隨著激光、紅外技術的不斷發(fā)展,以及光電偵察、預警和防護系統(tǒng)的廣泛應用,近年來,光電對抗成為發(fā)展最快、最引人注目的技術領域之一。作為一門新興的學科,其基本目的是如何解決對一定距離的光電設備( 如激光測距儀、紅外熱象儀以及激光、紅外、電視制導系統(tǒng)等)的快速、精確定位,并進一步對抗這些光電設備。在這一過程中,就基本技術而言,它涉及目標的發(fā)現(xiàn)與定位、目標的損傷與破壞機理及破壞過程等。本文著重對復雜背景下光電目標的探測與精確定位、光電對抗系統(tǒng)的作用距離以及高精度平穩(wěn)跟蹤等關鍵技術進行了分析。
在龐雜的地物背景下,僅僅依靠目標的漫反射來判定其位置是極其困難的。在光電對抗系統(tǒng)中,精確發(fā)現(xiàn)與定位目標的基本理論是建立在“貓眼效應”之上。當目標具有光學系統(tǒng)時,在作用波長范圍內(nèi),如果一束很窄的激光射入目標光學系統(tǒng)視場,該系統(tǒng)本身的透鏡組或焦平面上的反射元件(如瞄準系統(tǒng)、光電傳感器光敏面、陰極射線管等)將使焦面后向反射,即在探測過程中,入射光沿原光路返回,這一特定現(xiàn)象就稱之為“貓眼效應”。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 定向紅外計數(shù)器測量系統(tǒng)(DIRCM)旨在應對任何地對空紅外威脅,具有第一代,第二代和第三代紅外導引頭。 這種類型的紅外導引頭被稱為信號處理導引頭,因為它們通過解調(diào)放置在紅外探測器(在多色導引頭的情況下為探測器)前面的旋轉(zhuǎn)標線產(chǎn)生的信號來確定其目標位置。 圖1提供了導引頭生成的此類信號的示例:在該示例中,目標的方向由信號的相位給出,幅度提供與導引頭視場中心的距離的估計值。 為了有效地混淆導引頭的解調(diào)系統(tǒng),DIRCM必須將調(diào)制信號(所謂的干擾碼)注入導引頭的紅外探測器,該信號可以被導引頭識別為有效的目標位置。
調(diào)制紅外激光束是DIRCM系統(tǒng)用于將干擾代碼注入導引頭探測器的手段。 激光器必須具有以下特征才能成功:
其波長必須在導引頭的檢測器波段內(nèi)。
必須足夠堅固以覆蓋平臺的 IR 簽名。
DIRCM系統(tǒng)的激光發(fā)射通常在SWIR和MWIR波段。
新的發(fā)展開始研究長波紅外和紫外線源的使用,以擴大這類系統(tǒng)的功效范圍。 激光功率定義了DIRCM可以保護的平臺類別。
小型直升機的紅外發(fā)射相對較低,因此有限的激光輻射強度可以掩蓋其紅外特征。
對于寬體噴射運輸保護,DIRCM 系統(tǒng)必須具有更高功率水平的紅外激光器,以實現(xiàn)足夠高的 J over S(干擾功率與平臺特征的比率)。
圖3.諾斯羅普·格魯曼公司的 CIRCM
典型的紅外制導地對空導彈在距離目標平臺 2 到 5 公里的地方發(fā)射。
在此間隔內(nèi),接合可以持續(xù) 3 到 10 秒。
接近的導彈通常由導彈預警系統(tǒng)檢測到,該系統(tǒng)消耗大約2秒的總時間預算(通常用于基于紫外線的傳感器;基于紅外的傳感器具有更長的檢測范圍,通常,誤報率更高)。
圖 2 顯示了從 MWS 執(zhí)行的目標檢測開始的 DIRCM 接合過程的四個階段:
MWS探測目標并指定DIRCM向其提供有關接近導彈到達方向的信息;
一旦被指定,DIRCM將其視野指向可能的目標;
