第36卷，增刊
、，01．36
红外与激光工程2007年9月
I玎血aredandLaser
Supple玎∞nt
Engin∞抽g
Sep．2007
红外成像制导技术的发展
任宁
(东北电子技术研究所，辽宁锦州
121000)
摘要：介绍了红外成像制导技术的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出了在现代战争中发展红外成像制导技术的优势和重要性，重点探讨了几种红外成像导引头的技术性能及其特点；最
后分析了红外成像制导技术的未来发展趋势。
关键词：红外成像；制导技术中圈分类号：TN976
文献标识码：A
文章编号：1007—2276(2007)增(探测与制导)．0099一04
DeVelopmentoftheinfraredima酉ngquidancetechnology
侧伽岫Res％rch
inall
coutries
RENNiIlg
hgtiml嚣ofE1ectr0植c
Tc曲nologyJlnzhou121000，(撕na)
Abstract：TheprocessofdeVelopmentoftIlein丘aredIIIlagingguidancetechnologyandequipments
oVer也ewoddanditsmodification
are
descripted．ThetechIlique
perfb咖ance观d
properties
ofthe
i11胁∞ed
IInaging
gllidedseeker
a豫discussedandmeir
deVelopment
tendaIlcy啪
锄alyzed．
Key啪rds：Inf陆edhIlaging；Guidedtechnology
O
引言
1
800，有效作用距离远，抗干扰性好。本文就红外成
像制导技术的发展，作进一步的研究和探讨Ⅲ。
红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外
辐射，以捕获目标红外图象的制导技术，其图象质量与电视相近，但却可在电视制导系统难以工作的夜间和低能见度下作战。红外成像制导技术已成为制导技术的一个主要发展方向。实现红外成像的途径有许多，主要有以下两种：
(1)多元红外探测器线阵扫描成像制导；
1红外成像技术
1．1第一代红外热成像技术
热成像技术的发展始于20世纪50年代，起初只
能研制出基于单元器件的热像仪，场频较低，只限于
小范围应用。直到20世纪70年代中长波碲镉汞
(2)多元红外探测器平面阵的非扫描成像探测器(通常称为凝视焦面阵红外成像制导系统)。红外成像探测
器从20世纪70年代以来已由多元线阵发展到面阵，从
(McT)材料与光导型多元线列器件工艺成熟之后，
热像仪才开始大量生产并装备军队。热像仪的种类繁
近红外发展到远红外。红外凝视焦面阵列探测器的元件
数，对近红外已达107个，对于远红外已达105个，探测率已达1012—1014量级。红外成像制导系统的灵敏度
多，可大致分为二类：一类是通用组件化的热像仪；另一类是按特殊要求设计的热像仪【2J。
美国开始发展的是60元、120元与180元光导
和空间分辨率都很高，动态跟踪范围大，可达l
500．
线列器件并扫的通用组件化热成像体制。它们的帧频
收■日期I
200r7—07—12
作者■介l任宁(197禾)，女，辽宁锦州人，工程师，主要从事电子科技情报的研究。EIllall：nciet@mail．jz睥Jhl．cⅡ
100
红外与激光工程：光电探测与制导技术的发展与应用第36卷
与电视兼容，也是隔行扫描制，每场只有60行、120行和180行，并分别由同步扫描的60元、120元和180元发光二极管对应地显示每帧的图像。在欧洲，
(如美国的“响尾蛇”A蹦一9B、英国的“天空闪光”
等)均采用非制冷的硫化铅探测器，工作波段在
1．3
高空对米格一29一um，作用距离近，在10～15km
以英国的热像仪为代表采用了串并扫体制。它以扫积型光导MCT探测器为基础构成了英国的第二类通用
组件热像仪。这是一种完全电视兼容、分辨率与普通电视相同的热像仪。不论串扫、并扫或串并扫体制的
，而且只能探测飞类目标的作用距离一般为7～8km
