定向红外对抗系统技术的应用原理

随着激光、红外技术的不断发展，以及光电侦察、预警和防护系统的广泛应用，近年来，光电对抗成为发展最快、最引人注目的技术领域之一。作为一门新兴的学科，其基本目的是如何解决对一定距离的光电设备（ 如激光测距仪、红外热象仪以及激光、红外、电视制导系统等）的快速、精确定位，并进一步对抗这些光电设备。在这一过程中，就基本技术而言，它涉及目标的发现与定位、目标的损伤与破坏机理及破坏过程等。本文着重对复杂背景下光电目标的探测与精确定位、光电对抗系统的作用距离以及高精度平稳跟踪等关键技术进行了分析。

在庞杂的地物背景下，仅仅依靠目标的漫反射来判定其位置是极其困难的。在光电对抗系统中，精确发现与定位目标的基本理论是建立在“猫眼效应”之上。当目标具有光学系统时，在作用波长范围内，如果一束很窄的激光射入目标光学系统视场，该系统本身的透镜组或焦平面上的反射元件（如瞄准系统、光电传感器光敏面、阴极射线管等）将使焦面后向反射，即在探测过程中，入射光沿原光路返回，这一特定现象就称之为“猫眼效应”。

                            定向红外计数器测量系统（DIRCM）旨在应对任何地对空红外威胁，具有第一代，第二代和第三代红外导引头。 这种类型的红外导引头被称为信号处理导引头，因为它们通过解调放置在红外探测器（在多色导引头的情况下为探测器）前面的旋转标线产生的信号来确定其目标位置。 图1提供了导引头生成的此类信号的示例：在该示例中，目标的方向由信号的相位给出，幅度提供与导引头视场中心的距离的估计值。 为了有效地混淆导引头的解调系统，DIRCM必须将调制信号（所谓的干扰码）注入导引头的红外探测器，该信号可以被导引头识别为有效的目标位置。

调制红外激光束是DIRCM系统用于将干扰代码注入导引头探测器的手段。 激光器必须具有以下特征才能成功：

其波长必须在导引头的检测器波段内。

必须足够坚固以覆盖平台的 IR 签名。

DIRCM系统的激光发射通常在SWIR和MWIR波段。
新的发展开始研究长波红外和紫外线源的使用，以扩大这类系统的功效范围。 激光功率定义了DIRCM可以保护的平台类别。
小型直升机的红外发射相对较低，因此有限的激光辐射强度可以掩盖其红外特征。
对于宽体喷射运输保护，DIRCM 系统必须具有更高功率水平的红外激光器，以实现足够高的 J over S（干扰功率与平台特征的比率）。

图3.诺斯罗普·格鲁曼公司的 CIRCM

典型的红外制导地对空导弹在距离目标平台 2 到 5 公里的地方发射。
在此间隔内，接合可以持续 3 到 10 秒。
接近的导弹通常由导弹预警系统检测到，该系统消耗大约2秒的总时间预算（通常用于基于紫外线的传感器;基于红外的传感器具有更长的检测范围，通常，误报率更高）。

图 2 显示了从 MWS 执行的目标检测开始的 DIRCM 接合过程的四个阶段：

MWS探测目标并指定DIRCM向其提供有关接近导弹到达方向的信息;

一旦被指定，DIRCM将其视野指向可能的目标;

就位后，DIRCM扫描其视野以定位并开始跟踪MWS指定的目标;

如果定位并确认了目标，DIRCM 通过激活激光并保持对目标的精细跟踪来开始其干扰操作。

值得注意的是，从MWS指定目标到DIRCM到激活目标上的激光（步骤2，3和4）的整个过程不到1秒。

DIRCM系统可以安装在多炮塔配置中，以扩展系统的领域，以保护平台免受来自任何到达方向的威胁。
多炮塔配置可以避免盲点，特别是对于大型飞机安装。

诺斯罗普·格鲁曼公司的CIRCM（通用红外对抗，图3）专门设计用于保护旋翼和中型固定翼飞机免受红外导弹的伤害。此解决方案基于开放式架构构建，可与现有硬件配合使用，简化升级，并保持较低的生命周期成本。
诺斯罗普·格鲁曼公司的解决方案使用紧凑型指针/跟踪器、轻量级 COTS 处理器和先进的量子级联激光器 （QCL） 技术，以提高可靠性和可扩展性。

Mini-MUSIC（图4）是Elbit Systems的紧凑，轻量级DIRCM系统。它提供高性能的DIRCM解决方案，以保护所有类型的旋转翼和固定翼飞机免受热导肩导弹的影响。
这些系统将先进的光纤激光技术与精确、高速率的热跟踪器和小型、高动态的镜面转盘集成在一起，为安装平台提供有效、可靠和经济的保护。

iysis DIRCM（图5）建立在Leonardo提供2500多个DIRCM指针/跟踪器的经验之上，用于保护50多种旋转翼和固定翼平台类型。
Miysis DIRCM 系统具有尺寸、重量和功率特性，同时不影响其久经考验的自我保护干扰能力。
该设计利用了最新的开放式架构概念，使其可以作为独立的DIRCM安装在飞机上，也可以作为防御辅助系统的一部分集成。

ELT/577 QUIRIS DIRCM系统（图6）是Elettronica S.p.A.最新的DIRCM系统，QUIRIS设计为轻巧紧凑的系统，
可轻松安装在从小型直升机到宽体运输机的各种安装平台上。
QUIRIS基于高功率量子级联激光发射器。QCL技术是此类应用的最新技术：它以非常紧凑的外壳，减轻重量和非常高效的功耗，确保了输出功率和光束质量方面的高性能。
QUIRIS受益于Elettronica在DIRCM系统设计和集成方面的所有经验和专有技术。
可以考虑单、双或三转塔配置，以扩展系统在宽体平台上的保护范围。这种配置利用了ELT专利的多炮塔DIRCM管理系统。
此外，QUIRIS还受益于ELT专利DIRCM-Flare协调引擎，将保护范围扩展到下一代红外成像威胁。

DAIRCM是由DRS Technologies（现为Leonardo DRS）开发的飞机保护系统，它将导弹探测，敌方火力指示和态势感知与导弹挫败能力相结合，可检测来袭威胁并可以应对和干扰它们。该系统从最初由美国海军研究实验室（NRL）开发的技术中分离出来，使用单个传感器进行双色红外（IR）导弹警告，并使用宽视场万向节进行基于激光的定向红外对抗。AN/AAQ-45（V），DAIRCM，处于飞机防御保护技术的最前沿，由莱昂纳多DRS开发。

编辑：峰会