夜視技術(shù)的新發(fā)展和新動向
為了提高**的夜戰(zhàn)能力，夜視技術(shù)多年來一直是發(fā)達(dá)國家重點發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。美國在這個領(lǐng)域一直占據(jù)**地位。近年來，美國又在微光夜視和紅外夜視方面取得了新進(jìn)展，研制出第四代微光夜視眼鏡，開始裝備橫向技術(shù)集成型**代前視紅外傳感器，并正在開發(fā)突出量小的增強型微光夜視眼鏡、大 視場 的全景夜視眼鏡和第三代紅外技術(shù)。
第四代微光夜視眼鏡
眾所周知，微光夜視技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代。60年代開創(chuàng)的**代微光夜視技術(shù)以采用級聯(lián)像增強器為特征；70年代的**代像增強器則采用了微通道板；80年代中期開始生產(chǎn)的第三代像增強器官的特征是采用砷化鎵光電陰極和鍍離子阻擋膜的微通道板。砷化鎵光電陰極提高了微光管的響應(yīng)能力，并將工作波長延伸到近紅外。離子阻擋膜則可以防止離子反饋和保護(hù)靈敏的光電陰極。但是，離子阻擋膜還會降低管子的分辨率和信噪比，影響像增強器在微光下有效的工作。因此，找出既不用阻擋膜又能保護(hù)光電陰極的方法，一直是夜視技術(shù)領(lǐng)域的研究目標(biāo)。
1998年初，美國利頓光電系統(tǒng)公司和ITT夜視公司在陸軍的資助下，先后取得技術(shù)突破，成功地制造出采用不微通道板、工作壽命可與標(biāo)準(zhǔn)第三代管相當(dāng)（10000小時）的像增強器管。利頓公司的技術(shù)措施是，采用能大幅度減少離子反饋的新型高性能玻璃制作的微通道板，以及采用能減少離子反饋的光電陰極的自動門控電源。與使用連續(xù)直流電源不同，加在光電陰極上的自動通斷的電壓是脈沖式的，即電源感知進(jìn)入像增強器管的光量，自動高速接通和切斷。通斷的頻率在光照強時較高，光照弱時較低，以在光照極強時減少進(jìn)入微通道板的電子流，避免其飽和。于是，觀察者始終看到均勻一致的圖像。
自動門控允許像增強器管在照明區(qū)域和白天仍產(chǎn)生對比度良好的高分辨率影像，而不產(chǎn)生模糊的影像。這個特點對陸軍直升機駕駛員來說是特別重要的。因為駕駛員在城鎮(zhèn)、村莊上空飛行和著陸時，會遇到各種光照情況。在未來的城區(qū)作戰(zhàn)中自動門控也是至關(guān)重要的，使陸軍士兵或陸戰(zhàn)隊員能快速在黑暗和明亮區(qū)域間運動，而不必摘除夜視眼鏡。自動門控還有助于減少夜間車燈等明亮光源產(chǎn)生的暈圈或影像模糊效應(yīng)。
美國陸軍認(rèn)為，采用不微通道板和自動門控電源的像增強器，其性能產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，被稱為第四代。
第四代管不僅增加了夜間的觀察距離，而且擴大了徒步士兵和駕駛員使用像增強器的范圍。
試驗表明，采用二代管、二代半管、三代管和四代管的微光夜視眼鏡，在1/4月條件下的作用距離分別為145米、225米、355米和390米；二代管在滿月到1/4月條件下工作，三代管則使士兵能在星光下觀察，四代管采用門控電源和低暈圈，不僅能在云遮星光的極暗條件下有效工作，而且能在包括黃昏和拂曉的各種光照條件下工作。
2000年末，利頓公司的第四代管已通過了美國陸軍合格鑒定試驗，并將這種管用于美國特種作戰(zhàn)司令部所屬**使用的M4A1卡賓槍上的新型夜視瞄具，不久還將向陸軍航空兵提供采用第四代管的新型夜視眼鏡，而且還將用第四代管取代現(xiàn)役夜視眼鏡上的第三代管。
ITT夜視公司在1998年與陸軍簽定了合同，提交**批數(shù)量有限的第四代管；又在1999年8月贏得了**航空系統(tǒng)司令部的合同，定于2001年初開始交付2252具采用第四代管的飛行員夜視眼鏡，供**和**陸戰(zhàn)隊直升機駕駛員使用。