机的喷气发动机尾喷管的红外辐射。第二代红外制导导弹(1967年以后)扩大了全向攻击能力，可从目标的前方或侧向攻击目标，如美国的“响尾蛇”A刀M一9L，法国“马特拉”R550等，该类导弹的红外制导系统普遍采用制冷的锑化铟光敏元件，工作波段在3—5“m，其探测的目标主要是发动机尾喷管排出的高温燃气尾焰。第三代红外制导导弹采用红外焦平面阵列探测器的成像制导，探测元件为锑镉汞，可探
热像仪都需要光机扫描。1．2第二代红外热成像技术
(删)器件成像的热像仪，称为第二代热像仪。
随后发展的不用光机扫描而用红外焦平面阵列
由于去掉了光机扫描，这种用大规模焦平面成像的传
感器被称为凝视传感器。它的体积小、重量轻、可靠
测8～14岫的红外辐射，典型产品有美国的
AGM一65D“小牛”空地导弹，AGM．114A“海尔法”
性高。在俯仰方向可有数百元以上的探测器阵列，可
得到更大张角的视场，还可采用特殊的扫描机构，用比通用热像仪慢得多的扫描速度完成3600全方位扫描以保持高灵敏度。
空地导弹等。红外成像制导技术具有在各种复杂战术
环境下自主搜索、捕获、识别和跟踪目标的能力∞’。
红外成像探测真正实现了对飞机的全向攻击，因
1．3第三代红外热成像技术
第三代红外热像技术采用的红外焦平面探测器单元数已达到320X240元或更高(即105—106)，其性能提高了近3个数量级。目前，3～5“m焦平面探测
为这时机身蒙皮的气动加热辐射将成为不可忽视的
辐射源。机身蒙皮的气动加热辐射的特点是辐射面积大，与环境的辐射对比度较小，以点源热点制导为模式的第一、二代导弹对其几乎构不成任何威胁，但目标与背景间微小的温差或自辐射率引起的热辐射分布图像却很适合红外成像探测。美国“战斧”巡航导
器的单元灵敏度又比8～14岬探测器高2。3倍左右。
因而，基于320×240元的中波与长波热像仪的总体性能指标相差不大，所以3—5¨m焦平面探测器在第三代焦平面热成像技术中格外的重要。从长远看，高量子效率、高灵敏度、覆盖中波和长波的HgcdTe焦平面探测器仍是焦平面器件发展的首选。
弹，现已采用了红外双波段成像末制导。
“斯拉姆”是美国海军研制的第四代机载远程对
地攻击导弹，是“鱼叉”反舰导弹的派生型，吸收了
“小牛”空地导弹在红外成像制导、白星眼空地电视制导导弹在数据链方面的先进技术、并加装了GPs接
1．4第四代红外热成像技术
主要采用扫描焦平面4N或6N阵列的第二代前
收机。导弹在距目标只有l111in，即约15km的飞行距
离时接通数据链，弹上的红外成像制导系统开始搜索和捕获目标，并将探测图像通过数据链传输装置发送
视红外系统。扫描焦平面阵列(FPA)是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。它不仅增加线列的
单元数量，而且增加线列(行)数，形成串并扫描，同时采用多级时间延迟和积分(TDI)技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。它采用阻
给跟踪引导飞机的飞行员。美军飞行员通过电视屏幕
可以观察并修正导弹飞行轨迹，选定目标要害部位，锁定目标并引导导弹精确打击。这次空袭中使用的“斯
抗低的光伏型碲镉汞材料，能与硅电荷耦合器电路低
耗耦合。碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构，从而制成混成双片焦平面
拉姆”可能是改进后的AGM一84E增程型，制导方式
。改为电视，红外／GPs制导，圆概率误差提高到4～6m
AGM一88A哈姆反辐射导弹是美国第三代反辐射导弹，现已加装被动红外制导，提高导弹抗干扰能力。
AGM．65D红外成像型制导
雷锡恩公司为第二
主承包商，1974年开始改进，1975年11月开始飞行试
阵列红外成像探测器。
2武器装备
20世纪50年代开始研制的第一代红外制导导弹
验，1981年12月投产，1983年进入美国空军服役，1986年完成DI／G两型改进计划，研制费198．6百美元，采
增刊任宁：红外成像制导技术的发展
101
购费3090．1百万美元，总计3288．7百万美元，制造样弹46枚，1993年停产，批生产总数25127枚，月生产率500枚，单价12．3万美元。其主要改进之处，是在A
