距离选通定距体制：旧的工业遗产？

7.5.3.1　距离选通定距体制的作用原理

距离选通定距体制的原理如图7.19所示，脉冲激光电源激励脉冲半导体激光器发射峰值功率较高的光脉冲（从几瓦到100瓦，主要取决于作用距离），通过发射光学系统形成一定形状的激光束，光脉冲照射到目标后，一部分光反射到接收光学系统，经接收光学系统会聚在光电探测器上，输出电脉冲信号，经放大、整形等处理后送到选通器。另外，激光脉冲电源激励半导体激光器的同时，激励信号经延迟器适当地延迟后，控制选通器。因此，只要选择适当的延迟时间，就可以使预定距离范围内的目标反射信号进入选通器，而在此距离之外的目标回波信号无法进入选通器，从而实现了在预定的距离范围内作用。

图7.19　距离选通定距体制原理框图

7.5.3.2　距离选通定距体制的特点

距离选通定距体制，可以说是脉冲激光测距技术与脉冲无线电引信技术相结合的产物。它采用测定激光脉冲从弹上发射机到目标往返飞行时间的方法确定弹目距离。它的原理、发射接收技术都与脉冲式激光测距机类似，只是由于探测距离要求极近和对系统体积、功耗等的要求的限制，两者测定时间间隔的方法存在较大区别。

脉冲测距机采用选通门+晶体振荡器+计数器的方法，适于测定在较大作用范围内连续变化的距离，并且在无须重新调整的情况下，对任一未知目标距离进行探测。但在破甲弹激光定距引信这种要求在超近距离范围内精确定距的场合，如果使用与测距机相同的计时方法，则为达到系统精度指标，必须采用性能稳定的高频振荡器和工作速度极快的计数器。例如，在要求定距精度为0.1m的情况下，要求晶体振荡频率即计数器工作频率为1 500MHz，通常在引信这种工作环境恶劣、对体积功耗要求较苛刻的场合，要达到这样高的系统性能代价较大，特别是高稳定度高振荡频率的晶振。

在距离选通定距体制的激光定距系统引信中，实际采用的是由脉冲无线电近炸引信借鉴而来的距离选通门方法。这是由激光定距引信所具有的以下不同于测距机的特点决定的：(www.xing528.com)

1）定距引信一般是属超近距离探测，使用距离门定距通常不会出现距离模糊的问题。

2）定距引信通常只要求对目标“定距”，即只对目标是否已进入作用区感兴趣，而对目标不处于作用区时的每一个具体的距离信息不关心。因此，只要求对单一距离进行测定。测距机则要求对目标“测距”，即要求对作用范围内的任何目标、任何时刻的距离信息都能连续测定。

与几何截断体制相比，距离门选通体制具有如下优点：

1）采用回波脉冲的相位信息判断距离，在激光定距引信中，目标是否进入预定距离一般可通过两种方法判断：一是回波脉冲信号的强度；二是回波脉冲与参考脉冲的相位延迟信息。激光近炸引信的作用距离方程为：

式中，Pr为接收功率；Pt为激光器发射功率；τt为发射光学系统效率；ηr为接收光学系统效率；As为接收机口径；θ为接收表面法线与入射光线夹角；θt为发射光学出射束散角；μ0为大气衰减系数；R为到目标的距离。

可见，影响回波信号强度的因素不仅是距离，还有发射激光脉冲的功率波动、目标的光学特性（包括粗糙度、反射率）和大气传输条件等，因而在各种影响因素不能得到有效控制的情况下，难以达到较高的定距精度。而目标回波脉冲与参考脉冲之间的相位差的主要决定因素是光波往返时间和光电系统内部延时，通常内部延时容易控制或补偿，因而可得到较高的定距精度。

2）距离选通门就如同是一个品质因素很高的时空滤波器，从时间的角度来看，在极小占空比信号的“空”时间内，只有夹在距离门之间极短的时间段内的信号能够通过；从空间的角度来看，在由接收机灵敏度确定的最大作用距离以内，只有距离门确定的预定距离的回波信号可以通过，从而大大降低了系统的虚警率。