利用激光的高方向性

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1、利用激光的高方向性，控制和导引武器准确到达目标，是激光制导。激光制导武器，主要包括激光制导导弹、激光制导炸弹和激光制导炮弹，就如同给这些武器安上了激光“眼睛”，使它们抗电磁干扰能力极强，命中率极高。也就是说，利用激光为导弹、炸弹或炮弹瞄准，可以指哪打哪，百发百中。穷追不舍的神射手--激光制导武器激光雷达是在激光测距向多功能发展的情况下出现的。它不仅可以精确测距，而且可以起精确测速、精确跟踪、警戒防撞、控制飞船会合等乍用。雷达，这个号称国防干里眼的名称，原意为无线电定位的英文“radar”的译音。它经历了无线电雷达，超高频雷达，微波雷达等发展阶段。为了适应现代战争高精度定位的需要，

2、有人曾提出过研制频率更高的光雷达方案，但因普通光亮度和单色性较差的限制，使之发展迟缓。直到1960年激光问世后，才打开了光雷达的发展局面。激光的波长比微被短得多，而频率比微被却高得。实践表明；波长越短，所需的发射天线直径越小。比如，从地球照射到月球上一平方公里的区域，激光发射天线的直径30厘米就够了，丽微波天线的直径约需几公里，目前还造不出这么大的可转动天线，因此地球到月球的测距只有激光问世后才得以实现。实践还表明：频率越高，分辨力(在一定距离上分辨前后左右相邻目标的能力)越高，识别能力越强。比如，微波一般只能发现高大的建筑物和山丘，而激光雷达则能识别电线杆、空中电线、烟囱等小障

3、碍物。要控制飞船在空中的交会与停靠，必须精确地测定它们之间相互位置和速度，才能使它们一个追踪一个的逐步靠拢和会合。此时使用地面无线电雷达很因难，使用微波雷达时精度又常常达不到。但若用一台平均功率几十瓦的空间船载激光雷达，则可精确地探测到相距一万多公里远的两个飞船的距离。激光束本来发散就很小，经发射望远镜后光束发散角可小到干分之一度，而微波雷达最小也有几十分之一度。波束发散小，不仅光能集中射的远，而且可进一步提高分辨能力。比如，波束发散为1度的机载微波雷达，从1500米的上空照射到地面形成直径约26米的圆，此圆内的地形起伏很难分辨；但使用激光雷达在同样高度时，地面光斑直径仅十几厘米

4、，因此能分辨出地形的细节。激光分辨力高，加上它单色性好，脉冲宽度比微波小得多，所以利于抗干扰。比如，探测地面或低空目标时，微波回波信号常被地面反射波所掩没，由于干扰就出现无法探测的区域(雷达技术上叫盲区)。而使用激光时则可排除背景或地面杂散回波的干扰和噪声影响，因而它能对超低空目标进行观测，常应用于导弹发射初始段尤其对巡航导弹的跟踪。再比如洲际导弹，只要它释放出大量干扰物或干扰机充当假目标。或者利用小型核爆炸制造一个人为的反射微波电离层时，就足以使微波雷达失灵或瘫痪，而这些对激光雷达干扰的影响则不大，它可照常工作。在现代战争中，配用微波雷达和配用激光雷达的反导系统的情况则大不一样

5、。一般超远程雷达提供的预警时间(从发现到命中目标所需时间)约15分钟，即使超视距雷达(能探测地平线以下、直线视距以外的各种目标)也不过30分钟。而在实战中仅对目标粗跟踪和精密跟踪就约需十几分钟，这样剩给引导拦击导弹的时间就不多了。目前洲际导弹的核弹头已发展到分导式多弹头(一个母弹内装若干备有动力和制导系统的子弹头)。它的子弹能机动飞行，各自寻找和攻击不同的目标。激光雷达的反导系统，由于光速比最快的栏截导弹还决几十万倍，因而可赢得很多的预警时间，使反导系统有足够的时间对分导式多弹头逐个歼灭。分辨力强、观测和跟踪精度高是激光雷达的最大优点。当然，它也有局限性，比如，正由于激光方向性强

6、、波束发散小，大面积搜索和监视时就容易丢失目标。所以它不适于用作搜索雷达。另外，由于波长短，大气成分对激光散射和吸收较微波严重，尤其在雨、云、雾天其作用距离短，甚至难以正常工作。总之，微波雷达和激光雷达可有所长，应互相补充。激光雷达的工作原理激光雷达工作原理和微波雷达差不多，它是先向可能来犯的目标方向发射激光探测信号，光波碰到目标后被反射回来成为回波。由于回波经历的时间等参数变化恰好反映了接近目标的情况和运动状态的变化，所以通过测量回波信号的到达时间、频率变化、波束所指方向等就可以确定目标的距离、方位和速度等。测速可有两种方法：一种是测量目标在通过一段巳知距离前后，激光反射信号的

7、时间差，从而可计算出目标运动速度；另一种是测量由运动目标上反射回来的激光信号的频率变化的大小，间接推算出被测目标的运动速度。光学多普勒效应足指发射的光波，如果遇到活动目标则反射信号的频率要发生变化。二者之差叫多普劲频率f式中：λ为发射光波长。θ为目标运动方向与发射光束方向的夹角。为目标与雷达的相对运动速度。只要知道多普勒频率大小，就可以推算出目标对雷达的相对径向速度。因为激光的频率高，故可用于测量高速和低速。由于频率测定精度极高，所以激光测速精度也高。比如，用氦氖激光观测每秒一厘