型基础上改装红外成像导引头，其数字式定心跟踪器使
导弹飞向目标的中心，而不是飞向最大温差点，红外频
段的选择能透过战场上的烟雾，获得昼夜、全天候作战
能力；同时，采用新的少烟固体火箭发动机。
AGM一65F红外成像型制导
1980年10月开始
改进，1985年投产，1989年进入美国海军服役，研
制费和采购费纳入E／F型改进计划，两型总计733．5百万美元，批生产总数亦纳入E型改进计划，E／F两型总计5002枚，单价131万美元。其主要改进之处，
是在D型红外成像导引头的基础上，专为攻击舰艇
目标增加了图像调制处理能力，并采用重量增大到136kg的爆破穿甲战斗部和可调延时引信。
AGM．65G红外成像型制导
雷锡恩公司为第二
主承包商，1990年进入美国空军服役，研制费和采购费纳入D，G型改进计划，两型总计3288．7百万美元，批生产总数亦纳入D／G型改进计划，两型总计
25
127枚，单价12．3万美元。其主要改进之处，是
对D型红外成像导引头的软件进行修改，能攻击范围广泛的目标，通过选择1个特定的瞄准点对大型目标实施攻击；采用重量增大到136kg的爆破穿甲战斗部和可调延时引信，对坦克和装甲目标以及其他坚
固目标实施攻击。此外，采取工程改进措施进一步降
低导弹生产成本。
AGM．65为GPS／红外成像或主动毫米波雷达复合制导型命名为“长角牛”，由休斯导弹系统公司在F型基础上改进研制，以参予美国空军旨在攻击地面关机雷达而提出的称之为“寂静硬杀伤”(项目竞争，1990
年开始在“眼睛蛇”AH．1w武装直升机上试射，以该
型导弹装备武装直升机的可行性进行验证，计划在“阿帕奇”AH．64武装直升机上装备4枚该型导弹。其主要改进之处，是在F红外成像型基础上改装GPS中制导
系统，构成GPS／红外成像复合制导型或者GPS／主动毫
米波雷达复合制导型导弹，并换装涡喷发动机，使射程达到75lanl，获得防区外发射、昼夜、全天候作战、发射后不管、攻击固定／活动目标，以及多目标攻击能力。
在使用红外成像型AGM一65D／F／G时，飞行员操纵飞机使导引头瞄准目标区，在较远的距离上发现并锁定目标，在座舱内的电视监视器上显示该目标图像，使瞄准
框套住目标，即可发射导弹，导引头采
用定心跟踪原理，控制导弹飞向目标为中心的区域，
而无需载机控制，导弹可改变航向，跟踪攻击活动目标，必要时可连续发射攻击目标。
结构和性能特点：该弹采用正常式气动外形布
局，4片后掠三角形弹翼位于弹体中、后部，十字形
尾舵位于弹体尾部，舵面偏转角±350，圆柱形弹体由4块l／4圆弧的弯板铆接而成，弹体内部采用舱段
式结构，分为前段、中段和后段3个舱段，前舱段装
制导与控制电子设备，中舱段为弹体结构部分，后舱
段为飞行控制部分。
各型号导弹的气动外形布局相同，使用同一种弹
体结构、自动驾驶仪和控制系统，各型号的区别在于
导引头：舳型采用电视导引头，装在弹体的前部，
内有电视摄象机(含光学系统、磁场偏转与聚焦线圈、光电摄象管)和电子系统。为保护光电器件，在镜头和光电摄象机之问涂有保护层，在镜头上方装有光敏
元件。C／E型采用半主动激光导引头，D倒G型采用
红外成像导引头，H型采用主动毫米波雷达导引头。
动力装置均采用1台双推力固体燃料火箭发动机，但型号不同：～B／C型采用的是SRl09—1℃一1两级推力固体火箭发动机。D型采用的是D【481两级推力少烟固体火箭发动机，其长为1．02m，直径280mm，重47埏，
助推段(O．5775s)推力4450dN，巡航段(3．495s)推力968
dN，E／F型采用fD确33两级推力无烟固体火箭发
动机，其性能比Tx481有所改进。该系列导弹采用两种战斗部与引信：A倡／D型采用前端点火聚能装药喷流与
爆破型战斗部，总重58．7蚝，装药重37．6蟾，装触发引
信。C：，BIF型采用MKl9钢制穿甲爆破杀伤战斗部，总重136埏，装触发或延时引信(可装定3个延迟时间)。
3发展分析
红外成像制导技术的发展趋势：一是复合制导；二是智能化，三是继续研制多量子阱红外焦平面阵列技术州。
3．1复合制导
复合制导是指导弹在飞行弹道的同一制导段或