增強型夜視眼鏡
夜視眼鏡給夜間行動的步兵、直升機駕駛員等作戰(zhàn)人員提供了極大的便利，但佩帶時，特別對地面**來說，仍然顯得笨重。而且現(xiàn)有的夜視眼鏡從面部突出，重心離開面部一定距離，佩帶時就很不舒適，甚至?xí)恋K空降兵這類作戰(zhàn)人員的行動。因此，美國陸軍根據(jù)實戰(zhàn)的需要，希望夜視眼鏡的突出量盡可能地小，以不影響或限制士兵的行動。例如，步兵必須能佩帶著夜視眼鏡跳出車輛、快速跑動、撲向地面、旋轉(zhuǎn)身軀。陸軍把這種夜視眼鏡稱為增強型夜視眼鏡。
根據(jù)軍方的要求，美國ITT夜視公司和利頓光電公司提出了增強型夜視眼鏡的概念。為了減小尺寸，增強型夜視眼鏡使用的像增強器的直徑可能比現(xiàn)裝備夜視眼睛使用的18毫米像增強器小，多半是16毫米。由于采集光的光電陰極比較小，因而可能造成性能的少許下降，但*新的第四代像增強器管在目標(biāo)探測距離和分辨率方面獲得明顯的突破，可以彌補這種性能下降。2001年初兩家公司開始制造演示型夜視眼鏡，以供陸軍步兵學(xué)校進(jìn)行試驗。計劃要求增強型夜視眼鏡在2003~2004財年經(jīng)過工程和制造發(fā)展階段，2004或2005財年進(jìn)入初始生產(chǎn)。
據(jù)報道，美國以研制出型號為AN/PVS-21的小突出量雙目夜視眼鏡，并交付特種作戰(zhàn)部門。AN/PVS-21夜視眼鏡使用折疊光學(xué)系統(tǒng)，其兩個像增強器管垂直安置，每個管的前段物鏡位于面頰兩側(cè)。增強的場景仍直接映入佩帶者的眼睛中。AN/PVS-21還提供了獨特的通視能力。士兵或直升機駕駛員可以用直視光學(xué)系統(tǒng)觀看前方場景，并同時觀看增強的場景。微光 視場 和直視 視場 疊加在一起，如果遇到使增強的影像看不清的明亮燈光或日光，佩帶者可以直接觀察。直視光學(xué)系統(tǒng)的水平 視場 為1650，微光系統(tǒng)水平 視場 為400。此外，該夜視眼鏡還嵌入平視顯示器，可以將有關(guān)信息疊加在觀看的影像上。AN/PVS-21夜視眼鏡的突出量小，安裝在頭盔上時重心低，不僅減少了佩帶者的頸部負(fù)擔(dān)，而且將眼鏡碰撞或掛住其他物體的可能減到*小。
據(jù)稱，AN/PVS-21已成功地進(jìn)行了空降作戰(zhàn)試驗，包括高空、低空、固定開傘索和自由落體空降，可以在整個跳傘過程中佩帶在眼前。
全景夜視眼鏡
目前，夜視眼鏡的水平 視場 為400，而人眼的水平 視場 可以達(dá)到1350，因此佩帶夜視眼鏡的人員盡管可以通過頭部的轉(zhuǎn)動來彌補夜視眼鏡有限的 視場 ，但仍感到不十分方便。為此，美國陸軍和空軍決定一起研制 視場 為800~1000、且不降低影象分辨率的寬 視場 夜視眼鏡。空軍將其稱作全景夜視眼鏡，陸軍稱其為先進(jìn)夜視眼鏡。
為了獲得寬 視場 ，先進(jìn)夜視眼鏡可能采用雙目目鏡，并使用4個16 毫米像增強器管，而不是以往的2 個18 毫米管。
據(jù)報道，美國空軍和陸軍已在UH-60“黑鷹‘直升機”上對寬 視場 夜視眼鏡進(jìn)行了低空飛行、著陸等試驗。夜視公司為試驗提供了一種 視場 為100 的夜視眼鏡。該眼鏡安裝在頭盔上，每個眼鏡有兩個像增強器管，即采用了4個像增強器管。試驗結(jié)果表明全景夜視眼鏡是有前途的。尚需要解決的問題是：增加像增強器與減輕夜視眼鏡重量的矛盾、夜視眼鏡的調(diào)焦以及如何折衷解決增加 視場 與減少分辨率、景深的矛盾。
橫向技術(shù)集成型前視紅外傳感器
在“沙漠風(fēng)暴”行動后，美國陸軍發(fā)現(xiàn)由于各**使用不同的前視紅外傳感器，使聯(lián)合**的成員在作戰(zhàn)中所觀察的戰(zhàn)場態(tài)勢不能互通。為了克服這個缺陷，陸軍部進(jìn)行了專題研究。研究的結(jié)論是，陸軍應(yīng)有統(tǒng)一的前視紅外管理單位，應(yīng)發(fā)展一套通用的**代硬件，并在陸軍的裝甲車隊橫向集成。于是，組建了橫向技術(shù)集成型二代前視紅外產(chǎn)品辦公室，以發(fā)展和集成新的通用型前視紅外系統(tǒng)。
