红外热成像仪在军事中的应用

2024年2月15日发(作者：皑如)

红外热成像仪在军事中的应用

我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。

自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。

同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。

随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展，安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。随着军用的需求的增加，现代高新技术几乎在军队系统中都有应用或即将应用。现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术在军内系统中也开始得到了应用。

红外热成像

我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。

同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。

红外热成像的特点

自然界所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体都会发出红外线，红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点，红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。

红外热成像仪

采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。红外热成像仪可分为致冷型和非致冷型两大类。致冷型的热灵敏度高结构复杂一般用于军事用途而非致冷型灵敏度虽低于致冷型，但其性能已可以满足多数军事用途和几乎所有的民用领域。由于不需要配备制冷装置，因此非制冷红外热成像仪可靠性及性价比较致冷型的高。

（一） 热像仪的组成与工作原理

一般的夜视器材都是利用目标的反射光线成像的。热像仪与它们不同，它既不依靠夜天光，也无须主动携带红外光源，而是靠接收目标自身的红外辐射（一切物体，只要其温度高于绝对零度，就会有红外辐射）来工作的，所显示的图像反映了目标与周围环境之间热辐射（温度）的差异，亦即利用热对比度成像，因而是热图像。具有军事意义的目标（如飞机、坦克等）一般都比周围环境温度高，因此也就成了热像仪最好的观察对象。

热成像夜视仪是目前技术最为先进的夜视器材，它的第一代产品为光机扫描型热成像仪，主要由光学系统（含扫描器）、红外探测器（含制冷器）、电子放大线路和显示器等几部分组成。其中红外探测器是热成像仪的核心部件和关键技术，它基于内光电效应进行光电探测。为保证红外探测器具有足够的探测灵敏度，需由专门的制冷器对其进行低温制冷。

热像仪的第二代是采用红外CCD焦平面阵列技术的凝视型热像仪。红外焦平面阵列是指放在光学系统焦平面上的一块芯片，在这块如同邮票大小的芯片上，不仅集成了成千上万个红外探测器，而且与各探测器相匹配的信号放大与处理电路也集成在一起，形成一个整体，使第二代热像仪不仅取消了光机扫描器，能够像眼睛一样摄取目标的完整图像，而且缩小了体积，降低了功耗。不仅如此，由于CCD成像器件具有更高的灵敏度和热分辨率，使探测距离和识别能力也有明显提高。

热像仪的工作波段（即红外探测器的敏感范围）可达到中、远红外区域，但由于大气对波长为3—5微米和8—14微米以外的红外线有强烈的衰减作用，所以实际上热像仪主要工作在3—5微米和8—14微米两个红外波段。

（二） 热成像夜视技术的发展概况

热成像技术的兴起可以追溯到五十年代。1959年芝加哥大学率先研制成功第一台前视红外热像仪，六十年代美国的许多公司又相继研制出多种机载前视红外系统并用于越南战场。七十年代后期，热成像技

术获得突破性进展，接着第一代热成像仪便开始大量生产与使用。

第二代热成像仪是八十年代初由美国和西欧国家首先开始研制的，目前已经形成装备。

第三代致冷和非致冷红外焦平面阵列技术都已处于投产或等待投产阶段，预计未来5～10年间市场将保持持续增长的强劲势头。目前的红外焦平面阵列技术的发展趋势已预示着在红外热摄像机技术方面即将出现新的转折。

热像仪的作用距离除了仪器本身的性能因素外，还跟目标的类型和性质有关。目前的发展水平大致为：

用于地面观察时，一般可做到在1000米的距离上识别人，2000米的距离上识别车辆。例如“米兰”反坦克导弹的热瞄准具，通过实际使用所测得的结果是：在3200米距离上能发现车辆目标；在2000米的距离上能辨认出车辆种类；在1500米距离上能够做出敌我识别。