不同制导段(如中段或末段)采用两种以上制导方式(如自主制导、遥控和寻的制导)进行制导的技术。随着光、电干扰技术、隐身技术的迅速发展，未来战场环境将变得十分恶劣，单一频段或模式的制导武器
将难于适应未来战争的需求，因而，红外成像复合制
102
红外与激光工程：光电探测与制导技术的发展与应用
第36卷
导已成为制导导弹、炸弹、炮弹发展的重要方向。
红外成像复合制导可以充分发挥各制导体制的
自身优势，互相弥补各自的不足，极大地提高作战效
能和生存能力。
美国研制的战斧一Ⅳ型巡航导弹已投入使用。该型导弹装备有全球定位系统接收机和前视红外传感器，目标景象存储在导弹存储器中。它不仅可用来对地攻击，还能进行反舰作战。
战斧．Ⅳ型多用途导弹采用GPS／惯导加红外成像寻的加超视距目标修正制导方式，使命中精度和突防能力有很大提高。同时，还采用了雷达吸波材料，以及减少导弹电磁、红外特性的隐身技术，航程也将增
大到2
000
km以上。其战斗部可携带317．5kg的高
能炸药，也可投放166复合效应子弹药，因此具有打击地面点状和面状目标的能力，具有较高的穿甲、破片杀伤和燃烧破坏作用。
3．2智能化
智能化复合制导的核心是智能化的信息处理技术，它在很大程度上依赖于软件和信息处理方法。这就要求信息融合技术在现有的硬件和传感器水平上，
寻求新的特征层融合算法、决策层算法和传感器自动
复合策略，从理论上形成一套复合寻的制导信息融合方法。如何将神经网络人工智能、小波变换等各种信息处理方法引入智能寻的制导信息融合技术中正在
引起人们的高度重视。
3．3缝续研制多量子阱红外焦平面阵列技术
目前，美国新一代动能拦截弹，采用了包括双色红外凝视成像在内的多波段复合制导和智能化技术，使拦截弹具有自主识别真假目标的能力。
在红外凝视成像导引头中，对目标和背景成像是
用红外探测器面阵充满物镜焦平面视场的方法来实现的，就是使红外探测器单元与系统观察范围内的目标和背景上的单元一一对应。也就是说，红外凝视成像导引头要使用大面积的特性均匀的红外焦平面阵列。现由硅化铂、锑化铟和碲镉汞等材料制造I】烀PA的技术已经成熟，但还在寻找各种新材料，研制特性
更理想的瓜FPA。其中以多量子阱红外焦平面阵列格外引人注目。
人们通过在半导体中掺入微量杂质的方法研制出各种类型的半导体器件和集成电路，其特性主要是
由半导体内的电场分布和载流子分布决定的，也就是
由杂质分布决定的，因此这种利用掺杂工艺制造器件
的方法也称为杂质工程。在半导体中掺杂的方法有杂
质扩散、杂质离子注入和掺杂外延生长等方法。但该
方法是在自然晶体上利用掺杂形成各种器件，只能改
变能带的形状，不能改变能带的结构。另外，从决定
器件特性的泊松方程和连续性方程来看，仅仅依靠掺杂方法改变器件特性也是不方便的。所以，利用杂质工程来制造器件时，有很大的局限性。
随着美国mM公司开发研制了，在GaAs半导体上做出了超晶格的结构，为半导体器件的研制开辟
了一条崭新的道路。超晶格材料是用现代薄膜生长技术制成的一种新型材料，它是在自然界中从未存在过
的一种全新的人工制造的晶体。超晶格是由2种不同成分的半导体材料以薄层的形式交替排列而成，每一
薄层的厚度只有1～lOI皿，薄层的数目可以达到几百
甚至更多。超晶格实际上是由许许多多半导体异质结
连接而成的，只是由于每一薄层厚度非常小，因而这
些异质结不再是互相孤立的，从整体上就出现了一些单个异质结所不具备的新的特性。
超晶格可以有多种形式的结构。如果窄禁带材料(它形成势阱)的宽度很小，可以和电子的德布罗意
波长相比，而宽禁带材料(它形成势垒)的宽度较大，使两个相邻势阱中的电子波函数不能相互耦合，则这
种超晶格称为多量子阱结构。目前，Mq7l，I胁主
要采用GaAs，AlGaAs超晶格材料。
4结束语
随着新材料，新技术研制和开发，各种新型红外
制导导弹将采用更先进的末制导技术，如红外双色制
导，红外成像制导，多模复合制导等，使红外导弹更加智能化并且具有全方位的攻击能力，在未来现代化战争或局部战争中，红外成像制导技术就显得越来越重要了。
参考文献：
【l】
赵强，刘隆和．红外成像制导及其目标背景特性分析m．航天电子对抗，2006，l，27—29．
【21冷锋，邹振宁．红夕卜成像精确制导武器的光电对抗技术分析们．航天电子对抗，2004，6’51．54．
