制导引信一体化技术发展现状及趋势

制导引信一体化技术发展现状及趋势

陶徳智

江南机电设计研究所  贵州贵阳  550009

摘要：高效的引战配合是以获取丰富而准确的弹目交会信息为前提的。对于精确打击弹药而言，制导引信一体化技术是提高引战配合效率、进而提高武器系统整体作战效能的有效手段，也是当前引战配合技术发展的重要趋势。目前，制导引信一体化技术大致分为硬件一体化、信息一体化和功能一体化等3种类型，本文对制导引信一体化技术发展现状及趋势进行综述性分析。

关键词：制导引信一体化；引战配合

1 概述

目前，开展制导引信一体化（Guidance Integrated Fuse，GIF）技术研究，不再将制导系统和引信系统看成是独立的两部分或简单的信息链关系而将二者协同起来考虑，充分利用导引头和引信提供的弹目交会信息实现战斗部自适应起爆控制是提高引战配合效率、进而提高武器系统整体作战效能的最佳措施之一。具体来说，制导引信一体化技术是指在武器系统研制过程中，将导引头与引信的工作体制、结构设计、电路设计、信号处理及信息利用等方面进行综合考虑，使得引信能充分利用包括自身在内的弹上设备实时获取目标信息，在末制导段结合目标几何特征和易损部位信息调整弹体运动姿态，实现对弹体姿态、弹目交会的主动优化，从而在进入引信作用范围（即遭遇段）后，引信能适时起爆战斗部毁伤目标，以达到充分利用弹上测量信息、减少导弹体积及重量、提高引战配合效率的目的。

制导引信一体化的中心内容是信息共享和设备共用，最终目的是提高引战配合效率、抗干扰性和可靠性。就信息共享和设备共用的关系而言，信息共享是关键，确立了信息共享原则，就可以对制导与引信相关设备、结构等方面进行合理地改进。目前，基于防空导弹武器系统对所攻击目标类型和对引战配合效率的不同要求，从信息共享和设备共用的紧密程度和功能需求的角度出发，将制导引信一体化技术大致分为以下3个类型：

（1）硬件一体化型

硬件一体化型的GIF引信彻底改变了传统引信独立舱段、侧向近场环视探测的传统模式，将引信与导引头这两个原本独立的系统在结构和功能设计上融为一体。在弹道末段，GIF引信利用制导探测系统、DSP等信号高速处理平台和相关起爆控制算法，实现引信对目标的前向探测，丰富了弹目交会信息量及其精度，同时延长引信信息处理时间，既起到制导导弹的作用又能完成对战斗部的起爆控制，从而更精准地控制战斗部适时起爆的作用。

（2）信息一体化型

对于应用信息一体化型GIF技术的武器系统，其制导和引信系统拥有各自独立的舱段和信息处理系统。在末制导段，制导系统在确保完成制导工作的同时，可利用自身的软硬件资源，通过先进的数字信号处理方法获取引战配合所需的远场弹目交会信息；进入遭遇段后，引信利用自己独立的侧向近场目标探测装置（Target Detecting Device，TDD）实现对目标的近场探测，获取近场弹目交会信息；最后，GIF引信将制导和引信自身探测的信息进行数据融合，得出引信最佳启动延时控制战斗部起爆，实现最佳引战配合。

（3）功能一体化型

所谓功能一体化型，是指导引头和引信系统独立存在而功能互相补充，在制导引信信息一体化的基础上，从武器系统实现最大毁伤效果的角度出发，它不要求制导系统的脱靶量最小而要求其为引信起爆战斗部创造最有利条件，使导弹获得对目标的最大杀伤概率。

2 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

国外对于制导引信一体化技术研究重点是信息一体化型，其中应用于武器最成功的就是美国的AIM-120中距空空导弹。AIM-120先进中距空空导弹（Advanced Medium Range Air-To-Air Missile，AMRAAM）是美国雷锡恩公司研制的全向型、多用途、多目标中距空空导弹，是当今世界服役最早、分布最广的第四代主动雷达型中距空空导弹，其技术性能较先进，已经在多次局部战争中取得辉煌的战绩。它在导引头万向支架上安装了一个综合射频处理机，把导航、雷达、制导、数据链路、引信调整装置、导弹程序控制和自检功能综合在一起，起爆算法中综合利用了导引头和引信探测装置提供的目标信息，在拦截空袭目标时，实现了引战配合的最佳效率。

