导引头

装置简介

安装在制导武器头部，测量目标相对于制导武器的运动参数并产生制导信息的装置。导引头通过接收目标辐射或反射的能量，测得制导武器飞向目标的相对位置信息并形成制导指令。是制导武器上用于探测、跟踪目标并产生姿态调整参数的核心装置。制导武器的精确制导之所以能够实现，导引头起决定性作用。按照制导方式，可分为自主导引头、遥控导引头、寻的导引头、复合导引头。按目标信息辐射源，可分为主动导引头（辐射源在制导武器上）、半主动导引头（辐射源在制导站内）、被动导引头（辐射源在目标上）。按导引头测量坐标系相对于制导武器坐标系是静止的还是运动的关系，可分为固定导引头和活动导引头。活动导引头又可分为活动非跟踪导引头和活动跟踪导引头。按导引头上敏感装置的物理特性，可分为雷达导引头、电视导引头、红外导引头、激光导引头和多模复合导引头等。①雷达导引头。按照射源位置和信息获得方式，可分为主动雷达导引头、半主动雷达导引头、被动雷达导引头和TVM雷达导引头；按提取导引头与目标间相对运动角信息的方式，可分为圆锥扫描雷达导引头、单脉冲雷达导引头和相控阵雷达导引头；按工作波形，可分为连续波雷达导引头和脉冲多普勒雷达导引头；按导引头角鉴别器的安装方式，可分为万向支架式雷达导引头和捷联式雷达导引头。②电视导引头。按工作方式，可分为自动搜索导引头、自动捕获导引头和自动跟踪导引头；按光学部件和性质，可分为可见光电视导引头、微光电视导引头和红外电视导引头；按跟踪体制，可分为点源跟踪电视导引头、边缘跟踪电视导引头、形心跟踪电视导引头和相关跟踪电视导引头。③红外导引头。按获取信息的方法，可分为红外非成像导引头和红外成像导引头；按功能差异，可分为仅有跟踪功能的导引头、兼有搜索和跟踪功能的导引头；按探测红外波段的范围，可分为近红外导引头、中红外导引头和远红外导引头；按使用波段数和工作模式，可分为单色红外导引头、双色红外导引头和红外微波导引头。④激光导引头。按激光照射器设置的位置，可分为激光主动寻的导引头和激光半主动寻的导引头；按光学系统或激光探测器与弹体的耦合方式（结构形式），可分为捷联式、万向支架式、陀螺仪稳定式、陀螺仪光学耦合式、陀螺仪稳定探测器式5种激光导引头。⑤多模复合导引头。包括激光/红外双模导引头、红外/紫外双模导引头、红外/毫米波双模导引头、雷达-电视复合导引头等。导引头一般包括目标信息探测装置和计算处理装置，有的还包括指令发送装置。其功能是测量制导武器与目标的相对位置和运动参数，计算出实际飞行弹道与理论弹道的偏差，给出消除偏差的指令。导引头在工作中不断输出有关制导武器与目标的相对运动信息，如视线（目标和弹体的连线）的旋转角速度、视线相对于弹体轴线的夹角等，计算装置计算改变制导武器的飞行姿态及弹道所需的参数，准确攻击目标。各种类型的导引头，不仅要完成对目标的探测、跟踪，同时对目标运动的测量要符合按不同导引规律形成制导指令的需求。由于导引头装在制导武器上，因此导引头还要具有对角运动的解耦能力，以避免运动过程中对导引头探测的一些测量量的扰动影响。所以，完备的导引头跟踪回路中，一般包括消除角运动耦合效应的稳定回路，如风标、陀螺等，以确保制导武器与目标相对运动参数的精确测量。导引头一般先在较大空间角范围内搜索目标，搜索到目标即进入锁定状态，表明导引头已捕获目标，并不断发出制导指令给自动驾驶仪，改变制导武器的飞行姿态，以实现弹轴或速度矢量相对于目标瞄准线的稳定。导引头与目标的距离越近，信号能量越强，测量越精确，进行计算与形成制导指令信号也越容易，制导精度越高，因而多用于中远程导弹末制导。对于近程战术导弹和制导炮弹、制导炸弹，则由导引头发出制导指令信号进行全程引导。导引头对目标的高精度观测和跟踪是提高制导武器命中精度的前提条件。