为了使导弹具备全天候作战和抗干扰能力, 设计了一种红外/激光/毫米波共孔径光学系统。通过计算设计参数, 确定了共孔径光学系统总体构型: 3个波段共用抛物面主镜;次镜反射红外和激光, 透射毫米波。长波红外模式采用光学被动无热化技术, 设计的光学系统能够保证高低温下的成像性能。半主动激光模式探测器离焦后, 获得激光光斑仿真结果, 表明线性区内满足四象限探测器使用要求。毫米波模式优化次镜后, 计算远场光强分布, 导出的半功率波束角和旁瓣电平均符合设计要求。红外/激光/毫米波共孔径光学系统可以应用于多模复合制导**, 能够较好地适应目标和环境, 显著提高作战效能。

为模拟实战环境下半主动激光制导的目标回波能量, 设计并研制了注入式激光能量模拟设备。对激光制导能量传递过程及模拟技术进行研究。首先, 针对激光制导**工作过程, 建立了激光在大气中传输发生散射与衰减的模型, 并针对实战中存在的各种烟雾、降雨、干扰烟剂等进行建模仿真。接着, 设计了激光目标回波能量模拟器的总体方案, 选用DPS-A激光器和布儒斯特角薄膜偏振器模拟激光衰减过程。设计了光纤耦合与匀光准直系统。最后, 构建了激光制导半物理仿真系统, 分别进行了激光回波能量模拟实验、激光导引头标定与激光末制导试验。实验结果表明: 激光能量模拟误差小于30%,导引头线性角度范围内残差小于008°, 测角精度小于045 mrad, 末制导过程体视线角跟踪误差小于02°。该系统可模拟多种实战环境中激光能量传输情况, 且精度高, 能够满足激光制导半物理仿真要求。

为提高激光导引头测角精度, 研究了激光导引头测角误差的来源, 并分析了直写式激光导引头标定系统误差。首先, 分析了激光导引头内光学系统和探测器安装误差对导引头测角的影响; 其次, 介绍直写式激光导引头标定系统的工作原理, 给出理想条件下转台转角和导引头测角关系; 再次, 为了提高标定后导引头测角精度, 分析了标定系统存在的安装误差; 最后, 针对一次实际的标定过程, 结合文中分析方法对标定系统误差进行了校正, 导引头零位误差由校正前的2.5 mrad降低到了1 mrad以内。文中结论为直写式激光导引头标定系统中的结构安装精度要求提供了分析方法, 进而提高了标定后激光导引头的测角精度。

激光制导**半实物仿真中通过对激光能量精确控制, 来逼真模拟战场环境下激光导引头接收到的激光能量。需要对激光能量模拟误差进行分析研究, 以保证半实物仿真的可信度。重点分析了半实物仿真中激光信号传输的全过程, 给出了激光信号传输各环节引起的能量控制不确定度; 提出了激光能量密度模拟误差模型和误差分析方法, 举例说明了该误差分析方法的具体应用, 并设计实验验证了模型准确性。根据误差分析模型, 可有效评估激光能量密度模拟误差, 优化仿真想定设计, 保证半实物仿真结果精度。

积分比例导引制导是适用于全捷联半主动激光导引头的一种典型制导方案。为解决该制导方案下的命中精度分析问题, 提出了一种基于伴随法的精度分析方法。首先, 建立了积分比例导引制导律模型, 并给出了一种具有较强工程实用性的积分比例导引制导律实现方法; 其次, 在分析制导回路各项误差源特性的基础上, 利用伴随法得到了各误差源对脱靶量的影响。分析结果表明, 制导精度与比例导引导航比、自动驾驶仪的动态特性密切相关。得到的结论可以为工程上利用全捷联半主动激光导引头进行制导提供重要参考。

介绍了一种紧凑型的半主动激光、红外、雷达三模复合光学系统, 半主动激光、红外光学系统采用折反式光路结构, 雷达系统采用抛物面天线发射接收信号。 3种导引模式共用一个主反射镜, 半主动激光系统与红外系统在主反射镜处光线分离, 雷达波与红外光在主反射镜共口径反射后, 在次反射镜处信号分离, 在紧凑空间内实现了 3种导引模式的融合。