激光红外复合制导光学系统小型化共孔径设计

半主动激光探测制导和红外成像制导结合使用能够获得主被动探测模式,提升导引头的全天候探测能力、抗干扰能力和目标捕获跟踪能力。激光红外复合制导导引头中光学系统的性能直接影响制导武器系统的探测距离、目标识别和命中精度。若复合导引头采用分离孔径式光学系统,每一个通道采用单独的光学结构和探测器,较容易实现,但会带来空间配准等方面的问题,并且系统体积和质量较大。文中采用共孔径光学结构,考虑激光(1.064μm)和红外(8~12μm)光谱波段的透过率,通过焦距匹配方法共用整流罩和一片高透过率透镜完成复合光学设计。激光信号通过整流罩和第一片透镜聚焦,被位于孔径中心的平面反射镜反射到镜筒侧面,由四象限探测器接收。红外光信号经孔径外围通过,由包含衍射透镜的三片透镜成像到非制冷焦平面探测器上。整个光学系统经过-45~60℃无热化设计,光学系统整体结构简单紧凑、体积小,总长小于86 mm,口径小于62 mm。此光学系统设计可以应用于激光红外复合制导火箭弹、导弹等武器平台,为高效费比的高技术战争提供技术储备。

复合制导技术概述

介绍了复合制导的基本概念 ,对惯性 /GPS复合制导、惯性/图像复合制导、惯性 /天文复合制导、惯性 /多普勒雷达复合制导和寻的复合制导的复合方式及其技术特点进行了讨论。

多模复合制导技术的发展现状与分析

针对现代战争全天候、全天时和多任务的作战要求,多模复合制导技术逐渐成为近年精确制导领域的研究热点。相比传统单一模式的制导,多模复合制导技术发挥了各自单模的优势,弥补各自的劣势,提高了导弹对弱小目标、隐身目标及复杂背景的适应性,已成为精确制导领域的重要发展方向。本文简要介绍了单模及多模复合制导技术的基本概念,在此基础上,阐述了多模复合的特点和复合原则,列举了国外较为著名的几款多模复合制导武器,重点分析了多模复合制导技术的发展现状和趋势,并对多模复合制导技术面临的问题进行了总结。

基于泡沫云的红外/毫米波复合制导干扰技术研究

针对现有多波段干扰技术存在的作用时间太短、干扰波段不够宽、对环境有污染等问题,提出了基于泡沫云的新型干扰技术,研究了它的多波段干扰原理和相应的药料配方以及特定的反应过程,研制了专用的施放装置并给出了它的设计要领.实验结果表明该技术可以同时对红外、雷达和可见光进行高效干扰,有效干扰时间至少在十几min以上,并且其残留物对环境无污染.

复合制导导引头开机截获概率估算

针对复合制导体制防空导弹中末交接班问题,提出一种导引头开机截获概率估算新方法。首先,分析了影响导引头开机截获概率的主要误差源,并根据其作用机理对误差源进行了分类,然后利用等效转换方法将各误差统一转化为导弹位置散布和偏差,在此基础上推导了导引头开机截获概率计算模型和简化模型。最后,给出各误差近似计算公式和一条典型弹道的导引头开机截获概率计算结果,将计算结果与蒙特卡罗仿真结果进行了比较。该方法适用于导引头开机截获概率工程估算、分析各种误差对导引头开机截获概率的影响等工程设计问题。

提高泡沫云对红外/毫米波复合制导干扰效果的实用途径研究

为寻求提高特种泡沫云对IR/MMW复合制导干扰效果的实用途径,进行了专门的理论研究和实验分析.结果表明:在通常的毫米量级下,泡沫云中的气泡直径越小,对提高干扰效果越有利,因此设法使得所生成的气泡直径尽可能地小,即可有效提高其干扰效果,而这可以轻易地通过调节泡沫云专用施放装置的工作压力或者适当改变所用化学原料的配比来实现.这一研究结果,对泡沫云干扰技术的发展及其战术运用设计具有重要的价值.

基于复合制导律的“惯性/卫星”制导炸弹投放域计算

根据"惯性/卫星"制导炸弹的工作特点,提出了基于虚拟导引头算法的复合制导律.以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例,对六自由度空间运动方程作了合理的简化,推导了计算制导炸弹投放域的简化计算模型.仿真计算了水平投放时的投放域,分析了影响投放域的因素.仿真结果表明,该制导方案下制导炸弹具备一定离轴发射的能力,为"惯性/卫星"制导炸弹设计和改进提供了参考.

基于优化理论的“惯性/卫星”制导炸弹纵向复合制导律

针对炸弹的弹体特性和"惯性/卫星"制导的特点,提出了中制导与最优末制导相结合的串联复合制导律。中制导通过程序实时解算最优攻角使炸弹升阻比最大以增加炸弹射程,末制导利用最优控制理论以最小的控制能量来保证足够大的弹着角,从而使得制导炸弹射程和杀伤威力都取得满意效果。并以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例进行了仿真计算,仿真结果表明该方法有效可行,为"惯性/卫星"制导炸弹制导和控制系统设计提供了参考。

雷达间歇工作下的雷达/红外复合制导跟踪

在强对抗条件下雷达/红外双模复合制导跟踪中,雷达采用间歇工作方式可以减少敌方导弹拦截概率和电子支援措施锁定概率。文中在导弹复合制导跟踪中提出了一种雷达间歇工作下的雷达与红外序贯滤波融合算法,该算法针对雷达、红外量测时间不一致的特点,采用顺序处理结构的多传感器集中式融合方法对目标进行跟踪,在跟踪中使用了基于交互多模型和扩展卡尔曼(IMM-EKF)的序贯滤波方法,利用滤波过程中的状态估计协方差与测量误差方差进行比较控制雷达间歇工作。该算法可以自动适应雷达间歇工作,不需要在单/双传感器跟踪模式之间切换,最后通过仿真的方法分析了传感器数据率和雷达间歇工作对跟踪精度的影响。

