激光近炸引信可有效提高战斗部对目标的毁伤效能,在现代战争中正发挥着越来越重要的作用。定向战斗部技术是提高弹药终端威力的重要技术。与定向战斗部相配合,要求引信必须具备识别目标方位的能力。因此,未来的激光近炸引信向着既能精确定距,又能定向的方向发展。目前,国内外对激光近炸引信方位探测技术的研究主要集中于导弹领域,由于常规弹药引信经受高过载环境的考验,且空间尺寸小,其方位探测技术仍存在一些问题。因此,开展常规弹药激光近炸引信方位探测关键技术的研究对提高我国的领土防御能力具有重要意义。　　 本文以中大口径常规弹药引信为背景,在当前国内外激光探测技术和磁电检测技术的研究基础上,提出了脉冲激光与磁复合近程方位探测系统。该系统采用单脉冲激光实现对目标的全向动态扫描,采用磁电检测实现对目标方位角的检测。针对应用过程中存在的问题,对系统中的重点问题和关键技术进行了深入研究,所做的主要工作和研究成果概括如下:　　 建立了脉冲激光与磁复合近程方位探测系统的目标捕获率数学模型。针对弹目交会相对运动环境,在惯性坐标系下,建立了弹目相对速度下目标捕获率模型;提出了电动机转速和脉冲激光发射频率的最佳匹配原则;得出了不同弹目交会环境下系统最佳电动机转速和脉冲激光发射频率的匹配关系;并对攻击亚音速、2倍音速、4倍音速目标时的最佳电动机转速和脉冲激光发射频率进行了数值仿真分析;并分析了模型中各因素的随机误差对目标捕获率精度的影响。　　 建立了脉冲激光与磁复合近程方位探测系统的弹目交会模型。针对弹目交会相对运动环境,在惯性坐标系下三个相互垂直的二维平面内,分别建立了弹目相对速度下攻击典型目标的弹目交会最佳起爆延时和最佳起爆方位角模型;并对不同弹目交会角时的最佳起爆延时和最佳起爆方位角进行了数值仿真分析。　　 研制了单脉冲激光全向动态扫描发射、接收光学窗口。为了在常规弹药上实现单脉冲激光全向动态扫描,提出了发射与接收通道部分共用的光路技术;研制了高强度单级非球面镜激光发射准直整形模块、高强度单级非球面镜激光接收聚焦模块和相应的光学透镜模块;并从单脉冲激光全向扫描子系统结构和工作原理出发,建立了单脉冲激光全向动态扫描光路的激光传输模型。　　 研究了弹丸发射过程中激光发射、接收模块的抗高过载性能。在研究弹载引信系统发射过程载荷特性的基础上,分析计算了传统激光发射模块的抗高过载性能,提出了准直透镜与外筒一体化设计方法,通过分析比较可知其抗冲击性能显著提高;分析比较了传统方案、聚焦透镜倒置方案、带色聚焦透镜方案和窄带滤波片.PC衬底方案的激光接收模块的抗高过载性能,结构改进后的激光接收模块的强度较传统方案有大幅度提高,得出了适应于不同过载环境的最佳模块结构。　　 建立了目标方位角磁电检测解算数学模型。根据系统结构和工作原理,研究目标方位角磁电检测原理及解算策略,提出了“阈值检测法”和“周期-相位检测法”两种磁电检测方法,分别建立了相应的磁电检测解算数学模型;并从检测原理出发分析了模型中各因素的随机误差对系统方位角检测精度的影响;通过比较两种方法的优劣特性,系统设计中采用周期-相位检测法。　　 研究了电动机转子高速旋转时的振动位移及其对系统探测性能的影响。根据全反平面镜与电动机转轴的位置关系,分析计算了高速旋转过程中不平衡转子受到的空气阻力矩和动不平衡离心力矩;分析了转子在合力矩作用下的振动变形情况,计算出其最大振动偏移量;并分析了振动位移对系统目标捕获率以及激光传输效率的影响。　　 研究了脉冲激光与磁复合相关技术。根据复合系统的总体要求,在现有的脉冲激光探测技术和磁电检测技术的基础上,研究了输出电压可自动调节的APD驱动电源技术和数字电位器自动增益控制技术,研制了基于“周期-相位检测法”的方位角磁电检测模块和脉冲激光与磁复合原理样机,并研究了复合系统抗内部电磁干扰技术。　　 进行了原理样机静态实验和准动态模拟实验。为了验证脉冲激光与磁复合近程方位探测系统对目标扫描和方位角检测的效果,进行了30mm弹接收模块抗高过载动态试验,试验结果与分析计算结果符合较好;进行了原理样机静态模拟实验和方位角检测准动态模拟实验,实验结果表明样机的探测精度满足系统要求,验证了脉冲激光与磁复合近程方位探测技术在中大口径常规弹药引信上应用的可行性,拓宽了激光方位探测引信的应用领域。本文的研究成果为激光近炸引信方位探测系统提供了设计参考和理论依据,为进一步研究奠定了基础。