就位后,DIRCM掃描其視野以定位并開始跟蹤MWS指定的目標;
如果定位并確認了目標,DIRCM 通過激活激光并保持對目標的精細跟蹤來開始其干擾操作。
值得注意的是,從MWS指定目標到DIRCM到激活目標上的激光(步驟2,3和4)的整個過程不到1秒。
DIRCM系統(tǒng)可以安裝在多炮塔配置中,以擴展系統(tǒng)的領域,以保護平臺免受來自任何到達方向的威脅。
多炮塔配置可以避免盲點,特別是對于大型飛機安裝。
諾斯羅普·格魯曼公司的CIRCM(通用紅外對抗,圖3)專門設計用于保護旋翼和中型固定翼飛機免受紅外導彈的傷害。此解決方案基于開放式架構構建,可與現(xiàn)有硬件配合使用,簡化升級,并保持較低的生命周期成本。
諾斯羅普·格魯曼公司的解決方案使用緊湊型指針/跟蹤器、輕量級 COTS 處理器和先進的量子級聯(lián)激光器 (QCL) 技術,以提高可靠性和可擴展性。
Mini-MUSIC(圖4)是Elbit Systems的緊湊,輕量級DIRCM系統(tǒng)。它提供高性能的DIRCM解決方案,以保護所有類型的旋轉(zhuǎn)翼和固定翼飛機免受熱導肩導彈的影響。
這些系統(tǒng)將先進的光纖激光技術與精確、高速率的熱跟蹤器和小型、高動態(tài)的鏡面轉(zhuǎn)盤集成在一起,為安裝平臺提供有效、可靠和經(jīng)濟的保護。
iysis DIRCM(圖5)建立在Leonardo提供2500多個DIRCM指針/跟蹤器的經(jīng)驗之上,用于保護50多種旋轉(zhuǎn)翼和固定翼平臺類型。
Miysis DIRCM 系統(tǒng)具有尺寸、重量和功率特性,同時不影響其久經(jīng)考驗的自我保護干擾能力。
該設計利用了最新的開放式架構概念,使其可以作為獨立的DIRCM安裝在飛機上,也可以作為防御輔助系統(tǒng)的一部分集成。
ELT/577 QUIRIS DIRCM系統(tǒng)(圖6)是Elettronica S.p.A.最新的DIRCM系統(tǒng),QUIRIS設計為輕巧緊湊的系統(tǒng),
可輕松安裝在從小型直升機到寬體運輸機的各種安裝平臺上。
QUIRIS基于高功率量子級聯(lián)激光發(fā)射器。QCL技術是此類應用的最新技術:它以非常緊湊的外殼,減輕重量和非常高效的功耗,確保了輸出功率和光束質(zhì)量方面的高性能。
QUIRIS受益于Elettronica在DIRCM系統(tǒng)設計和集成方面的所有經(jīng)驗和專有技術。
可以考慮單、雙或三轉(zhuǎn)塔配置,以擴展系統(tǒng)在寬體平臺上的保護范圍。這種配置利用了ELT專利的多炮塔DIRCM管理系統(tǒng)。
此外,QUIRIS還受益于ELT專利DIRCM-Flare協(xié)調(diào)引擎,將保護范圍擴展到下一代紅外成像威脅。
DAIRCM是由DRS Technologies(現(xiàn)為Leonardo DRS)開發(fā)的飛機保護系統(tǒng),它將導彈探測,敵方火力指示和態(tài)勢感知與導彈挫敗能力相結合,可檢測來襲威脅并可以應對和干擾它們。該系統(tǒng)從最初由美國海軍研究實驗室(NRL)開發(fā)的技術中分離出來,使用單個傳感器進行雙色紅外(IR)導彈警告,并使用寬視場萬向節(jié)進行基于激光的定向紅外對抗。AN/AAQ-45(V),DAIRCM,處于飛機防御保護技術的最前沿,由萊昂納多DRS開發(fā)。
編輯:峰會
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