【31乔亚．红外成像制导对抗技术研究田．激光与红外，2005。12'913—916．【4】
张中南，王富宾，李晓．发展中的红外成像制导技术叨。飞航导弹，2006．1，40q2．
第36卷，增刊
、，01．36
红外与激光工程2007年9月
I玎血aredandLaser
Supple玎∞nt
Engin∞抽g
Sep．2007
红外成像制导技术的发展
任宁
(东北电子技术研究所，辽宁锦州
121000)
摘要：介绍了红外成像制导技术的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出了在现代战争中发展红外成像制导技术的优势和重要性，重点探讨了几种红外成像导引头的技术性能及其特点；最
后分析了红外成像制导技术的未来发展趋势。
关键词：红外成像；制导技术中圈分类号：TN976
文献标识码：A
文章编号：1007—2276(2007)增(探测与制导)．0099一04
DeVelopmentoftheinfraredima酉ngquidancetechnology
侧伽岫Res％rch
inall
coutries
RENNiIlg
hgtiml嚣ofE1ectr0植c
Tc曲nologyJlnzhou121000，(撕na)
Abstract：TheprocessofdeVelopmentoftIlein丘aredIIIlagingguidancetechnologyandequipments
oVer也ewoddanditsmodification
are
descripted．ThetechIlique
perfb咖ance观d
properties
ofthe
i11胁∞ed
IInaging
gllidedseeker
a豫discussedandmeir
deVelopment
tendaIlcy啪
锄alyzed．
Key啪rds：Inf陆edhIlaging；Guidedtechnology
O
引言
1
800，有效作用距离远，抗干扰性好。本文就红外成
像制导技术的发展，作进一步的研究和探讨Ⅲ。
红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外
辐射，以捕获目标红外图象的制导技术，其图象质量与电视相近，但却可在电视制导系统难以工作的夜间和低能见度下作战。红外成像制导技术已成为制导技术的一个主要发展方向。实现红外成像的途径有许多，主要有以下两种：
(1)多元红外探测器线阵扫描成像制导；
1红外成像技术
1．1第一代红外热成像技术
热成像技术的发展始于20世纪50年代，起初只
能研制出基于单元器件的热像仪，场频较低，只限于
小范围应用。直到20世纪70年代中长波碲镉汞
(2)多元红外探测器平面阵的非扫描成像探测器(通常称为凝视焦面阵红外成像制导系统)。红外成像探测
器从20世纪70年代以来已由多元线阵发展到面阵，从
(McT)材料与光导型多元线列器件工艺成熟之后，
热像仪才开始大量生产并装备军队。热像仪的种类繁
近红外发展到远红外。红外凝视焦面阵列探测器的元件
数，对近红外已达107个，对于远红外已达105个，探测率已达1012—1014量级。红外成像制导系统的灵敏度
多，可大致分为二类：一类是通用组件化的热像仪；另一类是按特殊要求设计的热像仪【2J。
美国开始发展的是60元、120元与180元光导
和空间分辨率都很高，动态跟踪范围大，可达l
500．
线列器件并扫的通用组件化热成像体制。它们的帧频
收■日期I
200r7—07—12
作者■介l任宁(197禾)，女，辽宁锦州人，工程师，主要从事电子科技情报的研究。EIllall：nciet@mail．jz睥Jhl．cⅡ
100
红外与激光工程：光电探测与制导技术的发展与应用第36卷
与电视兼容，也是隔行扫描制，每场只有60行、120行和180行，并分别由同步扫描的60元、120元和180元发光二极管对应地显示每帧的图像。在欧洲，
(如美国的“响尾蛇”A蹦一9B、英国的“天空闪光”
等)均采用非制冷的硫化铅探测器，工作波段在
1．3
高空对米格一29一um，作用距离近，在10～15km
以英国的热像仪为代表采用了串并扫体制。它以扫积型光导MCT探测器为基础构成了英国的第二类通用
