亚博体彩:热视觉与红外成像技术赋予美军“超能力”

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【亚博体彩官网】据麦姆斯咨询报导,美国国防部部长JamesMattis近日反感回应:“我们仍然在致力于提升我国近地登陆作战军队的战备、杀伤力、生存能力和灵活性。”尽管美国军方在军事实力方面依然维持着世界强国的优势,但与几十年前比起,这种差距也正在渐渐增大。为了构建登陆作战人员的“超能力”,如今的军队不仅要大大扩展登陆作战人才,还必需要强化设备和技术的现代化。目前军方于是以为构建“超能力”展开现代化的一项技术为夜视技术,具体来说,就是在较低光照或无光照下登陆作战的能力。

虽然传统上登陆作战人员更加依赖图像增强技术,并且目前显然这项技术依然是登陆作战关键技术之一,但在用于多波长红外传感器的士兵系统中,必须之后展开根本性的技术改良。图像增强设备:非红外夜视是如何工作的?传统的图像增强(ImageIntensified,全称II)设备工作原理是再行将极低水平的红外线光子切换为电子,然后缩放这些电子,再行将电子切换返光子。

来自较低光源的光子转入物镜,物镜将图像探讨到光电阴极管上。当入射光子碰撞光电阴极时,光电阴极再行通过光电效应获释电子。电子通过高压电势加快转入微地下通道板(MicrochannelPlate,MCP)。

每个碰撞MCP的高能电子都会使MCP释放出来更加多电子,这一过程称作二级联射。MCP由成千上万甚至数百万个微导电地下通道构成,这些地下通道再行通过构成一定角度来构建更好的电子撞击,并需要在可控的电子雪崩过程中升空二次电子。本质上谈,MCP只不过是光放大器,但最少必须一些光才能工作。

在II设备的示意图中(上图),来自较低光源的光子转入物镜(左)并碰撞光电阴极(灰色)。光电阴极通过光电效应获释电子。微地下通道板(红色)可通过二级联射减少电子数。

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最后这些电子碰撞荧光屏(绿色),产生光子,可通过右侧的透镜仔细观察。图像增强设备之优缺点II设备是美军登陆作战的主力传感器,完全用作各个军事领域。弱光强化设备在将近零光照条件下可获取出众的夜视图像,有效地分辨率高达1300万像素,成本比较较低且功耗极低,需要在小型电池上长时间运营。

然而,该管线设备缺点是体积大且轻巧,又因为是模拟信号,很难适应环境数字战场。虽然在数字较低光传感器方面人们早已展开了大量工作,但是要以较低功率和低成本构建管线设备的性能还有很长的路要回头。

就近期来说,该技术有可能还是站不住脚的。目前,空军部队、特种部队和陆地部队通过多种配备用于II设备,还包括单目护目镜、热融合(即增强型夜视镜)、武器瞄准器等。红外传感器利用红外光谱的传感器在大大发展,并为构建登陆作战人员的“超能力”作出了重大贡献。红外传感器,尤其是冷传感器,将近几十年来仍然是军方登陆作战的关键技术之一;然而,该技术的局限性也容许了其应用于的范围。

传统上,传感器体积大、耗电量大,且价格昂贵。因此,他们仅有用作最应急的军事任务,如消防或远程监控。

但是据报,目前该技术的最新进展可以使红外传感器更加普遍地应用于更加多任务中,随着该技术的更进一步发展,这将沦为构建登陆作战人员“超能力”的关键组成部分。短波、中波和长波红外传感器红外传感器可根据他们观测到的波长分为几类。

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红外光谱与红外线光谱相似,红外线和红外光的波长以光速传播。然而,红外光和红外线(我们的眼睛所看见的)的能量不存在明显差异。

电磁波序,表明SWIR、MWIR和LWIR电磁辐射的波长范围(图片来源:FLIR)在大多数情况下,红外光谱主要分成近红外(NIR)、短波红外(SWIR)、中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)。“热像仪”利用MWIR或LWIR传感器,观测从目标升空出有的热能。

非常简单地说道,他们观测到的是冷而不是光。与图像增强系统比起,这是明显的优势,因为II设亚博体彩官网备最少必须一定量的环境光才能工作。热光学摄像头需要红外线才可工作,因为它只观测从场景中的目标收到的热量。

当热像仪首次研发并用作军事领域中时,用于的传感器主要是必须低温加热至液氮温度(77K或-200℃)的LWIR或MWIR传感器。他们必须维持这一温度以提升热敏性并减少噪音。最初,这些系统包括单个或多个元件传感器或线性阵列,并且还配有机械扫描设备用作“绘制”原始的热像图。

这些人组在一起就构成了一台非常复杂的设备,体积可观且轻巧、价格昂贵,并且不会频密经常出现确保问题。而在当时的技术显然,人们还无法做确实的便携式系统。用于热光学设备摄制的图片(图片来源:FLIR)简单便携式MWIR传感器的研制20世纪90年代初,随着二维焦平面阵列系统的经常出现,该技术从基于扫瞄的系统发展到看著系统。

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