《光电对抗原理与应用》课件第4章.ppt

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1、第4章 光电有源干扰技术4.1 红外干扰弹4.2 红外有源干扰机4.3 强激光干扰技术4.4 激光欺骗干扰技术4.1红 外 干 扰 弹红外干扰弹也称做红外诱饵弹或红外曳光弹。随着20世纪50年代红外制导导弹的服役和不断发展，红外干扰弹在五十多年的实战运用中证明了自己具有以下突出优点：有效、可靠性高、廉价、效费比高。几十美元的红外诱饵弹，往往能使几万、十几万美元的红外点源制导导弹失效。它是目前应用最广泛的红外干扰器材之一。4.1.1红外干扰弹的分类和组成红外干扰弹按其装备的作战平台可分为机载红外干扰弹和舰载红外干扰弹。按功能来分，又可分为普通红外干扰弹、气动红外干扰弹、微波和红外复合干扰弹、可燃

2、箔条弹、无可见光红外干扰弹、红外和紫外双色干扰弹、快速充气的红外干扰气囊等具有特定或针对性干扰功能的红外干扰弹。红外干扰弹由弹壳、抛射管、活塞、药柱、安全点火装置和端盖等零部件组成。弹壳起到发射管的作用并在发射前对红外干扰弹提供环境保护。抛射管内装有火药，由电底火起爆，产生燃气压力以抛射红外诱饵。活塞用来密封火药气体，防止药柱被过早点燃。安全点火装置用于适时点燃药柱，并保证在膛内不被点燃。4.1.2红外干扰弹的干扰原理红外干扰弹是一种具有一定辐射能量和红外光谱特性的干扰器材，用来欺骗或诱惑敌方的红外侦测系统或红外制导系统。投放后的红外干扰弹可使红外制导武器在锁定目标之前锁定红外干扰弹，致使其制

3、导系统跟踪精度下降或被引离攻击目标。红外干扰弹被抛射后，点燃红外药柱，燃烧产生高温火焰，并在规定的光谱范围内产生强的红外辐射。普通红外干扰弹的药柱由镁粉、聚四氟乙烯树脂和黏合剂等组成，通过化学反应使化学能转变为辐射能，反应生成物主要有氟化镁、碳和氧化镁等，其燃烧反应温度高达20002200 K。典型红外干扰弹配方的辐射波段为15 m，在真空中燃烧时产生的热量大约是7500 J/g。我们知道，红外制导导弹的控制部分通常由红外导引头和舵机组成。导引头的红外探测器能探测到红外辐射信号，从而截获、跟踪并攻击目标。目前装备的红外制导导弹多数是被动点源探测、比例导引的制导机制。当在其导引头视场内出现多个目

4、标时，它将跟踪等效辐射中心(又称矩心)。设导引头已经跟踪上目标，对应于光点A，此时目标上投放出一枚红外干扰弹诱饵，对应的光点为C点，其辐射强度比目标的辐射强度大很多，如图4.1所示。图4.1红外干扰弹干扰示意图当红外诱饵和目标同时出现在导引头视场内时，导引头跟踪二者的等效辐射中心。由于诱饵的红外辐射强度远远大于真目标，设诱饵红外辐射强度比目标红外辐射强度大一倍，则AB为BC两倍距离，所以矩心B偏向诱饵一边，而且与真目标的距离越来越远。直到真目标从导引头的视场内消失，这时导引头就只跟踪辐射强度大的诱饵了。下面以导弹导引头采用“旭日升”调制盘为例说明红外干扰弹干扰导弹制导的机理。当导引头已经跟踪上

5、目标时，对应于已被跟踪的飞机的光点A，在调制盘上应为一个直流信号；假设视场里只有红外诱饵，对应的光点C在调制盘上是一个梯形波信号。由于导弹传感器只有一个，因此传感器的实际输出波形为两个辐射透过调制盘的能量总和。当C点进入调制盘不透明区时，传感器的输出只有A点直流信号。当C点进入调制盘透明区时，传感器的输出在直流信号的基础上叠加梯形波信号。导弹要立即调整姿态，让系统回到“跟踪”状态，显然破坏了原来真正的跟踪状态。这样导弹就脱离了原来已跟踪飞机的方向，转而偏向红外诱饵一侧。在导弹导引头的视场里同时出现飞机和红外诱饵两个信号源时，探测器探测到的辐射变化函数可写为Pd(t)=Amrt(t)+Bmrf(

6、t)(4-1)其中 (4-2)(4-3)sin)(1 21)(ttmtmctrtsin)(1 21)(ttmtmcjrf式中A目标在导弹响应波段内的辐射功率；B诱饵在导弹响应波段内的辐射功率；对调制盘目标像点位置或(跟踪误差)范围的比率；对调制盘诱饵像点位置或(跟踪误差)范围的比率；mt(t)目标选通函数；mj(t)诱饵选通函数；c载波频率。mt(t)和mj(t)的傅立叶展开式为 (4-4)(4-5)0)()12sin(221)(nmttntm0)()()12sin(221)(njmjttntm其中:j是mj(t)相对于mt(t)的相位差。把式(4-2)、式(4-3)代入式(4-1)，得 (4-6)载频放大器为带通选频放大器，它的输出可近似地表示为 (4-7)(sin)(22sin)(22)(ttmBBttmAAtPcjctd)(sin)()2()(sin)()2()(ttmBttmAtScjctc载频调制的包络为 (4-8)包络信号由导引头中进动放大器作放大处理。信号包络以角频率mt旋转，所以导引头驱动信号可表示为 (4-9)()2()()2()(tmBtmAtSjtc)sin()(