组件热像仪。这是一种完全电视兼容、分辨率与普通电视相同的热像仪。不论串扫、并扫或串并扫体制的
，而且只能探测飞类目标的作用距离一般为7～8km
机的喷气发动机尾喷管的红外辐射。第二代红外制导导弹(1967年以后)扩大了全向攻击能力，可从目标的前方或侧向攻击目标，如美国的“响尾蛇”A刀M一9L，法国“马特拉”R550等，该类导弹的红外制导系统普遍采用制冷的锑化铟光敏元件，工作波段在3—5“m，其探测的目标主要是发动机尾喷管排出的高温燃气尾焰。第三代红外制导导弹采用红外焦平面阵列探测器的成像制导，探测元件为锑镉汞，可探
热像仪都需要光机扫描。1．2第二代红外热成像技术
(删)器件成像的热像仪，称为第二代热像仪。
随后发展的不用光机扫描而用红外焦平面阵列
由于去掉了光机扫描，这种用大规模焦平面成像的传
感器被称为凝视传感器。它的体积小、重量轻、可靠
测8～14岫的红外辐射，典型产品有美国的
AGM一65D“小牛”空地导弹，AGM．114A“海尔法”
性高。在俯仰方向可有数百元以上的探测器阵列，可
得到更大张角的视场，还可采用特殊的扫描机构，用比通用热像仪慢得多的扫描速度完成3600全方位扫描以保持高灵敏度。
空地导弹等。红外成像制导技术具有在各种复杂战术
环境下自主搜索、捕获、识别和跟踪目标的能力∞’。
红外成像探测真正实现了对飞机的全向攻击，因
1．3第三代红外热成像技术
第三代红外热像技术采用的红外焦平面探测器单元数已达到320X240元或更高(即105—106)，其性能提高了近3个数量级。目前，3～5“m焦平面探测
为这时机身蒙皮的气动加热辐射将成为不可忽视的
辐射源。机身蒙皮的气动加热辐射的特点是辐射面积大，与环境的辐射对比度较小，以点源热点制导为模式的第一、二代导弹对其几乎构不成任何威胁，但目标与背景间微小的温差或自辐射率引起的热辐射分布图像却很适合红外成像探测。美国“战斧”巡航导
器的单元灵敏度又比8～14岬探测器高2。3倍左右。
因而，基于320×240元的中波与长波热像仪的总体性能指标相差不大，所以3—5¨m焦平面探测器在第三代焦平面热成像技术中格外的重要。从长远看，高量子效率、高灵敏度、覆盖中波和长波的HgcdTe焦平面探测器仍是焦平面器件发展的首选。
弹，现已采用了红外双波段成像末制导。
“斯拉姆”是美国海军研制的第四代机载远程对
地攻击导弹，是“鱼叉”反舰导弹的派生型，吸收了
“小牛”空地导弹在红外成像制导、白星眼空地电视制导导弹在数据链方面的先进技术、并加装了GPs接
1．4第四代红外热成像技术
主要采用扫描焦平面4N或6N阵列的第二代前
收机。导弹在距目标只有l111in，即约15km的飞行距
离时接通数据链，弹上的红外成像制导系统开始搜索和捕获目标，并将探测图像通过数据链传输装置发送
视红外系统。扫描焦平面阵列(FPA)是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。它不仅增加线列的
单元数量，而且增加线列(行)数，形成串并扫描，同时采用多级时间延迟和积分(TDI)技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。它采用阻
给跟踪引导飞机的飞行员。美军飞行员通过电视屏幕
可以观察并修正导弹飞行轨迹，选定目标要害部位，锁定目标并引导导弹精确打击。这次空袭中使用的“斯
抗低的光伏型碲镉汞材料，能与硅电荷耦合器电路低
耗耦合。碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构，从而制成混成双片焦平面
拉姆”可能是改进后的AGM一84E增程型，制导方式
。改为电视，红外／GPs制导，圆概率误差提高到4～6m
AGM一88A哈姆反辐射导弹是美国第三代反辐射导弹，现已加装被动红外制导，提高导弹抗干扰能力。
AGM．65D红外成像型制导
雷锡恩公司为第二
主承包商，1974年开始改进，1975年11月开始飞行试
阵列红外成像探测器。
2武器装备
20世纪50年代开始研制的第一代红外制导导弹
验，1981年12月投产，1983年进入美国空军服役，1986年完成DI／G两型改进计划，研制费198．6百美元，采
增刊任宁：红外成像制导技术的发展
