导弹制导系统是如何定位目标的？

工作在电磁频谱中的传感器可将照射在其上的辐射能转换为电子设备随后要处理的电信号。传感器用于检测、跟踪、识别和定位目标。有些传感器拥有自己的目标照射源，如微波、毫米波和激光雷达。这些传感器被称为有源传感器。还有一些传感器依靠自然环境对目标的照射，如光电（EO）和红外（IR）系统，它们分别利用目标反射的光能或自然背景和人为的引擎与物体辐射的热能。这类传感器被称为无源传感器。有源传感器既有发射装置又有接收装置，无源传感器则只有接收装置。

制导导弹的工作原理是通过特定方法（例如使用雷达或跟踪其热信号）跟踪移动目标在太空中的位置，追逐它，最后准确地击中它。导弹中的制导系统可以是各种类型的，用于不同的作战目的。有数十种制导系统。 本文将重点介绍广泛用于海军导弹的寻的制导。

归位制导系统通过在武器中使用对目标的某些显着特征做出反应的装置来控制飞行路径。归位装置可以对各种能量形式敏感，包括射频、红外、反射激光和可见光。为了锁定目标，导弹必须至少通过角度跟踪方法之一确定目标的方位角和仰角。

主动雷达寻的

主动雷达寻的是一种导弹制导方法，其中导弹包含一个雷达收发器（与仅使用接收器的半主动雷达寻的相反）和自主查找和跟踪其目标所需的电子设备。

主动雷达寻的有两个显着优点：

跟踪可以更准确，并且对电子对抗也有更好的抵抗力。主动雷达寻的导弹具有一些最佳的杀伤概率，以及采用跟踪导弹制导的导弹。

导弹在终端阶段是完全自主的，发射平台在这个阶段根本不需要启用雷达，在像飞机这样的移动发射平台的情况下，实际上可以离开现场或在导弹瞄准目标时采取其他行动。这通常被称为即发即弃能力，是现代空对空导弹相对于其前辈的一大优势。

由于实施了完整的雷达系统，因此如果所有其他因素相同，则有源系统将比半主动系统更昂贵。

半主动雷达寻的

半主动雷达寻的（SARH）是一种常见的导弹制导系统，也许是远程空对空和地对空导弹系统最常见的类型。这个名字指的是这样一个事实，即导弹本身只是雷达信号的无源探测器 - 由外部（“机外”）源提供 - 因为它从目标反射（与使用主动雷达的主动雷达寻的相反：收发器）。半主动导弹系统使用双基地连续波雷达。

被动辐射归位

反辐射导弹（ARM）是一种旨在探测和瞄准敌方无线电发射源的导弹。通常，这些设计用于对抗敌方雷达和反舰导弹。

许多导弹采用被动寻的作为附加能力。如果目标确实试图使用噪声干扰，导弹可以被动地瞄准目标的辐射（home-on-jam）。这使得这种导弹实际上不受噪音干扰

红外寻的

红外寻的是一种被动武器制导系统，它使用目标的红外（IR）发射来跟踪和跟踪它。使用红外寻引的导弹通常被称为“热寻的导弹”，因为红外被热体强烈辐射。许多物体（如人、车辆发动机和飞机）会产生和散发热量，与背景中的物体相比，在光的红外波长下尤其可见。

红外导引头是无源设备，与雷达不同，它不表示它们跟踪目标。这使得它们适合在视觉遭遇期间进行偷袭，或者在与前视红外线一起使用时进行更长的距离攻击。热导引头非常有效：红外寻的导弹在过去90年中造成了美国空战损失的25%。然而，它们受到一些简单的对策的影响，最明显的是将耀斑投掷到目标后面以提供虚假的热源。这只有在飞行员意识到导弹并部署对策的情况下才有效，而现代导引头的复杂性使它们越来越无效。

与电影和视频游戏中呈现的不同，热寻的导弹不会转身、倾斜和蜿蜒，跟随你的一举一动。它们只有有限的可操纵性，如果发射足够远，可以进行机动。

成像红外

现代热寻的导弹利用成像红外（IIR），其中红外/紫外线传感器是一个焦平面阵列，可以产生红外图像，就像数码相机中的CCD一样。这需要更多的信号处理，但可以更准确，更难用诱饵欺骗。除了更耐耀斑之外，较新的导引头也不太可能被愚弄锁定在太阳上，这是避免热寻的导弹的另一个常见技巧。通过使用先进的图像处理技术，目标形状可用于找到其最脆弱的部分，然后导弹被引导。

激光制导

激光制导用于通过激光束（激光雷达）将导弹或其他射弹或车辆引导到目标，例如光束骑行制导或半主动雷达寻的（SARH）。这种技术有时被称为SALH，用于半主动激光寻的。使用这种技术，激光一直指向目标，激光辐射从目标反弹并向各个方向散射（这称为“绘制目标”或“激光绘画”）。