红外/雷达复合制导数据融合技术中的时间校准方法研究

从理论上分析了适合于红外/雷达双模复合制导背景下数据融合的3种时间校准方法,以校准误差为标准,时间片和目标机动为影响因素对这3种方法的校准效果进行了分析比较,并首次对传感器测量噪声在校准中的传播变化情况通过计算机仿真进行了尝试性研究。仿真结果表明:分段线性插值方法计算最简单,对噪声在校准过程中传播的不确定性有较好的抑制作用,且对时间片和目标机动均不敏感,它满足了双模复合制导对数据融合时间校准方法的要求。最后给出了分段线性插值在双模复合制导数据融合中的应用仿真结果,结果表明分段线性插值方法的时间校准性能良好。

弹道导弹捷联惯性/星光复合制导系统模型研究

推导了星光制导量测信息修正捷联惯性制导系统姿态角误差的机理,讨论了复合制导系统的主要误差,建立了全捷联工作模式的惯性/星光复合制导系统误差模型.针对捷联惯性制导系统的初始位置误差、对准误差及惯性元器件漂移所造成的制导误差,提出了一种适用于弹道导弹的星光修正捷联惯性的复合制导方案.仿真结果表明,当弹道导弹飞出大气层后,利用星体跟踪器获得的精确弹体三轴姿态信息调正捷联惯性制导系统的方案是合理、可行的,这种自主复合制导系统能够满足弹道导弹高精度的制导要求.

微波/红外成像复合制导技术发展分析

军事需求是武器装备发展的源动力,军事需求来源于对战场环境的准确分析。通过对现代高科技局部战争中战场环境的变化和反舰导弹面临的作战形势的分析,结合各种制导体制的优缺点以及复合制导技术的现状,提出了发展微波/红外成像复合导引头以完成反舰导弹面临的新的作战任务,并对复合导引头的关键技术进行了分析论证,最后得出发展微波/红外成像复合导引头可以提高反舰导弹突防能力的结论。

基于D-S证据理论的多模复合制导目标识别

多传感器信息融合已成为现代条件下目标识别的重要手段。研究基于D-S证据理论的多传感器信息融合算法,提出一种基于Dempster-Shafer理论的推广方法以解决融合信息的证据冲突问题,并将其用于红外成像/毫米波复合制导系统,进行目标识别的决策信息融合,结果比较理想,能够有效地化解证据间的冲突问题。

毫米波/红外复合制导半实物仿真关键技术研究

对毫米波/红外复合制导的半实物仿真进行了研究,给出了仿真系统的总体方案,引入毫米波/红外双波束合成器以实现真正意义的复合制导仿真。对毫米波目标的模拟仿真、红外目标的模拟仿真以及双波束合成器等系统关键技术进行了重点分析和阐述,提出了利用分形频率选择表面实现双波束合成器的方法,给出了具体设计实例,仿真和实测结果表明该波束合成器对毫米波信号的透射性能稳定,对长波红外信号的反射率平均保持在85%,并对8mm和3mm毫米波/红外复合制导体制均适用。

雷达/红外复合制导跟踪与辐射控制研究

针对强对抗条件下导弹复合制导寻的问题,提出了一种雷达/红外序贯滤波跟踪并控制雷达间歇工作算法。该算法在跟踪中使用了基于交互多模型和不敏卡尔曼(IMM-UKF)的序贯滤波方法,并在滤波过程中利用状态估计协方差与测量误差方差进行比较控制雷达间歇工作。仿真结果表明,与采用数据压缩滤波的跟踪算法相比,该算法具有更高的跟踪精度,并且能在保证一定的跟踪精度的前提下合理的控制雷达辐射。

用于毫米波/红外复合制导的分形FSS设计与研制

提出了一种新型Y环分形频率选择表面(FSS),基于FDTD算法对二阶分形FSS进行了仿真分析,并设计研制了一个Ku波段和Ka波段双频FSS。测试结果表明,该分形FSS具有稳定的中心频率和带宽,并具有很好的圆极化性能。Y环分形FSS可用作毫米波/红外复合制导共口径天线的二向色镜。

舰空导弹双模复合制导交班误差模型分析

针对舰空导弹双模复合制导导引头的特点,对复合制导的交班误差进行研究。分析舰空导弹交班过程,建立各误差源及交班总误差模型,并以实例进行仿真分析,得出各误差源对交班的影响。该研究可为复合制导导引头设计提供参考。

雷达红外复合制导技术讨论

复合制导武器具有极高的作战效能,受到各国军方的高度重视。介绍了复合制导武器的概况及其关键技术,探讨了复合制导技术亟需解决的问题,如提高目标探测精度、提高制导精度、低成本的问题以及干扰与反干扰问题。

雷达/红外复合制导并行仿真时空一致性研究

针对雷达/红外双模复合制导导引头仿真试验需求,提出并设计了基于并行仿真的复合制导半实物仿真系统,重点研究了并行仿真关键技术时空一致性。详细分析了影响并行仿真时空一致性的主要因素,建立导弹姿态运动误差模型以及目标空间误差模型,依托并行仿真系统仿真模型定量分析了各因素对时空一致性影响程度,最后提出复合制导并行仿真时空一致性设计框架。

复合制导防空导弹中末制导交班问题研究

根据防空导弹武器系统发展趋势,分析了中末制导交班问题的来源和研究的必要性,然后分析了影响中末制导交班的主要误差源,并计算了方位和俯仰平面导引头指向误差,讨论了不同条件下的交班问题。