101
购费3090．1百万美元，总计3288．7百万美元，制造样弹46枚，1993年停产，批生产总数25127枚，月生产率500枚，单价12．3万美元。其主要改进之处，是在A
型基础上改装红外成像导引头，其数字式定心跟踪器使
导弹飞向目标的中心，而不是飞向最大温差点，红外频
段的选择能透过战场上的烟雾，获得昼夜、全天候作战
能力；同时，采用新的少烟固体火箭发动机。
AGM一65F红外成像型制导
1980年10月开始
改进，1985年投产，1989年进入美国海军服役，研
制费和采购费纳入E／F型改进计划，两型总计733．5百万美元，批生产总数亦纳入E型改进计划，E／F两型总计5002枚，单价131万美元。其主要改进之处，
是在D型红外成像导引头的基础上，专为攻击舰艇
目标增加了图像调制处理能力，并采用重量增大到136kg的爆破穿甲战斗部和可调延时引信。
AGM．65G红外成像型制导
雷锡恩公司为第二
主承包商，1990年进入美国空军服役，研制费和采购费纳入D，G型改进计划，两型总计3288．7百万美元，批生产总数亦纳入D／G型改进计划，两型总计
25
127枚，单价12．3万美元。其主要改进之处，是
对D型红外成像导引头的软件进行修改，能攻击范围广泛的目标，通过选择1个特定的瞄准点对大型目标实施攻击；采用重量增大到136kg的爆破穿甲战斗部和可调延时引信，对坦克和装甲目标以及其他坚
固目标实施攻击。此外，采取工程改进措施进一步降
低导弹生产成本。
AGM．65为GPS／红外成像或主动毫米波雷达复合制导型命名为“长角牛”，由休斯导弹系统公司在F型基础上改进研制，以参予美国空军旨在攻击地面关机雷达而提出的称之为“寂静硬杀伤”(项目竞争，1990
年开始在“眼睛蛇”AH．1w武装直升机上试射，以该
型导弹装备武装直升机的可行性进行验证，计划在“阿帕奇”AH．64武装直升机上装备4枚该型导弹。其主要改进之处，是在F红外成像型基础上改装GPS中制导
系统，构成GPS／红外成像复合制导型或者GPS／主动毫
米波雷达复合制导型导弹，并换装涡喷发动机，使射程达到75lanl，获得防区外发射、昼夜、全天候作战、发射后不管、攻击固定／活动目标，以及多目标攻击能力。
在使用红外成像型AGM一65D／F／G时，飞行员操纵飞机使导引头瞄准目标区，在较远的距离上发现并锁定目标，在座舱内的电视监视器上显示该目标图像，使瞄准
框套住目标，即可发射导弹，导引头采
用定心跟踪原理，控制导弹飞向目标为中心的区域，
而无需载机控制，导弹可改变航向，跟踪攻击活动目标，必要时可连续发射攻击目标。
结构和性能特点：该弹采用正常式气动外形布
局，4片后掠三角形弹翼位于弹体中、后部，十字形
尾舵位于弹体尾部，舵面偏转角±350，圆柱形弹体由4块l／4圆弧的弯板铆接而成，弹体内部采用舱段
式结构，分为前段、中段和后段3个舱段，前舱段装
制导与控制电子设备，中舱段为弹体结构部分，后舱
段为飞行控制部分。
各型号导弹的气动外形布局相同，使用同一种弹
体结构、自动驾驶仪和控制系统，各型号的区别在于
导引头：舳型采用电视导引头，装在弹体的前部，
内有电视摄象机(含光学系统、磁场偏转与聚焦线圈、光电摄象管)和电子系统。为保护光电器件，在镜头和光电摄象机之问涂有保护层，在镜头上方装有光敏
元件。C／E型采用半主动激光导引头，D倒G型采用
红外成像导引头，H型采用主动毫米波雷达导引头。
动力装置均采用1台双推力固体燃料火箭发动机，但型号不同：～B／C型采用的是SRl09—1℃一1两级推力固体火箭发动机。D型采用的是D【481两级推力少烟固体火箭发动机，其长为1．02m，直径280mm，重47埏，
助推段(O．5775s)推力4450dN，巡航段(3．495s)推力968
dN，E／F型采用fD确33两级推力无烟固体火箭发
动机，其性能比Tx481有所改进。该系列导弹采用两种战斗部与引信：A倡／D型采用前端点火聚能装药喷流与
爆破型战斗部，总重58．7蚝，装药重37．6蟾，装触发引
信。C：，BIF型采用MKl9钢制穿甲爆破杀伤战斗部，总重136埏，装触发或延时引信(可装定3个延迟时间)。
3发展分析
红外成像制导技术的发展趋势：一是复合制导；二是智能化，三是继续研制多量子阱红外焦平面阵列技术州。
