電子引信

電子引信是一種利用雷達、雷射等電子技術感知目標並控制引爆的精密裝置，能依據預設條件在最佳時機引爆彈藥戰鬥部。二戰後期，無線電近炸引信投入使用。20世紀90年代，引信進入智慧型化發展階段，微機電系統與衛星導航技術開始融合。此後，智慧型引信技術得到發展，全電子引信亦實現套用。

基本介紹

• 中文名：電子引信

分類

現代武器的引信按結構可以分為機械式和電子式兩大類，近炸引信屬於電子引信範疇。

近炸引信在目標附近引爆，包括無線電引信、紅外線引信、雷射引信等子類型。觸發引信通過撞擊或接觸目標引爆，在機械觸發的基礎上，發展出電觸發、組合式觸發等類別。時間引信按預設時間引爆，發展出機械時間引信、電子時間引信等子類型。

按探測原理分類，電子引信可分為制導引信、電感引信、靜電引信（電場引信）、磁引信、聲引信、光引信等。

隨著技術發展，出現了可程式引信、彈道修正引信以及融合多種技術的智慧型引信、多模（複合）引信（如觸發+近炸、雷射+近炸）等。

工作原理

電子引信通常通過雷達、雷射等感測器感知目標信息或環境參數，經信號處理電路和邏輯控制單元進行分析與判斷，當測量值達到預設的引爆閾值時輸出電脈衝信號引爆戰鬥部。其信號經過濾波、放大、AD變換後送入FPGA進行數位訊號處理。可程式引信能根據火控系統的計算結果設定引爆閾值。

無線電近炸引信通過收發無線電信號，判斷信號的頻率、幅度和持續時間是否均達到閾值來引爆彈藥。紅外線近炸引信通過用紅外線接收器接收不同方向紅外信號來判斷目標所在位置，一般用於艦空飛彈。這種引信結構簡單，缺點是容易受到太陽光和反射光的干擾。

雷射近炸引信通過向外發射雷射束再接收反射信號來精確判斷目標距離，達到預設引爆閾值時，引信才會引爆彈藥。雷射引信通過輻射的雷射光束探測物質反射回來的光而工作。這種引信不僅爆炸點位精確，抗輻射和電磁干擾的能力也較強，通常用於防空飛彈或反輻射飛彈。半導體雷射器是唯一能用於彈上引信的雷射器。

毫米波FMCW雷達近炸引信採用三角波線性調頻體制。其硬體平台原理為：採用三角波線性調頻毫米波振盪源，經天線輻射等幅調頻波，經過與目標距離成正比例的時間延遲Δt，由目標反射並被引信接收天線接收，經混頻後輸出差拍信號。該差拍信號的頻率即拍頻fb與時間延遲Δt成正比，也與目標距離成正比。該信號經過濾波、放大、AD變換後送入FPGA進行數位訊號處理，通過FFT、求模、求極值、判決等一系列處理，得到引信相對目標的速度、距離信息。在三角波上升沿和下降沿，由於都卜勒效應，差拍頻率會分別升高和降低，通過對兩者進行和差運算可分別解算出平均距離和都卜勒速度。

地雷電子引信可利用感應線圈感應外界磁場變化，振動感測器測定振動大小，紅外感測器用於測距，測量數值經過放大電路處理後傳給控制電路，經控制電路處理輸出脈衝信號引爆地雷。一種有磁場探測裝置的電子引信可在車輛或攜帶金屬物品的人靠近時引爆地雷。

觸髮式電子引信可通過慣性開關等機構實現可靠引爆。例如一種觸髮式電子引信短路開關，在飛彈命中目標前能夠可靠短接引信火工品電路，在飛彈命中目標時，慣性子撞擊絕緣座使電路斷開，從而輸出引爆信號。

為提高可靠性，現代電子引信採用複雜的信號處理算法。例如，通過設定多個距離門和速度門，並採用多幀連續命中的判決邏輯，可有效降低虛警機率。同時，採用電磁禁止材料塗覆在引信表面，能有效禁止外部電磁干擾，保護內部電路。採用銀包銅粉表層導電薄膜禁止材料塗在地雷表面，能有效地禁止電磁干擾，對地雷電子線路和元器件有保護作用。