90年代末，美國研制出通用型**代前視紅外傳感器，即橫向技術(shù)集成型二代前視紅外傳感器。這種前視紅外系統(tǒng)的特點是：具有雙 視場 ；掃描速率30赫茲和60赫茲；2倍和4倍電子 變焦 能力；能與數(shù)字化戰(zhàn)場兼容；作用距離是**代通用組件的2倍，使乘員能在夜間或透過煙霧發(fā)現(xiàn)和識別6公里外的目標(biāo)，使美國作戰(zhàn)人員具有**的晝夜全天候作戰(zhàn)能力。
這種橫向技術(shù)集成型二代前視紅外傳感器被稱為B套件。為了將通用的B套件組合到不同的作戰(zhàn)平臺上，還研制了平臺專用的A套件。
B套件由杜瓦瓶、制冷器、掃描器、離焦光學(xué)系統(tǒng)以及處理熱像的電子裝置組成。其中杜瓦瓶和制冷器是兩個核心部件。杜瓦瓶的正式稱謂是標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)杜瓦瓶組件Ⅱ（SADAⅡ），使用1瓦制冷能力的線性驅(qū)動分置式斯特林制冷器。制造這種杜瓦瓶需要各類技術(shù)，如新材料、微電子器件、高真空、先進(jìn)結(jié)構(gòu)和制冷技術(shù)。紅外探測器采用480×4元碲鎘汞混合焦平面陣列，位于抽真空的杜瓦瓶內(nèi)。在1.27厘米（1/2英寸）的芯片上制造出這種480×4元高響應(yīng)、低噪聲紅外探測器陣列，并與讀出電子部件混合，技術(shù)難度很大。為了獲得8—12微米波段的性能，這種組件的光敏探測器材料必須制冷到低溫。
標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)杜瓦瓶組件Ⅱ采用了將制冷器換熱器與杜瓦瓶冷指組合的集成設(shè)計法，因此對制造精度的要求及其嚴(yán)格，但是允許制冷器能力低50%。此外，線性驅(qū)動技術(shù)使可靠性提高4—10倍，并在減少音頻噪聲、振動輸出、制冷時間方面有顯著的優(yōu)點。
美國軍方認(rèn)為，其他國家研制的所謂**代前視紅外系統(tǒng)，確實優(yōu)于一代產(chǎn)品，但仍不能與美國的橫向技術(shù)集成型二代前視紅外系統(tǒng)相比，它們的目標(biāo)探測距離和分辨率與美國陸軍的橫向技術(shù)集成型二代前視紅外系統(tǒng)的指標(biāo)還有差距。其中，法國SAGEM公司的二代前視紅外系統(tǒng)性能*為接近。
安裝這種前視紅外系統(tǒng)的**批平臺是：2000年裝備的系統(tǒng)增強型M1A2 SEP坦克和M2A3步兵戰(zhàn)車；2001年開始裝備的遠(yuǎn)距離先進(jìn)偵察監(jiān)視系統(tǒng)和計劃中的瞄準(zhǔn)線制導(dǎo)反坦克**系統(tǒng)；2004年開始裝備的“阿帕奇”直升機用的“箭頭”系統(tǒng)。
此外，美國陸軍還計劃在首批裝備旅戰(zhàn)斗**的過渡性裝甲車族上增添二代前視紅外系統(tǒng)，并用橫向技術(shù)集成型二代前視紅外系統(tǒng)改造少量的M1A1D坦克和“布雷德利”戰(zhàn)車。
M1A2 SEP型坦克用它改進(jìn)車長獨立熱觀察儀和炮長主瞄準(zhǔn)具；M2A3步兵戰(zhàn)車用它來改造目標(biāo)捕獲子系統(tǒng)和車長獨立觀察瞄準(zhǔn)具，使其與M1A2坦克具有相同的熱成像和戰(zhàn)場觀察能力。
遠(yuǎn)距離先進(jìn)偵察監(jiān)視系統(tǒng)是安裝在“悍馬”越野車上或為初建旅戰(zhàn)斗隊采辦的過渡性裝甲偵察車頂部的一套傳感器，供陸軍步兵和裝甲營偵察排以及初建旅戰(zhàn)斗隊偵察營使用。除了二代前視紅外系統(tǒng)以外，這套傳感器還包括晝用電視攝象機、人眼**激光測距機、全球定位系統(tǒng)干涉儀。該系統(tǒng)使偵察員探測目標(biāo)的距離是現(xiàn)有系統(tǒng)的3倍，從而使其能在敵方傳感器和直射**作用距離之外偵察。