激光雷达类似于微波雷达，但其工作频率要高一些（在20～200倍的量级上）。采用更高频率的好处是使用的部件更小、测角精度更高。然而，在高频条件下大气衰减比较明显，因此地面激光雷达的探测距离有限（约10 km）。而航天激光雷达不受大气衰减影响，其探测距离可达到几千千米。

由于激光雷达波束宽度较窄（1 mrad量级），因而不适用于空域搜索，这个任务最好由被动红外系统完成。后者提供的目标粗方位角可以引导激光雷达，由激光雷达给出目标的距离和径向速度。

主要考虑到大气透射窗口（见图2.3）以及探测器和激光源的可用性，激光雷达一般只在两个波长的频段上工作：固态半导体激光器使用的1 μm（1 μm=0.000001m）和气体（CO2）激光器使用的9.2～10.8 μm。

激光系统的军事应用如下。

●指示器：利用激光束照射目标，引导武器攻击目标；

●测距机：准确测量出目标与观测点之间的距离；

●雷达导引头：集成在武器（或导弹）上，用于识别目标并自主地引导武器攻击指定目标；

●目标速度测量：在外差接收机构架中使用，用于确定目标的多普勒频移；

●在核、生物及化学（NBC）作战中测量差分吸收（差分吸收激光，DIAL）：根据辐射信号两种波长的衰减差，测量大气中特殊气体的浓度。把第一个波长调谐到所选择气体的吸收线，而第二个波长远离它。衰减量与大气中的气体浓度成正比。最后两种应用需使用二氧化碳气体激光器，它可以在上述的大带宽上调谐。

目标指示器用于地面战场场景，可以用于LANTIRN（夜间低空导航和目标瞄准红外系统）这样的机载场合，也可以用于地面设备，为针对目标的武器提供距离和方位等信息。激光目标指示器是一种相对较大较重（达20 kg）的系统，作用距离约为10 km。一些像“小牛”（Maverick）激光制导炸弹和“海尔法”导弹等这样的空射武器配有激光导引头，可定位目标并将武器导向目标。

导弹、炸弹等在目标附近的某个地方发射或投掷。当它足够近，来自目标的一些反射激光能量到达它时，激光导引头会检测该能量来自哪个方向，并调整朝向源的弹丸轨迹。当弹丸在一般区域内并且激光保持瞄准目标时，弹丸应准确地引导到目标。然而，SALH对反射激光能量不多的目标没有用，包括那些涂有特殊油漆的目标，吸收激光能量。这很可能被先进的军用车辆广泛使用，以便更难使用激光指示器对付它们，也更难用激光制导弹药击中它们。一个明显的规避是将激光瞄准目标附近。激光制导的对策是激光探测系统、烟幕、反激光主动防护系统。

激光测距仪体积较小，重量比指示器轻（约3～4 lb），它们装有一对望远镜，有效距离约1 km。目前使用的大多数激光目标指示器和测距仪均工作在1.064μm波长下（Nd：YAG），但这并不是一个对视力无害的波长［14d］，因为人眼的敏感范围为0.4～1.2 μm。

最近出现的一种小巧而坚硬的非制冷中红外半导体激光二极管把可用频带移出了1.4 μm，这超出了对人眼不安全的极限波长。

典型的半导体激光材料有：

●Ho：YAG，发射的激光波长为2.09～2.10 μm；

●Tm：YAG，发射的激光波长为2.32 μm；

●Er：YAG，发射的激光波长为2.94 μm；

●Dy：YLF，发射的激光波长为4.34 μm。其中，Ho表示钬，Tm表示铥，Er表示铒，Dy表示镝，YAG表示钇铝石榴石，YLF表示氟化钇锂。

在军事应用上，激光雷达用于对目标进行定位、识别，并将武器引向目标。通常情况下，激光雷达通过下列三种图完成其使命：

●距离图像：通过处理来自目标散射体的后向散射信号获得；

●俯仰图像：勾画出视场场景内的高度轮廓；

●强度图像：根据视场内物体的不同反射率而生成。

有两种接收机：直接接收机和外差接收机。直接接收机与光电探测器类似，不同的是直接接收机是测量来自目标的后向散射能量。下图为直接激光雷达接收机的示意图，说明了成像功能以及捕捉视场内目标的扫描光学镜的伺服机构。

在外差接收机中，激光器发射的部分波束被分配到了移频器。移频器会产生本振频率并与接收到的激光信号混频，这样就把信号转换为低频进行放大以增强接收机的灵敏度。下图为外差激光雷达接收机的示意图。这个框图可以对激光雷达作相干处理，不仅提供了强度和距离信息，还提供了与目标径向速度成正比的多普勒频移。相干激光处理是基于波长为10.6 μm的二氧化碳激光器，它可产生一个非常高的长期稳定频率。

现代导弹

现代导弹的机载不止一个寻的系统。导弹技术日新月异，被动对抗系统的效果越来越差。国防工业开发了更先进的主动系统来对抗来袭导弹。

编辑：黄飞