用于空中侦察时，在1500米高度上可以发现地面的单兵活动；在20公里高空可侦察到地面上的人群和车辆，并能通过水面航迹与周围海水的温差探测到水下四十米深处的潜艇；在200公里的卫星高度上可探测到地面大部队的集结与调动，以及查明伪装的导弹地下发射井和战略导弹的发射动向。

用于水面侦察时，可发现15—20公里远处的舰艇。

用于对空观察时，可对20—30公里距离上的飞机进行跟踪。

（三） 热成像夜视仪在军事上的应用

热像仪在军事上的应用范围较主动红外夜视仪和微光夜视仪更广，可用于战术与战略侦察、武器的瞄准和制导、各种战斗、运输车辆的夜间驾驶，并可供应飞机在黑暗中的起飞、着陆等，并性能更为优越，是一种较为理想的夜视器材。

目前热成像夜视仪的应用形态主要有：观察仪、手持观察仪、夜视眼镜、武器瞄准具、车辆驾驶仪、装甲战车潜望式驾驶仪、装甲战车瞄准具、潜艇潜望镜、飞机前视红外系统等。

1、陆军的应用

可供步兵在夜间进行观察、瞄准、监视、巡逻、港口及边境警戒等等；

可供坦克和装甲战车驾驶员进行夜间驾驶、车长夜间巡逻和识别目标、炮长夜间瞄准和射击；

可配备于导弹系统在夜间探测、识别和跟踪发射；

可供炮兵进行火炮、迫击炮的夜间瞄准与发射；

可于各种火控系统配套，在夜间进行搜索、跟踪、瞄准和射击；

２、海军的应用

可供舰艇在夜间对目标进行探测、识别、瞄准和射击；

可供巡逻舰和潜艇进行夜间观察、搜索和警戒；

可在夜间进行超低空和中空探测，以便及时发现来袭的飞机与导弹；

可供海军陆战队在夜间探测目标、识别地形、进行观察和空中封锁；

可装在海军飞机和直升机上在夜间探测水面上的舰船和装有通气孔的潜艇。

３、空军的应用

可用于轰炸机、攻击机、侦察机的导航、着陆与营救；

可供各种飞机和直升机在夜间进行搜索、空中监视、海上监视、救援、测绘、边境巡逻和冰层侦察；

可供侦察机、无人驾驶机、巡航导弹等在夜间进行航空侦察与空中摄影。

此外，还可以装在侦察卫星上对地面作大面积的监视、侦察以及实施战略预警。

（四）军用热成像仪的分类和性能

八十年代在部队中服役的热成像仪器多数型号是采用第一代技术，其特点是探测器的数量少于图像中的像元数量，并且采用光机扫描装置。第二代热成像仪，即凝视型热成像仪已开始装备部队并用于九十年代的局部战争，但因价格昂贵，装备数量较少。

以美军为例其组件式摄像机分三种类型：

60元（120条线）便携式摄像机；120元（240条线）地面车辆用摄像机；180元（360条线）航空用摄像

机。

（五） 我国军用热像仪的研制状况

我国七十年代初研制成热电器件，目前红外探测器的单元器件多数已接近国际水平，近年来已试制成高速型实时显示热像仪，军用热像瞄准与跟踪系统正在研制，红外电荷耦合成像器件的研究工作也已经开始。虽然改革开放以来我国的热成像技术已经取得进展，但由于器件的性能、技术指标以及工艺水平都还比较低，不能批量生产，距当代国际先进水平大约还有15—20年的差距。

基于这种状况，我们应尽快引进当代最先进的红外成像技术，从而缩短与国际先进水平的差距。

随着飞机、武器性能、隐身技术和电子对抗技术的发展，军用直升机常常执行夜间、恶劣气象条件下的对地攻击或空战，改善军用直升机的探测系统，可以增强航空电子系统的隐身和反隐身能力，提高飞行员对战场态势环境和攻防情况的感知能力，增强飞机攻击、防御的自主性。夜视、夜瞄系统是一种提高飞机夜间视觉能力的探测传感器，用于截获近、远距战术目标，并对目标提供跟踪和照射。

