。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]