因此，导引头的主要技术参数应满足所配装的制导武器的战术技术要求，即制导武器制导精度的要求。导引头能截获目标并提供导引规律要求的误差信号的视场。作用距离相同时，捕获视场越大，发现目标的概率也越大；装有搜索装置的导引头，捕获视场等于搜索视场；无搜索装置的导引头，捕获视场等于瞬时视场。导引头从测得的信号中识别出目标并进行有效跟踪的距离。影响导引头作用距离的因素较多，与导引头获取目标辐射或反射能量的大小及信号处理能力有直接关系。通常由实际的飞行试验数据加以校正。导引头能够观测目标的立体角。光学导引头视场角的大小由光学系统的参数决定；雷达导引头视场角由天线特性（如扫描，多波束等）与工作波长决定。要使导引头分辨率高，视场角则应尽量小；要使导引头能跟踪快速目标，则要增大视场角。又称分辨力。导引头为测量目标参数而区分两相邻目标或性质相近目标的能力。雷达导引头常用角分辨率、距离分辨率和速度分辨率描述对相邻目标的分辨能力。其中，角分辨率由波束角度确定，距离分辨率由脉冲宽度确定，速度分辨率由速度波门确定。电视导引头常用空间分辨率描述，即成像系统能分辨出相邻两个点目标的最小视线张角。红外导引头除空间分辨率外，还常用温差分辨率描述，即红外探测器能够分辨出相邻两个目标的最小温度差值。视线角速度为零时导引头的输出值。导引头零位由系统误差和随机误差两部分构成，直接影响导弹的制导精度和可用过载。当导引头对目标进行可靠跟踪时，接收机输出的可用信号与噪声之比。该项指标是在一定虚警概率和一定的目标截获概率分布的条件下确定的。导引头在捕获、跟踪目标时所能接收到的最小目标辐射强度。只有足够低的灵敏阈值，才能满足导引头作用距离要求，其值越小，导引头作用距离越远。但目标辐射强度对于不同类型、不同工作状态、不同飞行姿态的制导武器和攻击目标时的不同角度，其灵敏阈值差别较大。导引头不能正常工作的制导武器与目标之间的最小距离。又称“盲区”。在进入导引头失控距离前，应当中断导引头自动跟踪回路的工作。导引头一般安装在一组框架上，它相对弹体的转动自由度受空间和机械结构的限制，一般在±40°范围内。导引头的发展与制导武器的发展有直接的联系，并随着反制导技术的发展而不断发展。第二次世界大战期间出现了制导武器。当时，主要指德国的V-1近程战术巡航导弹、V-2地地近程战术导弹、“莱茵女儿”地空导弹、“瀑布”地空导弹和X-7“小红帽”反坦克导弹等。这种全新概念的制导武器与哑武器（指炮弹或火箭弹）的基本区别，是发射后在导引装置的作用下可以继续导向目标，以较小的圆概率偏差（CEP）命中目标，而哑武器则靠发射前的瞄准来获得期望的精度。20世纪60年代，美国“霍克”地空导弹采用了连续波雷达全程半主动式导引头。此后，空空导弹大都采用被动式红外导引头或半主动式雷达导引头。70年代中期，光电导引头用于激光制导炸弹、激光制导炮弹、电视制导导弹、红外制导导弹、毫米波制导导弹等，使这些制导武器取得很高的直接命中概率。70年代末，美国、苏联等国家相继开始研制雷达/红外双模导引头，用于舰空导弹、地空导弹、空地导弹和反舰导弹。80年代，开始研制微波雷达多频谱导引头，用于反舰导弹、空空导弹和地空导弹。21世纪初，为提高抗干扰能力和制导精度，合成孔径雷达导引头、激光雷达导引头、仿生物复眼的红外成像导引头、毫米波成像导引头等新型导引头成为研究热点。随着精确制导武器的飞速发展及其在几次局部战争中的成功运用，导引头作为精确制导武器的核心部件，对其性能的要求越来越高。导引头将向多模化、复合化、自主化、小型化、智能化的方向发展，进一步提高探测距离和探测精度，减小体积和减轻重量，提高可靠性，增强抗干扰和抗电子摧毁的能力，以适应恶劣战场环境下实施精确制导的要求。

发布者：中国军事百科全书编审室