目前，提高在夜间条件下视觉能力的设备不外乎两种：微光夜视和红外夜视，两类设备各具特点，技术互补，每类设备都能够发现某些独有线索。瞄准系统用于根据探测系统的输入信号，进行火控解算，为武器系统提供各种不同的瞄准方式，夜间飞行作战以头盔安装形式为主。

1.微光夜视镜（NVG）技术

又称像增强器型（I2）显像管技术，可利用目标场景反射的微弱光线，经放大和增强后提高显示图像性能，大大增强了直升机的夜战能力。安装在头盔上的双目NVG与TV和IR成像显示器不同，它可使飞行员以自然的方式进行观察，它的成本只有热成像仪的几分之一。目前已发展到第三代。

美国基于NVG设计的飞行员夜视成像系统（ANVIS）一直在改进之中，1985年第一部ANVIS AN/AVS-6交付美国陆军使用。1992年，在汲取"沙漠风暴"行动教训的基础上，又将NVG改进为AN/AVS-7与平视显示器（HUD）融合（ANVIS/HUD）的模式，以允许飞行员将更多的精力用于观察座舱外部，而减少查看仪表板的时间。一种置入摄像机的NVG正在积极开发之中，编号为AN/AVS-9。飞行员能够记录视场图像，用于指挥作战、训练或轰炸效果评估。但改进性能会增大头盔的尺寸和重量，因此，降低重量工作也一直在同步进行。早期AN/PVS-5系列重量高于900克，AN/AVS-6双目型降低至590克，而最新AN/AVS-9双目型的重量只有540克。

俄罗斯东方科学生产集团夜视器件设计局的工作人员已研制出OVN-1直升机夜视镜，其特性与西方的一些成熟的产品，如AN/AVS-6 ANVIS系统相仿。它卡托德科学生产集团基于国产电路和材料制造的用于NVG的第三代光电转换器--现在世界上只有美、俄两国能批量制造这种光电转换器，卡莫夫设计局已解决了OVN-1夜视镜与直升机照明设备的兼容性问题，不久前已在卡-52直升机上作了试飞。OVN-1夜视镜虽然仍在研制之中，但已经受了全面的试验，结果表明这种NVG舒适、安全、可靠，足以胜任工作。

2.红外探测技术

红外探测技术适用于要求采用无源传感器技术的战术环境，夜视能力强，隐蔽性好，体积小，重量轻，抗电磁干扰能力强，是提高全天候昼夜作战能力的重

要手段。它工作在目标温度辐射的中、长波红外波段，经光电转换，转变成可见图像。红外热像仪以其优异的性能成为当前航空电子技术领域中最活跃、发展最迅速的高技术产品。目前，该系统已由第一代的光机扫描型发展到第二代的焦平面阵列成像型。

美国陆军正在开展一项先进技术验证计划--"先进直升机目视领航"（AHP）计划，该计划将验证多传感器信息融合技术，也就是将第二代FLIR提供的信息与像增强器的成像加以融合。将采用一部第二代FLIR、一部第三代高分辨率I2和一部带头部转动跟踪器的头盔显示器，将传感器安装于随动于飞行员头部的转塔上，使得飞行员既能够看到各个传感器的成像，又能够看到一个实时融合成像；系统可充分利用各种探测系统的数据，为飞行员提供及时、有用的战场态势感知信息，预计目标探测的清晰度和作用距离提高了50%以上，以用于RAH-66"科曼奇" 直升机夜视驾驶系统（NVPS）和AH-64D"阿帕奇" 直升机改进型上。

随着21世纪的钟声敲响，信息化战争的发展又进入了一个崭新的阶段，作为现代信息技术支柱之一的军用光电技术，其发展势头必将更强劲，发挥的威力必将更强大。世纪之交的军用光电技术的4大板块：夜视、谢光、火控、光电对抗都将渗入数字化部队建设的各个领域。

