导弹末端制导激光测距技术研究

摘要

导弹末端制导中高度的精确测量对于导弹制导的精度及其毁坏性能具有非常重要的意义。当前，我国导弹上大部分采用的仍是电磁波测距技术来实现导弹末端制导，这种技术很容易受到外界空间电磁波的干扰，稳定性较差，测量精度不高。为提高导弹末端制导精度和抗电磁干扰能力，国外已广泛采用了高速、高精度的激光测距技术。目前，较成熟的激光测距方法主要有三种：脉冲激光测距、相位激光测距和调频连续波测距。由于本文的研究内容主要应用于弹载系统，这就决定了测距技术必须具有体积小、功耗低、高重频、测距速度快、测程尽可能远的特性。而相位激光测距和调频连续波测距虽测试精度高，但需要消耗很大的电能，这对于使用蓄电池供电的弹载系统来说无疑是不利的：况且此两种方式需要复杂的电路，很难在体积上做的很小，不符合小型化的要求；此外，针对导弹末端制导应用时需要测距速率非常快，而这两种测距方式最快速率都在几十毫秒，远不能满足系统实时性的要求：同时由于这两种方式采用连续光测距，必然使激光输出功率不可能很大，所以测距时需在被测目标处设置合作目标（如反射镜）来增强其回波激光功率，这对于军事应用是个致命的缺点。而脉冲式激光测距使用体积和能耗非常小的半导体激光二极管作为探测光源，使系统可以在电池供电的情况下工作；此外激光二极管由于自身的特性，有很高的重复率，而且脉冲激光测距只需要收到回波脉冲即可结束计时，其单次测量所需要的时间非常短，基本满足实时性要求；另外在相同的总输出：功率下，脉冲激光测距机的测程远大于另外两种方式，而且由于脉冲激光测距’二可以有很高的瞬间输出光功率，不需要合作目标仍能使较远处的探测物反射回满足检测功率要求的回波光信号，使其隐蔽性和安全性更高，这在军事应用中是十分必要的。因此，本系统采用脉冲式激光测距原理实现。