[发明专利]一种确定激光驾束制导信息场初始定焦参数的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光驾束制导信息场初始定焦参数的设计方法，属于激光驾束制导领域，尤其适用于激光驾束制导炮射导弹初始定焦规律的设计。

背景技术

激光驾束制导体制是现代精确制导技术的重要组成部分。由于具有制导精度高、抗主动干扰能力强、弹上装置结构简单、成本低等诸多优点，激光驾束制导体制已被国内外多种反坦克导弹及防空导弹所采用，如欧洲的“中程催格特”反坦克导弹、俄罗斯的9M119炮射导弹、瑞典的RBS70防空导弹等。

采用激光驾束制导体制时，在导弹发射前或发射瞬间，制导仪首先在空间形成一圆锥形激光信息场，该信息场一般与瞄准线同轴并指向目标。开始时制导光斑定焦在某一距离上，并保持一定时间。导弹发射后，经过一段无控飞行弹道后进入锥形激光信息场，弹尾的激光接收机接收编码的激光信号，并输出与接收到的编码对应的电压信号，形成控制指令，使导弹向信息场中心线运动，消除初始导入误差。当导入过程基本结束，导弹飞至定焦制导光斑时，制导仪开始按预先设计好的变焦规律进行变焦，制导光斑不断前移，保证导弹在飞行过程中所处的激光信息场截面直径基本不变，此时导弹稳定在信息场中心线附近飞行，直至命中目标。

对激光信息场进行编码调制是保证导弹准确判断自身在信息场中的位置并修正弹道偏差的关键环节，是激光驾束制导的关键技术之一。实现激光调制的方法有很多种，目前在工程上得到较好应用的是调制盘空间频率编码方案，该方案抗干扰性能好、解码方式简单，易实现。在调制系统进行调制时，刻有内、外两组光栅的调制盘在电动机带动下以某一恒定转速旋转。当载有f₁、f₅和f₂三个频率的外光栅自上至下依次通过激光波束时，使波束包含有f₁、f₅和f₂三个频率的激光脉冲信号，并形成偏航方向的编码信息；当载有f₃、f₅和f₄三个频率的内光栅自左向右切割激光波束时，使波束包含有f₃、f₅和f₄三个频率的激光脉冲信号，并形成俯仰方向编码信息。信息场编码展开示意图如图1所示。当处于激光信息场中的导弹尾部激光接收机接收到激光脉冲信号后，经弹上电路处理，检出各频率所占时间，就可确定导弹在激光场中的位置。

在激光驾束制导波束中，由制导仪出光口出发的任何一条射线上激光脉冲编码都是相同的，这意味着当导弹位于该射线上时，不管其距激光信息场中心线的实际线偏差有多大，弹上激光接收机的输出电压信号都是一样的。

在激光驾束制导系统设计中，制导仪的变焦特性主要取决于导弹飞行距离随时间的变化规律，设计方法和原则比较成熟；相对而言，关于激光制导信息场初始定焦参数的确定问题，目前尚未提出成熟的设计方法和原则。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，在分析初始圆锥形信息场对导弹制导控制系统作用效果的基础上，提供一种激光驾束制导信息场初始定焦参数的确定方法。

由激光驾束制导原理可知，当导弹在初始段锥形激光信息场中飞行时，导弹距波束中心线的实际线偏差与弹上激光接收机输出的电压信号之间的传递系数(以下简称激光环节传递系数)是逐渐减小的。在导弹飞行速度一定的情况下，传递系数的变化规律取决于激光驾束制导信息场的初始定焦参数，即取决于制导光斑的初始定焦位置及定焦时间。鉴于此，本发明考虑首先根据导弹系统制导和控制的需要确定激光环节传递系数变化规律，然后据此设计激光信息场初始定焦特性。

激光环节传递系数K_laser的变化规律可描述为