一、穿云破雾、胜似火眼金睛 像增强和热成像两大夜视技术

在现代化战争中，夜视仪器已成为军队夜战必不可少的重要装备之一。世纪之交，各国生产和使用的陆、海、空三军夜视、夜瞄装置主要有两大类：半主动的微光夜视仪和被动式热成像仪。从2O世纪7O年代以来，激光夜视仪已从第一代发展到第三代，类型不断增加，产品各具特色，性能逐步提高．它可以用于各种步兵武器夜间瞄准、巡逻和监视，也可以用于夜间驾驶坦克、车辆、直升机、作战飞机和舰艇等。不管哪一代微光夜视仪，其共同点都是：输入的图像极其微弱，经过增强后，达到很高的图像光强增益，输出较强的图像。因此，微光夜视技术实际上就是像增强技术。第三代微光夜视仪——夜视眼镜已于9O年代在美军投入使用，它所采用的是负电子亲和势caAs阴极的薄片管，可使像增强管的分辨率明显提高，从而大大增加了夜视仪的视距。美国休斯公司研制出的全息单管HOT夜视眼镜，用一个第三代薄片管，重量只有 O.68千克,比第二代的 AN／PVS－5B轻 O.18千克,HOT的主要特点是采用全息光学部件,所以战场突然出现强光闪时，观察人员仍可通过目镜正常观察。

热成像仪有别于微光夜视仪和主动红外夜视仪,它不是利用星光、月光和大气辉光，也不是利用红外探照灯的照明，而是利用目标与周围环境之间由于温度差所产生的热对比度。通常，飞机、坦克等军事目标往往比周围环境热，因而能成为热成像仪易于探测的目标。由于热成像仪的工作不依赖于可见光或红外光的照

明，因而堪称为全被动式的夜视仪器。热成像仪的工作波段选择在3－5微米和8－13微米两个"红外大气窗口”，因此不仅能变黑夜为白昼，探测树林和伪装网后的目标，还能在小雨雪、烟、雾的条件下实施观察，而且还不受炮火烟尘和闪光的干扰，所以热成像仪是当代夜视领域的杰出成就。热成像技术的发展与红外探测器技术的进步密切相关。第一代“光机扫描”型通用组件热成像仪全部采用碲镉汞光子探测器，确立了碲镉汞材料的主导地位。世纪之交第二代高性能“凝视”

型热成像仪的实现有赖于先进的焦平面阵列的发展，目前世界上许多国家都在积极研究高密度、多光谱、高响应度和探测率以及高工作温度的焦平面阵列、目前美国的M1A2坦克，德国的“豹”11坦克法国的“勒克莱尔”坦克和VOA自行火炮的火控系统、EPC火控系统、英国LR5——5LRF火控系统以及“陶”、“轻标枪”等反坦克导弹发射架，AH－64攻击直升机，空军的F一15、F－16战斗机，海军的P——3C巡逻机、F一18战斗机等，全部装备了热成像观察仪、瞄准具、前视红外系统、红外吊舱等。

正是由于现代夜视技术的功能胜似“火眼金睛”，能“穿云破雾”来识破伪装，所以美国及北约盟国的陆、海、空三军大量装备了各种类型的微光夜视仪、热成像仪。自海湾战争到“沙漠之狐”、“联盟力量”等几场高技术局部战争以

来，西方国家军队变得敢于在战，夜晚变得对其发动战争有利起来。

二．信息化战场上的激光技术和光纤技术

激光技术是公认的高新技术革命的重要领域之一，发展势头强劲。 20世纪60年代初，美国造出了第一台军用激光测距机：70年代初，激光制导炸弹第一次投向越南战场；8O年代，激光技术在美、苏太空军备竞赛中举足轻重Zgo年代，

