智能雷弹引信探测基础理论：灵巧而高效

根据智能雷弹灵巧引信使用的不同传感器，其感知模型可分为全向感知模型和有向感知模型。全向感知模型往往采用被动传感器（如声、磁、震动等）来探测目标：目标地震动信号可采用浮动阈值、过零分析法和FFT来区分人员、轮式车辆和坦克等目标。但是地震动传感器很容易受到战场地形影响，如松软的土壤、水池等会大大降低其灵敏度。另外，对于地震动信号的处理需要用到DSP等处理芯片，且地震动传感器的价格比较昂贵，导致这种探测模式成本较高。磁探测的探测距离较小，难以实现较大范围的监控。被动声探测不受地形的遮挡，利用目标自身的噪声进行探测和识别，抗电磁干扰能力强，虽然容易受到风、雨等环境的影响，但依旧能够可靠地预警远距离的目标，所以在智能雷上多采用被动声探测作为预警手段。这些被动传感器具有隐蔽性好、受环境干扰小的特点，所以被广泛运用。然而，其感知范围以节点为中心、以感知距离为半径的圆形区域，只能做出目标是否在感知范围的决策，无法分辨出目标的距离和方位，不能满足弹药精确打击目标的方位要求。而利用阵列的探测技术虽然能够对目标进行定位，但由于阵列体积通常较大，很难应用到能够大规模抛撒、体积受限的区域封锁子弹药中。

主动探测技术由于波束较小、能够较为精确地探测到目标距离和方位而逐渐成为研究的热点。表8.1列出了主要的几种近程主动探测技术，并分析了它们的优缺点。

表8.1　近程主动探测技术性能比较

然而上述的主动探测技术功耗较大，难以满足能源受限的区域封锁子弹药，因此将被动探测技术作为预警信号。智能雷普遍采用被动预警+近程探测的模式，预警一般采用声或地震动的探测方式，而近程探测常采用声、磁、红外、激光或毫米波的作用方式；在攻击时作为发射架，以动能弹或末敏弹作为最终的打击手段。如：意大利SB-MV1反坦克智能雷采用震动+磁复合探测模式，英法联合研制的“阿帕杰克斯”反坦克智能雷采用震动+红外的复合探测模式，美国的XM93反坦克智能雷采用了声+震动+红外复合探测模式，而英法德联合研制的“阿吉斯”反直升机智能雷采用声+红外的复合探测模式。

智能雷探测原理如图8.4所示。(www.xing528.com)

图8.4　智能雷声目标识别系统的基本构成

传感探测器完成目标信号的接收任务，将目标信号转变为电信号，以便于后续信号处理。

信号预处理包括硬件和软件的信息预处理，主要是针对采集到的信号进行数字滤波、去噪等，提高信号的信噪比，以便更准确地进行目标识别。

特征提取是智能雷引信探测目标识别系统中最重要的一环，也是目标识别的关键技术。其主要任务是从信号中提取出最能代表或区分目标类型的固有的、本质的特征，进行量测并将结果数字化或将信号分解并符号化，形成特征矢量或符号串、关系图，从而产生代表目标的模式。特征可分为时域特征和频域特征，由于频域信息更能反映目标特性，因此在信号处理中，通常将采集到的时域波形信号变换为频域中的等效形式，再利用频谱识别目标。