3．1复合制导
复合制导是指导弹在飞行弹道的同一制导段或
不同制导段(如中段或末段)采用两种以上制导方式(如自主制导、遥控和寻的制导)进行制导的技术。随着光、电干扰技术、隐身技术的迅速发展，未来战场环境将变得十分恶劣，单一频段或模式的制导武器
将难于适应未来战争的需求，因而，红外成像复合制
102
红外与激光工程：光电探测与制导技术的发展与应用
第36卷
导已成为制导导弹、炸弹、炮弹发展的重要方向。
红外成像复合制导可以充分发挥各制导体制的
自身优势，互相弥补各自的不足，极大地提高作战效
能和生存能力。
美国研制的战斧一Ⅳ型巡航导弹已投入使用。该型导弹装备有全球定位系统接收机和前视红外传感器，目标景象存储在导弹存储器中。它不仅可用来对地攻击，还能进行反舰作战。
战斧．Ⅳ型多用途导弹采用GPS／惯导加红外成像寻的加超视距目标修正制导方式，使命中精度和突防能力有很大提高。同时，还采用了雷达吸波材料，以及减少导弹电磁、红外特性的隐身技术，航程也将增
大到2
000
km以上。其战斗部可携带317．5kg的高
能炸药，也可投放166复合效应子弹药，因此具有打击地面点状和面状目标的能力，具有较高的穿甲、破片杀伤和燃烧破坏作用。
3．2智能化
智能化复合制导的核心是智能化的信息处理技术，它在很大程度上依赖于软件和信息处理方法。这就要求信息融合技术在现有的硬件和传感器水平上，
寻求新的特征层融合算法、决策层算法和传感器自动
复合策略，从理论上形成一套复合寻的制导信息融合方法。如何将神经网络人工智能、小波变换等各种信息处理方法引入智能寻的制导信息融合技术中正在
引起人们的高度重视。
3．3缝续研制多量子阱红外焦平面阵列技术
目前，美国新一代动能拦截弹，采用了包括双色红外凝视成像在内的多波段复合制导和智能化技术，使拦截弹具有自主识别真假目标的能力。
在红外凝视成像导引头中，对目标和背景成像是
用红外探测器面阵充满物镜焦平面视场的方法来实现的，就是使红外探测器单元与系统观察范围内的目标和背景上的单元一一对应。也就是说，红外凝视成像导引头要使用大面积的特性均匀的红外焦平面阵列。现由硅化铂、锑化铟和碲镉汞等材料制造I】烀PA的技术已经成熟，但还在寻找各种新材料，研制特性
更理想的瓜FPA。其中以多量子阱红外焦平面阵列格外引人注目。
人们通过在半导体中掺入微量杂质的方法研制出各种类型的半导体器件和集成电路，其特性主要是
由半导体内的电场分布和载流子分布决定的，也就是
由杂质分布决定的，因此这种利用掺杂工艺制造器件
的方法也称为杂质工程。在半导体中掺杂的方法有杂
质扩散、杂质离子注入和掺杂外延生长等方法。但该
方法是在自然晶体上利用掺杂形成各种器件，只能改
变能带的形状，不能改变能带的结构。另外，从决定
器件特性的泊松方程和连续性方程来看，仅仅依靠掺杂方法改变器件特性也是不方便的。所以，利用杂质工程来制造器件时，有很大的局限性。
随着美国mM公司开发研制了，在GaAs半导体上做出了超晶格的结构，为半导体器件的研制开辟
了一条崭新的道路。超晶格材料是用现代薄膜生长技术制成的一种新型材料，它是在自然界中从未存在过
的一种全新的人工制造的晶体。超晶格是由2种不同成分的半导体材料以薄层的形式交替排列而成，每一
薄层的厚度只有1～lOI皿，薄层的数目可以达到几百
甚至更多。超晶格实际上是由许许多多半导体异质结
连接而成的，只是由于每一薄层厚度非常小，因而这
些异质结不再是互相孤立的，从整体上就出现了一些单个异质结所不具备的新的特性。
超晶格可以有多种形式的结构。如果窄禁带材料(它形成势阱)的宽度很小，可以和电子的德布罗意
波长相比，而宽禁带材料(它形成势垒)的宽度较大，使两个相邻势阱中的电子波函数不能相互耦合，则这
种超晶格称为多量子阱结构。目前，Mq7l，I胁主
要采用GaAs，AlGaAs超晶格材料。
4结束语
随着新材料，新技术研制和开发，各种新型红外
制导导弹将采用更先进的末制导技术，如红外双色制
导，红外成像制导，多模复合制导等，使红外导弹更加智能化并且具有全方位的攻击能力，在未来现代化战争或局部战争中，红外成像制导技术就显得越来越重要了。
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