激光技术从海湾到巴尔干，出尽了风头。目前。激光测距仍然是激光在军事上最成熟的应用，它已涉足目标指示、目标跟踪、制导、通信、雷达、导航、预警、信息处理、模拟训练、光电对抗等方方面面。

21世纪激光技术在信息化战场上的几项重要应用：（一）命中精度达1米以内的激光制导武器。目前，激光制导炸弹的命中担度已由原来的3－37米提高到1米左右，激光制导炮弹的命中精度达到O.3－O.9米，激光制导导弹也达到O.5米以内。美国和欧洲的第三代反坦克导弹都有激光制导模式，许多国家都在购买或引进诸如“铜斑蛇”、“海尔法”、“崔格特”、“轻剑”之类的激光制导武器，以加强反坦克和防空等方面的作战能力。21世纪激光制导武器有以下的发展趋势：提高抗干扰、突防及生存能力，能攻击多个目标和多功能、更先进的激光目标指示器、复合导引头等。（二）激光和雷达技术相“嫁接”的激光雷达。激光雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物，其结构和工作原理与雷达基本相

似。但激光雷达以激光器为辐射源，工作频率比雷达高3－4个数量级，波束窄，方向性强，单色性和相干性好。频率的量变使之产生了质的变化，于是赋予激光召达测量精度高、分辨率高、抗干扰能力强等许多独特的优越性。21世纪信息化战场激光雷达的应用主要包括导弹飞行测量、航天导航、武器制导与火控、化学毒剂侦测、气象观条等方面。（三）向水下和空间发展的激光通信。激光对潜艇的通信系统有三种形式：（1）星载激光对潜通信系统；（2）机载激光对潜通信系统；（3）岸基激光对潜通信系统、三种通信均选用 O.53微米波长的蓝绿激光作为通

信媒介,是因为它处于海水窗口(047－ O.54微米）范围以内，能穿透云层，直至IOO多米的海水对潜艇通信，而且又能提高数据传输速率（每秒几千比特）和信号的隐蔽性，从而大大提高核动力潜艇往数字化海战场的作战效能。空间激光通信利用观远外空几乎无介质存在的特点传送光信息的空间通信，从8O年代初“星球大战计”计划起，一直就是美国空军、海军和宇航局的重点研究项目，仅在1983－1984财年，三军投资总和即达1.22亿美元。广义地说，空间激光通信包括卫星

之间、卫星对地（海）面、卫星对飞机的双向通信。21世纪美国的NMD、TMD计划又为空间激光通信的发属提出了更大的挑战和更多的机会。（四）光纤技术的三朵奇葩。纤维光学是光电技术领域中一个飞速发展的学科，它在21世纪信息化场上的巨大应用潜力引起了各国军队的高度重视。光纤通信与电缆通信相比具有以下优点：（1）信息容量大、中继距离远；（2）体积小、重量轻、柔软易弯曲、敷设设方便；（3）通信可靠保密性强；（4）使用安全，没有接地和串音问题。美国海军已在“庙斯盾”级巡洋舰“约克城”号上试验“全光纤数据总线”系

统，该总线将舰上的传感器、火控系统、武器装备连接成分布式计算机网络。所谓光纤制导，就是用光纤取代有线制导武器的金属线，将控制装置和武器连接起来，起着双向宽带通信线路的作用、可以说光纤是使有线制导武器能进一步发展的唯一技术。目前，光纤制导技术已用于导弹和鱼雷德国MBB公司研制成功的“百眼巨人”光纤制导的潜空导弹将安装在先进的AIP型212级潜艇上。未来，光纤制导将可能用于外层空间作战的有线制导的空间武器上、光纤陀螺是一种利用萨尼亚克效应测量旋转运动的传感器。光纤陀螺不但具者激光陀螺的优点,例如对重力加速度及其平方效应和交叉效应不敏感,动态范围大、可靠性高、结构简单、成本低、而目还有更佳的优点，即潜在灵敏度和精度高，解决了激光陀螺的模式闭锁问题，体积更小、成本更低。易于采用集成光路技术。2I世纪光纤陀螺具有十分广阔的应用前景。专家分析，漂移率为10度／小时中等性能的光纤陀螺便可满足战术导弹、车辆和小型舰船导航以及军用机器人控制的需要；而漂移率为0.01度／小时的高性能光纤陀螺则可满足飞机、远程战略导弹、航天

