在軍事航空領(lǐng)域,對(duì)目標(biāo)的探測(cè)定位能力的更高要求已成為航空電子系統(tǒng)不斷擴(kuò)展的需求牽引之一,而現(xiàn)代隱身技術(shù)、對(duì)地攻擊武器技術(shù)的不斷發(fā)展逐步使光電探測(cè)設(shè)備的地位不斷上升。 目前隱身技術(shù)主要是針對(duì)電磁微波雷達(dá)而設(shè)計(jì)的,而對(duì)可見光或紅外光波段只能降低其可探測(cè)水平,要做到真正意義上的隱身,在短期內(nèi)技術(shù)上的難度很大。任何物體,只要其溫度高于絕對(duì)零度,就會(huì)發(fā)出紅外輻射,其他部位溫度不同,輻射率不同,就會(huì)形成物體的紅外圖像,經(jīng)過大氣傳輸,就能被紅外探測(cè)設(shè)備所探測(cè),經(jīng)光電轉(zhuǎn)換,成為人眼可觀察的圖像,這完全是被動(dòng)探測(cè)的過程。 紅外探測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于符合隱身飛機(jī)自身高度隱蔽性的要求,即被動(dòng)探測(cè)、不輻射電磁波,而且由于工作波長(zhǎng)較微波雷達(dá)短3~4個(gè)數(shù)量級(jí),可以形成高度細(xì)節(jié)的目標(biāo)圖像,目標(biāo)分辨率高。隨著隱身技術(shù)的發(fā)展,紅外探測(cè)系統(tǒng)正逐步成為新一代戰(zhàn)斗機(jī)的主要傳感器之一,與電磁微波雷達(dá)處在了同樣重要的位置。
dM"Suw ej dYh $ 到目前為止,紅外探測(cè)技術(shù)已發(fā)展到第四代,現(xiàn)已大批裝備的主流產(chǎn)品是采用掃描焦平面4N或6N陣列的第二代前視紅外系統(tǒng)。掃描焦平面陣列(FPA)是碲鎘汞多元線列并聯(lián)掃描技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。它不僅增加線列的單元數(shù)量,而且增加線列(行)數(shù),形成串并掃描,同時(shí)采用多級(jí)時(shí)間延遲和積分(TDI)技術(shù)把串聯(lián)掃描同一行單元的光電信號(hào)依次延遲并相加。它采用阻抗低的光伏型碲鎘汞材料,能與硅電荷耦合器電路低耗耦合。碲鎘汞多元焦平面陣列與硅電荷耦合器中間由銦柱連接形成夾層結(jié)構(gòu)從而制成混成雙片焦平面陣列紅外探測(cè)器。
ML?%s` VH1PC 目前美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等已經(jīng)研制出48×4、288×4、480×4、和960×4元光伏型碲鎘汞掃描焦平面陣列,美國(guó)主張?jiān)诘诙耙暭t外中采用480×4元,歐洲則采用288×4元。掃描焦平面陣列已經(jīng)成熟并列入RAH-66"科曼奇"直升機(jī)等計(jì)劃,開始在第二代前視紅外以及紅外成像導(dǎo)彈尋的器和紅外搜索跟蹤系統(tǒng)中應(yīng)用。其分辨率較第一代前視紅外增加了 50%~60%,探測(cè)距離更遠(yuǎn),在惡劣氣象條件下的工作也更有效。掃描焦平面陣列的優(yōu)點(diǎn)在于降低了噪聲等效溫差(NETD)和最小可分辨溫差(MRTD),因而使前視紅外的探測(cè)距離增大了50%甚至一倍。但是,它的探測(cè)單元數(shù)量仍然不夠多,滿足不了全視場(chǎng)成像的要求,屬于掃描線列與凝視焦平面陣列之間的過渡型。
-d?9Acd o9-b!I2 第三代前視紅外的標(biāo)志是凝視焦平面陣列。與前一代產(chǎn)品相比,增加了探測(cè)單元的數(shù)量,取消了光機(jī)掃描器;利用微電子技術(shù)把探測(cè)陣列和各種信息處理電路集成在一個(gè)芯片或混成在兩個(gè)芯片上,消除大量從杜瓦瓶?jī)?nèi)向外的引線;以新型中、長(zhǎng)波紅外探測(cè)材料,替代難加工且昂貴的碲鎘汞。凝視焦平面陣列被認(rèn)為是熱成像(包括前視紅外)技術(shù)的一次革命,成為第三代熱成像器的標(biāo)志。在最新的機(jī)載光電探測(cè)系統(tǒng)中,已經(jīng)開始大范圍地采用第三代凝視型前視紅外,如LANTIRN2000、LITENINGⅡ等項(xiàng)目中,都采用了3~5微米的紅外焦平面器件。
hmJ{'D1" B:dk>$>uQ 機(jī)載光電探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是多光譜多波段的綜合以及全面的數(shù)據(jù)融合,它主要表現(xiàn)在:
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