| 单词 | 红外成像导引头 |
| 释义 | 【红外成像导引头】 拼译：infrared image seeker 是制导导引头的一种类型。它对目标自身的红外辐射和图象进行探测、识别、跟踪，确定目标相对导弹的角位置、角速率，提供导弹制导信号。它主要由红外成像传感器、红外图象信号处理器(计算机)和伺服控制系统组成。后者是大部分导引头都包含的组成部分，它主要由两自由度框架、驱动测量元件和电路组成。红外图象处理器是图象处理的一个应用领域，与其它图象处理器有很多共同点，然而在实时性、小型化和红外热图象等方面有它的特殊性。红外成像传感器包括光学系统、红外探测器及致冷器、光机扫描机构和信号前置处理等部分。根据红外探测器的工作波段可分为中红外(3～5μm)和长波红外(8～12μm)成像导引头；按照红外探测器元件的排列和扫描方法可分为光机扫描型红外成像导引头和凝视焦平面型红外成像导引头。 红外成像导引头与雷达导引头比较具有被动工作隐蔽性好、抗电子干扰、分辨率高、测角精度高、图象识别智能跟踪以及低空探测性能好等优点。但它的全天候能力不如雷达导引头强，在大气层内中、低空应用时，因受雨、云、雾、霾的影响严重而受到限制。在现代战争中，由于电子侦察和干扰对雷达等电子装备造成软杀伤，跟踪电磁波辐射源的反辐射导弹对雷达的致命打击以及减小雷达等效反射面积的隐身飞机的广泛使用，使红外成像导引头比雷达导引头在有效性和性能等方面具有优越性，因此受到军方的重视，其技术在美国、英国、法国、俄罗斯等主要军事强国得到迅速发展。红外成像导引头的研制是从20世纪70年代中期开始的，第1代的典型代表是由美国休斯(Hughes)公司研制成功的，用于“小牛”(Maverick AGM－65I)空－地反坦克导弹。它采用内反射转鼓扫描，16元(4×4)光导碲镉汞器件，工作波段8～12μm，串并扫体制。弹上微处理机进行图象处理，采用质心和相关跟踪方式，能记忆信息进行识别处理。该导弹于1982年在美国多种军用机上进行打靶试验，获得满意结果，于1983年开始批量生产并装备部队，1986年达到月产115枚的能力。除“小牛”外，美国还研制了其它类型的红外成像导引头，如近程空－空导弹(ASRAAM)、中程反坦克导弹(AAVS-M)。西欧的第1代红外成像导引头有原联邦德国的布沙德(Bussard)反坦克成像导引头，它采用线列红外探测器，摆镜扫描，并扫体制。挪威的“企鹅”(Pangnin)MK2系列反舰导弹，它采用光机扫描红外系统。第2代红外成像导引头于1980年几乎同时在美国和西欧开始研制。它采用红外焦平面两维阵列探测器，不需要光机扫描，其结构简单、体积小、重量轻、可靠性好、灵敏度高。随着工艺水平的不断提高，其价格在批量生产后迅速降低，因此它是最有前途的红外成像导引头体制。其典型代表是美国的“坦克破坏者”(TankBreaker)导弹、“狱火”导弹和原联邦德国的“崔格特”(Trigat)导弹的红外成像导引头。美国的坦克破坏者采用62×58InSb混合CCD器件或采用64×64碲镉汞单片CCD器件，77K致冷，视场为6。利用弹上图象处理器可自主选择目标，具有发射后不管、多目标选择和瞄准点选择功能。该导引头于1982年研制成功，1989年装备部队。原联邦德国的“崔格特”采用8～12μm凝视焦平面红外探测器，导弹发射前销定，多模式跟踪并具有瞄准点选择功能。该导弹于1984年研制成功，预计于1994年左右才能装备部队。1983年美国在与前总统里根提出的“战项略防御倡议(SDI)相关的一系列计划中，包括了若干战略防御导弹用红外成象导引头的研究项目。高空稠密大气层防御拦截弹(HEDI)红外成像导引头，1986年由休斯公司开始研制。该导引头工作波段为中波(3～5μm)探测器为120×18个探测单元，液氮77K致冷，这是一种扫描焦平面阵导引头，由光机扫描形成240×240象素的图象，探测元芯片上的信号处理电路完成每行探测元的时间延时积分(TDI)和信号读出。图象计算机有很高的处理速度，在几秒钟内捕获跟踪目标，确定准确的拦截交汇点，提供俯仰和偏航制导信息。大气层外拦截弹系统(ERIS)红外成像导引头，1986年由霍尼韦尔公司开始研制。它的工作波段为8～12μm，它是凝视焦平面导引头，探测元为128×128碲镉汞二维阵列，电子扫描，77K液氮致冷。光学系统致冷。这种凝视焦平面红外导引头将使效费比显著提高。上述两个计划是美国第1代拦截弹，它的研究和试验工作已基本结束。大气层外轻型射弹(LEAP)红外成像导引头1987年分别由休斯公司导弹部和波音公司开始研制。休斯公司采用128×128元长波碲镉汞二维焦平面探测器，图象计算机能力为410万次／秒。罗克韦尔公司采用256×256像元的碲镉汞焦平面探测器，是迄今SDI计划实际研制出的尺寸最小而规模最大的碲镉汞红外焦平面阵列。该公司研制的信号处理机重70g，体积为74cm3，运算能力高达5亿次／秒，能以100帧／s的速度处理128×128象元的图象。功率不到15W。罗克韦尔公司研制的红外成像导引头已于1992年8月成功地进行了一次悬浮试验。长波红外先进技术寻的器(LATS)计划的红外成像导引头1988年由洛克希德导弹与航天公司研制。它采用128×128象元长波碲镉汞焦平面探测器，它在一些相关的关键技术上有创新和突破。其中包括采用快速和高稳定冷却技术的致冷红外望远镜；将微镜头技术与焦面阵列信号处理结合在一起的先进焦平面元件，能大大降低各种空间噪声的微扫高频振动元件等。从总的趋势来看，不久的将来凝视型智能红外成像导引头将占主导地位。(1)发展实用焦平面红外探测器，其主要方向是高密度、多光谱、高响应度、高探测率、高工作温度。第2代红外成像导引头在90年代探测元为104量级，不久将达到105～106像元。多光谱的双色(甚至多色)探测将提高导引头的识别能力。(2)红外图象处理器将采用计算能力更强的计算机芯片或专用芯片，并利用人工智能专家系统对图象信号进行处理，实现智能化的识别和跟踪。【参考文献】：1 周家谦．现代军事．1987，12∶84～872 何启予．红外与激光技术，1990，23 Aviation Week，Space Technology，1991，7(17)∶2074 AIAA92－0988(航空航天部二院苏启顺高级工程师撰) |
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