飞行器

和大型舰船的导航要求。

三．光电火控系统的“三剑客”

（一）红外、激光、计算机“三攸一体”的坦克火控系统。

世纪之交的数字化综合坦克火控系统由光电观瞄装置、激光测距机、火控计算机和司服传动装置、测量传感器等组成。光电视瞄装置、光测距机是坦克火控系统的主要组成部分，直接关系到坦克的机动性和火力的有效性。90年代以来，出现了昼、夜两用与测距三合一的车长、炮长光电观瞄装置，使光电观瞄系统的数字化、网络化功能显著提高。例如美国联合科学仪表公司M1A2“艾布拉姆斯”主战坦克新研制的NVL63观瞄装置，是三合一的，系统中采用了AN／VSG－5热成

像瞄准镜、AN／VAS－3热成像驾驶仪、CE628型激光测距机等、多元红外传感器与电耦辊合器件相组合的新型光电装置，采用甚高速集成电路的数字式图像处理技术，将火控系统与坦克内分布式计算机联网使21世纪的主战坦克接近高自动化

和全固态化的智能程度。

（二）全息化的平显、头盔瞄准具及成像导引的红外制导技术。

平视显示器（简称平显）是将机载雷达和仪表板信息综合显示在驾驶员前面玻璃上的一种座舱显示设备，是一种先进的光电火控瞄准具。平原既保留了光学平视特性，又与现代电子显示技术相结合，它能将飞行员需要的信息（如起飞、

着陆、导航〕、瞄准符号、攻击目标等通过组合玻璃以真实外界为背景投影在无穷远处，一目了然无须低头着仪表。平显适用于各种武器，可实施多种攻击，与雷达、导弹导引头交联，能有效地跟踪和攻击目标。飞行员头盔瞄准具／显示器

的主要优点是信息显示在眼前的玻场上，视场较大，传感器捕获与指示目标始终与真实外景一致。这样不但减轻了驾驶员的负担，还能缩短射击反应时间、因为使用头盔瞄准具／显示器后驾驶员观察座舱外时就能同时获得所需的火控

信息。平显和头盔瞄准具多方面的优点使其成为先进战斗机火控系统必不可少的重要信息设备。其性能的优劣已成为评价当代战计机信息战能力的技术指标之一。美国的F一15、F－16战斗机装备了AN／AVQ－20平显，法国的“幻影”2000战机安装了VE－13o型平显。埃洛普公司研制的HADAS头盔瞄准具装备了“海鹞”垂直

起落战斗机。但折射光学本身的物理特性限制了平显、头盔面板视场增大，而巳折射光学系统的致命弱点是传输效率低，仅为20－25％。随着21世纪衍射光学

技术的发展，全息技术开辟了扩展显示器视场的有效途径。用衍射光学元件（即全息透镜）作为组合玻璃，全息光学元件既具有透镜准直功能，又具有混像屏的作用，从而在相同的视场下，显示玻璃尺寸可以减少，或在给定的物理尺寸下，机场可以增大。

红外制导系统能提供一种适于将导弹导向目标的目标位置信息，这种信息可以用电子信号显示也可以用图像显示。后者是正在研制中的红外成像制导。它的优点是可以识别红外曳光弹等的干扰。目前存在的主要问题是成本太高，这对于消耗性武器来说，代价太大。21世纪随着信息技术水平的发展，降低成本的难关将被突破。红外成像制导型的空地导弹‘坦克破坏者反坦克导弹的研制成功，标志着红外成像制导技术用于难度较高的空对空导弹的引导已为期不远了。