为了对抗我国研制的霹雳-15空空导弹，美空军联合陆军、海军和洛克希德-马丁公司于2017年启动了“联合先进战术导弹”（JATM）项目，AIM-260就是JATM的代号，该导弹于2021年在美国佛罗里达州的廷德尔空军基地进行了30余次的试飞试验，预计2022年底形成初始作战能力。目前，虽有不少专家和媒体预测AIM-260很有可能继续沿用AIM-120所采用的制导引信一体化技术，但尚无相关资料证实。

对于硬件一体化型，美国的“麻雀-3”空空导弹、“爱国者”改进型PAC-3防空导弹以及俄罗斯的S-300V防空导弹是为数不多的将硬件一体化GIF技术实际应用的产品。

对于功能一体化型，国外资料较少。

2.2

国内研究现状

目前，国内主要围绕制导引信一体化技术（主要是信息一体化和硬件一体化）、可变波束相控阵引信设计等提出引战配合方法，在弹目遭遇段，充分利用导引头及引信信息，实现“全公式化”自适应起爆控制，适时引爆战斗部对目标进行精确毁伤。研究重点主要围绕以下两个方面：

1）信息一体化型。目前已在国内诸多防空导弹上得到应用，并取得了较好的效果。如国内现役的XX-9、XX-11系列等采用了主动雷达导引头和无线电引信，其中XX-9系列在导引头万向支架上安装了前向引信，以提高对高速TBM目标的拦截能力，XX-11无线电引信具备目标方位识别功能，提高了定向战斗部毁伤目标能力，导弹引信均采用“全公式化”的引战配合，充分利用主动雷达导引头提供的弹目距离信息、角度信息、视线角速度等信息计算引信最佳起爆延时，获得了良好的引战配合效果。

2）硬件一体化型。即引信与导引头硬件合二为一，导引头等制导系统通过信号的处理，既起到制导导弹的作用，又起到引信控制战斗部适时起爆的作用。为了提高制导导弹引信的起爆控制精度，李宁等人[1]提出一种基于红外导引头、激光测距仪测量数据的一体化信息融合方法。该方法采用红外导引头，通过处理目标的红外图像得到目标图像序列以及弹目运动模型中的角度信息，由激光测距系统得到弹目之间的距离信息，再通过弹上计算机进行信息处理即可得到起爆信号以及起爆方位，采用集中式融合系统的并行处理机构得到制导引信一体化信息，该方法实质上采用的是硬件一体化技术。

3 结语

制导引信一体化的中心是信息共享，而将其分为硬件一体化型、信息一体化型和功能一体化型三类的依据主要是制导和引信系统的设备是否共用。其中，硬件一体化型是将制导与引信系统的物理设备进行共用，将二者合二为一，大大减少这两个信息处理系统所占的弹上空间和重量，这是制导引信一体化技术中最理想的一种类型，但其需要将制导系统和引信系统的电路结构、天线波束设计、信号处理过程进行统一设计，要综合考虑各种干扰因素，起到既制导导弹又控制战斗部适时起爆的作用，实现难度最大；信息一体化型不用改变制导系统和引信系统的结构和相对位置布局，只需要综合利用二者获取的弹目信息，这种模式实现起来相对容易，这也是其在国内外多个武器型号上广泛应用的主要原因；功能一体化型是在信息一体化型的基础上，以对引战配合效率最大化为原则，通过进行目标易损特性等研究，将目标的参数考虑在引战系统设计中，从而提高引战配合效率。因此，研究硬件一体化技术和功能一体化技术对提升武器系统整体作战效能具有重要的现实意义。

参考文献

[1]李宁,韦道知,张曌宇,等. 制导引信一体化信息融合技术 [J]. 电光与控制, 2021, 28 (10): 94-98.