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“精导”科普万花筒(19)光学制导受限“云雾风雨”

时间:2022-07-06 12:41:31 来源:科普之家 作者:国防电子信息 栏目:军事 阅读:98

气象环境对光学(特别是激光)制导武器的使用具有重要的影响。

首先看云的影响:一方面,云内含有大量的水汽,它会吸收和散射可见光、红外和微波的传输能量,使导引头接收信号变弱、探测距离下降,某些情形下会使制导武器失明;另一方面,云内气体分子的剧烈运动含有丰富的红外能量,当与目标辐射能级相当时,会使红外制导武器无法从自然背景中区分出目标。

再看雾。我们知道雾是由水蒸气、气溶胶、灰尘等各种小微粒共同组成,这些微粒的尺寸通常比可见光和红外波长要大很多,因此会产生非选择性的散射,它不仅会影响可见光的能见度,还会影响红外的传输,也会对毫米波和亚毫米波造成一定的影响。下图为晴朗天气下和雾天下光学图像的对比情况。

晴朗和雾天下可见光图像的对比

风的影响主要体现在以下三个方面:首先,风会引起地面植被以及海浪的剧烈运动,扩展地海杂波的谱宽度,影响其统计特性,对雷达制导武器的动目标捕获性能具有很严重的影响;其次,风会影响海洋表面及表面气流的复杂运动,这会对低角度的传播特性,产生重要的影响;第三,强风尤其是强侧风会影响制导武器的稳定飞行,增加制导控制系统的误差。

雨的影响主要分两个方面:一是衰减,雨水会衰减可见光、红外和微波的传输能量;二是雨杂波,雨会对电磁波产生较强的后向散射,形成所谓的气象杂波,从而影响目标的检测。下表给出了8毫米电磁波的雨衰数据。

8毫米电磁波(35GHz)雨衰数据表

由表可见,重雨(比如说6mm/h)对于1km处的目标,双程的雨衰可以达到8dB,对于探测性能而言,这种影响是非常严重的。此外像雪、沙暴、日光等气象条件也会对制导武器产生重要的影响。(来源:国防科技大学“科普中国”共建基地)

被雪覆盖的目标

日光

沙暴

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