（三）海上电子战和夜战的新锐——舰用光电跟踪仪

雷达固然是现代舰船上最重要的探测设备，但在探测和跟踪掠海飞机、导弹时，却容易受到海面杂波的干扰和对目标产生多路效应。而舰用光电跟踪仪由于工作波长较短，跟踪又采用被动方式，因而不存在上述问题。此外光电跟踪仪还具有测量精度高、图像直观、不发射电磁波、不需要大功率发射机、重量轻和体积小等优点。从结构上看，能用光电跟踪仪由电视、红外跟踪器、激光测距机、显控台等几部分组成。光电跟踪仪不能取代雷达，特别是无法取代雷达的远距离探测功能。二者的关系是互为补充的，在大中型战舰上，光电跟踪仪往往作为第二套探测设备，以辅助雷达之不足；在应急情况下，也作为主探测设备使用。目前越来越多的小型舰艇也逐步装备了光电跟踪仪，在许多情况下可作为主探测设备使用。装备使用量较多的舰载光电探测跟踪仪有法国信号与电气公司的“旺皮尔”系列，英国宇航公司的“海射手”系列，美国德克萨斯仪器公司的“海火”、“海虎“系列，荷兰电信公司的LIOP系列等等。

四、争夺信息频谱的光电对抗

光电对抗是指作战双方在光频段进行的信息电脑斗争，即利用光电设备或器材，通过光波的传输作用获取对方光电系统的信息，采取削弱以至破坏对方光电设备效能，和保证己方光电系统正常工作的技术措施。光电对抗一般包括侦察与干扰、反侦察与反干扰两个方面，而每一方面又涉及可见光、红外和激光三个技术领域，即分为可见光对抗、红外对抗和激光对抗光电对抗侦察有被动、主动两种方式。被动侦察是利用各种光电探测器截获对方光电系统的光辐射，如激光告警器、红外告警器等。主动侦察是利用敌方光电装置的反射、散射特性等进行

的侦察，即向敌方光电装备发射探测光束，通过对反射回来的光进行分析，判定其配置和性能。例如，美国曾用激光雷达探测并判断苏联的卫星是否携带了侦察

摄影机。目前，一些国家已装备的光电干扰设备或器材主要有红外诱饵弹、红外干扰机、烟幕、涂料、伪装器材以及激光干扰机等。

值得一提的是，21世纪最具威力的光电对抗武器——激光致盲武器。利用定向发射的高亮度激光来干扰或毁伤人眼、光电传感器等的战术激光武器称作激光致盲武器。这里所说的“致盲”，既包括干扰或损害人的视觉，也包括使各种武器装备中光电传感器失效。由于激光的优异特性，激光致盲武器可在光电对抗中发挥独特的作用，因而日益引起各国的重视．激光致盲武器与一般常规武器相比，具有以下一些特点：（1）快速；（2）灵活；（3）精确；（4）抗干扰；（5）耗能少；（6）可配套使用等。基于上述的一些特点，激光致盲武器是信息化战争中一种有效的光电对抗武器，也可以说是一种新型的战场压制兵器——压制敌方的观察、瞄准、跟踪、制导、发射等。

