紅外線制導方式可分爲兩大類,一類爲點源制導,另一類爲紅外線成像制導。紅外線制導的發展已有近50年的歷史,從點源發展到成像,現在還在向著"智慧化"方向發展。紅外線制導主要用於空對空導彈、空對地導彈和地空導彈,約有70餘種導彈採用紅外線制導。在導引頭的像平面上放置一個光學調製盤,通過調製盤調製入射的輻射能量,由於目標的輻射能量與背景的輻射能量不同,所以能調製出目標的輻射能量,達到區分目標即捕捉目標的目的。簡單地說,就是由導引頭中的紅外線探測元件敏感到目標點源、井産生電信號。所以,探測元件是紅外線導引頭中最關鍵的元件。第一代紅外線制導導彈的導引頭上採用的探測元件是不致冷的硫化鉛,它的缺點是作用距離近,導彈只能對目標進行尾追攻擊,因爲目標排氣流的熱量最高,探測元件只能探測高的熱源。第二代採用了能致冷的銻化銦元件,無論從抗干擾能力及作用距離都大大提高,並且使導引頭有更大的視角和跟蹤加速度,攻擊角可達270度。從原理上講,任何溫度高於絕對零度的物體都有熱輻射,不同溫度物體的熱輻射效率不同。紅外線成像制導系統所要探測的目標其發射的熱輻射效率大大高出天空背景的熱輻射效率。因此,紅外線成像制導系統可以根據目標和背景之間不同的熱輻射效率,利用紅外線探測器描繪出一幅如同電視圖像一樣清晰可見的溫差圖像,從而實現對目標的識別、捕捉、鋇定、跟蹤。
紅外線點源制導
是把目標看成是一個熱點源,導彈上的紅外線導引頭搜索、鎮定、跟蹤目標的最熱部分。點源制導的優點是設備簡單,體積小,價格低,其角解析度比雷達高1-2個數量級,比可見光有更強的穿透霧、霾的能力,缺點是不能全天候工作,不能全向攻擊,抗干擾能力差。點源制導正在被成像制導取代。
紅外線成像制導
是導彈制導體制中的一種,它是指導彈中的導引頭接收從目標輻射出來的或從目標反射出來的紅外線波段的光能量,並將此能量轉變成電信號或目標的圖像,然後再經過信號處理或圖像處理,計算確定目標相對於導引頭視軸的角偏差,根據這角偏差産生用於控制導彈飛行方向的制導信號,由控制系統根據此信號操縱舵、翼面,將導彈導向所要攻擊的目標。紅外線制導也有主動、半主動、被動制導等種類。在導彈上應用的紅外線輻射波段有三個:1-3微米,3-5微米,8-12微米。這三個波段被稱爲"大氣窗口"。目前主要應用的是3-5微米和8-12微米這兩個波段。
紅外線成像制導是通過紅外線導引頭的攝像部件攝取被分成有限象素的兩維圖像,經過數位轉換爲數位圖像,然後利用圖形識別和圖像處理技術進行背景抑制,目標圖像增強、目標提取和識別特徵工作,自動跟蹤目標,同時制導導彈攻擊目標。紅外線成像制導的導引頭能對目標實現邊搜索邊跟蹤。紅外線成像制導的成像方式有2種,一種是光機掃描成像,另一種是凝視成像。
紅外線凝視成像
探測器好像人的眼睛一樣,由位於前部的遠焦系統將探測器視場內的全景聚焦到一個焦平面陣列上,陣列上的每個探測元僅凝視景物的一小部分。紅外線焦平面陣列是在一個面積很小的微電子電路晶片上製造成千上萬個微型紅外線探測象元。焦平面陣列具有很高的靈敏度,可以探測背景的溫差爲幹分之幾度的目標。對來自陣列的熱資料採用適當的方法進行數位處理,結果可以得到目標資訊和威脅程度的順序排列。