激光探测技术：原理与应用

激光技术的飞速发展为激光应用于军事方面提供了技术基础，以激光为探测手段的近炸引信是由于其本质特性或者是由于缺乏相应的干扰技术，对敌方人为干扰表现出大大优于无线电近炸引信的抵抗能力。随着激光技术、激光器件的快速发展，激光技术在军事及民用的各个领域的应用日趋广泛，特别是在军事技术中，在激光雷达、激光制导、激光测距、激光模拟、强激光武器、激光致盲武器、激光陀螺、激光引信等多个领域得到了广泛的应用。除激光模拟、强激光武器、激光陀螺之外，更多的是把激光作为一种探测手段加以应用。特别是激光具有的方向性好、亮度高、单色性好、相干性好的优点，及波长处于光波频段等本质属性，使得应用激光作为探测手段的各种新型探测系统在探测精度、探测距离、角分辨率、抵抗自然和人为干扰能力等许多方面都比原有系统有较大幅度的提高。

在上述场合中，激光探测技术恰恰为无线电探测提供了必要的补充。发射波束窄，使发射信号不易被敌方接收；接收视场有限，使敌方的干扰机瞄准困难；发射峰值功率较大、方向性好，使探测作用距离较远；工作于光频段，波长极小，使其角度和距离分辨率极高；发射波束旁瓣小，对地、海杂波的干扰抵抗能力较强；激光在真空中的传播速度为3 × 108m/s，高速运动的弹体相对于这个速度几乎是静止的。这些使激光探测技术在探测领域有其固有的优势。

当然，激光探测技术也有其自身的缺欠，与无线电和声探测相比，激光探测技术的主要缺点是穿透大气能力不够，烟尘、云雾、雨雪等对激光的吸收和散射要比微波和毫米波大得多。因此，激光探测的性能对天气和环境比较敏感。但激光探测要比被动光学探测系统的天候适应能力强，因为主动的激光探测技术可以通过距离或速度的选通、其他的微弱信号探测和信号处理技术来拒绝接收已经被确定为杂乱波的回波信号。

激光技术出现在20世纪60年代，60年代末激光探测技术就迅速地应用于近炸引信。但受当时的技术水平所限，特别是半导体激光器件和集成电路水平低，激光近炸引信在使用范围和探测距离、探测精度、体积、功耗等各个方面存在较多的问题，或者是说系统性能并未达到较优的水平，因而在近炸引信中的应用受到限制，实际装备的弹种较少。但随着激光技术和微电子技术的迅速发展，半导体激光器的阈值电流逐渐降低，体积和成本迅速下降，光电转换效率不断提高，输出峰值功率大大增加；而作为接收部分的光电探测器和放大与处理电路在集成度、工作速度和精度、功耗、噪声等性能方面发展更加迅速，为激光技术在引信中的进一步应用和激光近炸引信系统性能的提高奠定了坚实的物质基础。另外，自从激光探测技术应用于近炸引信以来，国内外军方都对这种非常有前途的新探测原理进行了大量的理论和试验研究，如对激光引信定距体制、目标和环境对激光的反射和散射特性以及激光发射接收技术、提高定距精度和抗干扰能力的信号处理方法等问题都进行了大量的研究并得到了一批有重要指导意义的成果，这也对破甲弹激光定距引信的发展起到了巨大的推动作用。(www.xing528.com)

国外在将激光探测技术应用于各种导弹（对空、对地、对海导弹等）及一些常规弹药（如航空炸弹、迫弹等）引信方面已取得了大量成果，并已有多种型号产品投入使用，这也为破甲弹用激光定距引信提供了实现基础。国内许多科研机构也对激光探测技术在近炸引信中的应用进行了大量的研究，如：212所研制的三角法激光定距技术；航天工业总公司零一四中心和天津8358所研制的距离选通体制激光定距技术，且他们还研制出各种用途和体制的原理样机。但是，这两种定距体制自身存在一定的缺点：三角法激光定距体制的定距距离近，定距精度受目标反射率的影响很大；距离选通体制的定距精度差，到目前为止，国内激光引信还没有正式型号装备部队，而且对激光引信研究的对象主要集中在导弹引信上，对在常规武器弹药引信中的应用研究较少，特别是破甲弹引信中。南京理工大学从1998年开始研究鉴相体制脉冲激光定距技术，其综合了前两种体制的优点，取得了突破性的进展。激光探测技术特有的优良特性，使其非常适合应用于一些炸高控制的引信，因此完全可以把一些应用于导弹的激光探测技术移植到破甲弹激光定距引信技术中。

现代弹药系统中普遍使用各种近炸引信。近炸引信能够大大提高弹药的毁伤效能，如各种导弹、火箭弹、航空炸弹和中大口径炮弹配用的近炸引信，甚至正有向小口径弹药发展的趋势，如小口径防空弹药、要求空炸的小口径枪榴弹等；挪威NOPTEL公司研制的NF2000M迫弹通用多用途激光近炸引信。随着现代战争的发展和战场环境的复杂化，对各种近炸引信的性能也提出了越来越高的要求，如对目标精确定位并选择最佳起爆位置与起爆方向、对目标的探测识别能力、抗自然和人为干扰能力等。破甲弹激光定距引信就是激光近炸引信的一种，为了提高串联式破甲弹主装药破甲能力，在破甲弹的前端装配了激光定距引信，大大提高了串联式破甲弹对各种具有反应装甲的坦克车的攻击能力。