美国德克萨斯仪器公司（TI）在1964年首次研制成功第一代的热红外成像装置，叫红外前视系统，这类装置利用光学元件运动机械，对目标的热辐射进行图像分解扫描，然后应用光电探测器进行光——电转换，最后形成视频图像信号，并在荧屏上显示，红外前视系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克上的重要装置。 六十年代中期，在红外前视装置的基础上，开发了具有温度测量功能的热红外成像装置。这种第二代红外成像装置，通常称为热像仪。 七十年代研制出不需致冷的红外热电视产品。 九十年代出现致冷型和非致冷型的焦平面红外热成像产品，这是一种最新一代的红外电视产品，可以进行大规模的工业化生产，把红外热成像的应用提高到一个新的阶段。 七十年代中国有关单位已经开始对红外热成像技术进行研究，到八十年代初，中国在长波红外元件的研制和生产技术上有了一定进展。到了八十年代末和九十年代初，中国已经研制成功了实时红外成像样机，其灵敏度、温度分辨率都达到很高的水平。 进入九十年代，中国在红外成像设备上使用低噪音宽频带前置放大器，微型致冷器等关键技术方面有了发展，并且从实验 走向应用，主要用途用于部队，例如便携式野战热像仪，反坦克飞弹、防空雷达以及坦克、军舰火炮等。 中国在红外热成像技术方面，已经投入了大量人力物力，形成了相当规模的研发力量，但是总的来讲，与世界先进水平差距很大，与西方相比，约差10年以上。 目前国外已经开始在部队装备第二代红外热成像仪，并开始了第三代的研发工作，但中国现在才推广第一代红外成像仪。在国际上，美国、法国、以色列是这方面的先行者，其它国家包括俄罗斯均处下游水平。 近几年来，中国的红外成像技术得到突飞猛进的发展，与西方的差距正在逐步缩小，有些设备的先进性也可同西方同步，相信中国和西方的差距会进一步缩小，尤其在新技术的应用方面更可以独树一帜。 红外热成像产品，可以分为致冷型的.非致冷型两大类。 目前，最先进的红外热成像仪，其温度灵敏的可达0.03摄氏度。无论白天、黑夜均可用于持红外仪来探测丛林中的敌人，其距离可达百米之遥，作为边防缉私，更可以追踪海上走私的大飞，其距离可达数公里。 通过热像仪不仅可实时对目标进行观测，更可以通过其行踪轨迹 的“热痕迹”进行动态分析，因为一般物体的热发散有一定的时间性，有些物体的热发散需要很大时间。例如部队点燃的炊烟，曾经发动过的车辆等都可以留下“热痕迹” 。 第一代热像仪主要由带有扫描装置的光学仪器和电子放大线路、显示器等部件组成，已经成功装备部队，并在夜间的地面观察、空中侦察、水面保险等作出重要的贡献。 第二代热成像仪主要采用焦平面阵列技术，集成数万个乃至数十万个信号放大器，将芯片置于光学系统的焦平面上，取得目标的全景图像，

无需光——机扫描系统，大大提高了灵敏度和热分辨率，可以进一步提高目标的探测距离和识别能力。

浅析红外热成像技术

2005/10/9/11:27来源：保险在线

红外热成像产品，可以分为致冷型的非致冷型两大类。红外电视产品和非致冷焦平面热成像仪是非致冷型产品，其他为致冷型红外热成像仪。

目前，最先进的红外热成像仪，其温度灵敏的可达0.05摄氏度。无论白天、黑夜均可用于持红外仪来探测丛林中的敌人，其距离可达百米之遥，作为边防缉私，更可以追踪海上走私的大飞，其距离可达数公里。

通过热像仪不仅可实时对目标进行观测，更可以通过其行踪轨迹 的“热痕迹”进行动态分析，因为一般物体的热发散有一定的时间性，有些物体的热发散需要很大时间。例如部队点燃的炊烟，曾经发动过的车辆等都可以留下“热痕迹” 。

第一代热像仪主要由带有扫描装置的光学仪器和电子放大线路、显示器等部件组成，已经成功装备部队，并在夜间的地面观察、空中侦察、水面保险等作出重要的贡献。

第二代热成像仪主要采用焦平面阵列技术，集成数万个乃至数十万个信号放大器，将芯片置于光学系统的焦平面上，取得目标的全景图像，无需光——机扫描系统，大大提高了灵敏度和热分辨率，可以进一步提高目标的探测距离和识别能力。

第三代热成像仪也正在研发中。