發展歷史

電子引信是自二戰後期開始，隨著電子技術與微機電系統的進步而發展的重要分支。它因其精確判斷目標距離和可程式等特性，逐步成為現代彈藥的核心部件。

二戰後期，近炸引信開始投入使用，其中美軍使用的VT無線電近炸引信具有一定代表性。20世紀70年代，壓電引信出現，其通過陶瓷元件將機械能轉化為電起爆能量。

20世紀90年代，引信進入智慧型化發展階段，微機電系統與衛星導航技術的融合使引信得以借力於制導系統，實現米級命中精度。

當前，可程式引信得到廣泛套用，能通過炮口感應線圈實時測量彈丸初速動態調整引爆時間，或處理多通道信號提升效能，例如以色列的FMU-152A/B聯合可程式引信。彈道修正引信則集成了氣動舵等修正裝置，例如美國Orbital ATK公司的PGK引信利用GPS修正彈道，法國的SPACIDO引信則採用非GPS修正方案。

雙模或多模引信採用複合啟動模式，如俄羅斯9K333採用碰炸+近炸引信，美國AIM-9X Block II採用雷射+近炸雙模引信。為應對電磁威脅，發展了抗干擾封裝與禁止技術，如電磁波禁止塗料。

技術特點

電子引信，特別是雷射引信，具有爆炸點位精確、抗輻射和電磁干擾能力強的特點，通常用於防空飛彈或反輻射飛彈。現代智慧型引信技術融合感測、信息處理與決策控制技術，採用多感測器融合（如震動、聲學、紅外）和自適應信號處理算法，以區分真實目標與誘餌，提高目標識別能力和在強電子對抗環境中的工作穩定性。可程式引信支持通過戰場裝定系統靈活選擇引爆模式（如觸爆、空爆、延時），提高了單發彈藥的戰術適應性。

為提升安全性，全電子安全系統（ESSA）實現了多重保險解除邏輯，並配備自毀/自失效裝置，以杜絕勤務事故並確保未爆彈無害化。針對電磁干擾問題，發展了抗電磁干擾封裝技術，例如採用銀包銅粉表層導電薄膜等電磁波禁止塗料塗覆於引信或武器表面，有效保護內部電子線路和元器件免受強電磁輻射干擾。

在全電子引信中，高壓變換器是其關鍵部件，需滿足嚴格的電磁兼容性、可靠性等技術要求。為確保引信性能，配套開發了專用的測試與最佳化軟體，如引信並行全電子引信測試儀軟體、電子引信參數最佳化軟體等，用於系統的驗證、數據採集和性能調優。

發展趨勢

電子引信正朝著高度信息化和智慧型化的方向發展，其核心在於融合感測、信息處理與決策控制，能夠根據戰場環境、目標特性和任務需求智慧型判斷最佳起爆時機和模式。未來，採用類腦處理器來最佳化探測識別與起爆控制算法將成為新的技術突破口。

一方面，引信與彈藥制導系統的融合日益緊密，例如美國Orbital ATK公司研發的PGK彈道修正引信，不僅具備傳統引爆功能，內部還設計有可彈出的氣動舵，能利用GPS信息對彈藥飛行軌跡進行小幅修正，將無控炮彈變為精確打擊彈藥。另一方面，引信開始與戰場物聯網進行數據互動，可接收實時指令以修正彈道或起爆參數。

為提高可靠性和適應性，由單一模式啟動轉變為由複合模式啟動的多模引信得到廣泛套用。例如，俄羅斯9K333攜帶型防空飛彈採用碰炸（觸發）+近炸雙重引爆機制；美國AIM-9X Block II空空飛彈採用雷射+近炸雙模引信。

可程式引信得到廣泛套用，能夠通過炮口感應線圈實時測量彈丸初速並動態調整引爆時間，或對來自多通道的信號進行處理，以提高引信與戰鬥部配合的效能。例如，以色列研發的FMU-152A/B聯合可程式引信支持穿透計數與空爆模式。

為應對複雜的電磁環境和自然干擾，電子引信的抗干擾能力持續提升。例如，採用雷射/毫米波複合探測、脈衝寬度調製、相干雷射探測以及電磁波禁止塗料等技術，有效對抗電磁脈衝武器、雲霧、地雜波等干擾，提高引信在惡劣環境下的可靠性和生存能力。

電子引信的精密控制技術正向民用領域拓展，例如套用於汽車安全氣囊的爆破控制、醫療介入器械的精密釋放、資源勘探中的深井射孔以及爆破工程的毫秒級延時控制等。

國內企業在電子引信，特別是全電子引信領域取得顯著進展。例如，貴州航天電科通過自主研發，實現了全電子引信指令與信號途徑安全組件的全流程技術自主可控，並形成了“機械+全電”的多功能、低成本研發生產模式，大幅提升了生產效率和產品性能。