瞄準(zhǔn)線制導(dǎo)反坦克**系統(tǒng)是安裝在“悍馬”車上的超高速導(dǎo)彈系統(tǒng)，正在按照先期概念技術(shù)演示計劃研制。該系統(tǒng)使用**代前視紅外系統(tǒng)捕獲目標(biāo)。
AH-64“阿帕奇”攻擊直升機載的“箭頭”系統(tǒng)，可能使用橫向技術(shù)集成型二代前視紅外系統(tǒng)的某些組件，以降低成本。然而，其使用的杜瓦瓶，不是標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)杜瓦瓶組件Ⅱ，而是為“阿帕奇”和“科曼奇”直升機研制的更新型的標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)杜瓦瓶組件Ⅰ。該組件使用更大的紅外探測器陣列，以獲得更遠(yuǎn)的作用距離和更高的靈敏度。與使用**代通用組件前視紅外系統(tǒng)的、70年代末生產(chǎn)的目標(biāo)捕獲指示瞄準(zhǔn)具/駕駛員夜視傳感器光電系統(tǒng)相比，其目標(biāo)捕獲距離加倍，而且可靠性好，以致使支持費用減少一半以上。
第三代前視紅外技術(shù)
美國陸軍通信-電子司令部夜視和電子傳感器局正投資研究第三代前視紅外技術(shù)。陸軍可能部署三類第三代前視紅外系統(tǒng)。**類安裝在優(yōu)先級高的平臺上，如“未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)”。這種高性能第三代前視紅外系統(tǒng)可能是制冷型傳感器，但工作溫度較高，允許制冷器較小。它使用大型凝視焦平面陣列，例如1000×1000元或2000×2000元，以使作用距離更遠(yuǎn)，靈敏度更高。它還可能工作在兩個不同的紅外波段。
中波（3—5微米）和長波（8—12微米）是大氣中探測紅外輻射的*好波段。長波紅外傳感器通過戰(zhàn)場煙塵觀看時優(yōu)于中波傳感器，因而主要被陸軍采用。中波傳感器可在遠(yuǎn)距離提供較高的目標(biāo)分辨率。第三代雙波段紅外傳感器將具有兩個波段的優(yōu)點，通過使目標(biāo)-背景的對比度*大，提供較高的識別隱藏在雜亂回波中的目標(biāo)的幾率。
夜視和電子傳感器局的研究表明，第三代前視紅外系統(tǒng)的目標(biāo)識別距離將比**代增加50%。而且，雙波段紅外系統(tǒng)能得到同一目標(biāo)場景的兩個不同的影像，并同時饋送給自動目標(biāo)識別系統(tǒng)，故有助于目標(biāo)的識別，可顯著提高探測偽裝目標(biāo)的能力，甚至可識別車輛的類型，從而保持極低的虛警率。
陸軍研究人員發(fā)展的另外兩類第三代前視紅外系統(tǒng)是非制冷型的。陸軍官員認(rèn)為，由于去掉了制冷器，減少了功率需求，可導(dǎo)致裝置的成本顯著降低，因此非制冷型前視紅外系統(tǒng)是**性的。而且，去掉帶活動部分的前視紅外系統(tǒng)機械制冷器，???大大增加系統(tǒng)可靠性，減低壽命周期支持費用。
**種非制冷型第三代前視紅外系統(tǒng)將是高性能單色傳感器，采用1000×1000元凝視焦平面陣列，可用于陸軍計劃的理想班組**和無人駕駛地面車輛。**種非制冷型第三代前視紅外系統(tǒng)，將是一種低成本微型前視紅外系統(tǒng)，采用小型凝視陣列，可能用于小型無人機或用作遙控監(jiān)視傳感器以及士兵通用傳感器。
陸軍希望將非制冷微型前視紅外系統(tǒng)的成本、重量和功耗減少到使其足夠便宜、足夠輕便，以致可以向小型手電筒那樣裝備每一個徒步作戰(zhàn)的士兵。士兵將可以通過頭盔顯示器觀看影像；也可以象手持裝置那樣使用，繞過墻角瞄準(zhǔn)而不暴露士兵自己；也可以夾在**或頭盔上作為晝夜瞄準(zhǔn)具。
鍍膜 鍍膜
公安機關(guān)備案號：
