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红外夜视仪

 红夜间可见光很微弱,但人眼看不见的红外线却很丰富。红外线视仪利用光电转换技术,帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆。尽管人们很早就发现了红外线,但受到红外元器件的限制,红外遥感技术发展很缓慢。直到1940年德国研制出硫化铅和几种红外透射材料后,才使红外遥感仪器的诞生成为可能。此后德国首先研制出主动式红外夜视仪等几种红外探测仪器,但它们都未能在第二次世界大战中实际使用。红外线视仪为主动式和被动式两种:前者用红外探照灯照射目标,接收反射的红外辐射形成图像;后者不发射红外线,依靠目标自身的红外辐射形成 “热图像”,故又称为”热像仪”。
红外夜视仪

红外夜视仪原理

 光的波长不仅仅为我们目力所见的那麽多。除此以外,还有很多其它的波在我们身旁无处不在。只是单凭我们自身的感官觉查不到而已。 而红外光就是物体所发出超过红色色谱波长的光,几乎所有的物体都会有红外光,也就是热辐射,就连茫茫太空也不例外,据科学家们勘测后认为太空还有宇宙爆炸初期的热辐射存在。 既然世上万物皆有热辐射存在。那我们就可利用这个共性,根据不同的物体温度来关察物体,普通人的眼睛不能感觉到红外线,所以黑天的时候没有了反射光人就看不到东西,而任何温度高于绝对零度的物体都在向外辐射红外线,包括你的身体。所以用能感受红外线的器件探测红外线,再把这种模拟信号经过去背景噪声,放大,滤波等图像处理方法,还原出被探测物体的轮廓。但色彩很难还原,所以红外夜视仪看到的图像很少是彩色的。

红外夜视成像技术

 红外夜视技术先后经历了早期的主动红外夜视成像技术和现在的被动红外(热成像)技术。红外探测器最早是用单元探测器,后来为了提高灵敏度和分辩率而发展为多元线列探测器,现已向多元面阵红外探测器发展。相应的系统已实现了从点探测到目标热成像的飞跃。

 (1)主动红外像转换技术(近红外区)。

 这种技术是利用光电图像转换原理来实现夜间观察的。这类仪器包括红外光源和含有变像管的夜视镜两大部分。红外光源照射目标,夜视镜将不可见光红外像转换成可见像。这类技术于三十代未期开始研究,二战中得到发展与应用。装有主动红外夜视仪的步枪瞄准镜广泛地用于太平洋战场上。六十代前后,该技术趋于成熟,观察距离可达3000米,后广泛装备部队,但因其具有灵敏度低、热发射大、耗电多、体大、量重、观察距离有限以及易于暴露的致命弱点,因此,逐渐被以后发展的夜视技术所取代,现在只有少数国家有小数量的装备。

 (2) 被动红外夜视技术(中、远红外区)

 红外热像仪是一种最有发展前途的红外探测器,代表着夜视器材的发展方向。它采用一种内光电效应半导体器件作探测器,将景物的辐射图像转换成电荷图像,经信息处理后,由显示器件转换成可见图像。一些典型型号包括:

 美国Raytheon系统公司为美陆军研制的ANS/PAS-13 型"热力武器瞄准器(TWS)" 是乞今为止最为先进的被动红外夜视设备 ,这是一种使用第二代前视红外技术的热成像瞄准系统。这种系统使用的技术包括:用于小型望远镜远距离目标获取的高灵敏度碲化镉焦平面技术;以高级塑料作外壳的轻质、高传输率二元光学部件;小体积、低功耗的超大规模集成电路(VLSI)电子部件;无声操作、高可靠性、拇指大小的热电致冷器;低功耗、高亮度发光二极管(LED)显示;适用于

 1、 赢得有效夜战时间

 夜间和不良天气占全年时间的比例相当大,夜视装备使夜间变得透明,大大延长了有效作战时间。红外夜视器材分辩率高,具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于为发射导弹提供目标数据,还可用于探测敌方掠海飞行导弹。配备热成像设备在内的光电火控系统,便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。

 2、 确立了夜战的军事地位

 西方发达国家随着三军大量装备夜视装备,已将主宰夜晚作战作为制胜策略。

 3、 倍增武器效能

 夜视技术与武器装备相结合将大大提高武器装备在夜间和不良天气下区获取信息、实施打击、指挥部队、机动兵力和协同作战的效能。

 4、 减少飞行事故

 通过在飞机上使用配备前视红外摄像机的导航吊仓和让飞行员配戴装有夜视镜的护目镜,可大大减少航空事故。

红外夜视仪发展历程

 尽管人们很早就发现了红外线,但受到红外元器件的限制,红外遥感技术发展很缓慢。1940年德国研制出硫化铅和几种红外透射材料后,才使红外遥感仪器的诞生成为可能。此后德国首先研制出主动式红外线夜视仪等几种红外探测仪器,但它们都未能在第二次世界大战中实际使用。

 几乎同时,美国也在研制红外线夜视仪,虽然试验成功的时间比德国晚,但却抢先将其投入实战应用。1945年夏,美军登陆进攻冲绳岛,隐藏在岩洞坑道里的日军利用复杂的地形,夜晚出来偷袭美军。于是美军将一批刚刚制造出来的红外夜仪紧急运往冲绳,把安有红外线夜视仪的枪炮架在岩洞附近,当日军趁黑夜刚爬出洞口,立即被一阵准确的枪炮击倒。洞内的日军不明其因,继续往外冲,又糊里糊涂地送了命。红外线夜视仪初上战场,就为肃清冲绳岛上顽抗的日军发挥了重要作用。

 主动式红外线夜视仪具有成像清晰、制作简单等特点,但主动式红外线夜视仪的致命弱点是红外按照灯的红外光会被敌人的红外探测装置发现。60年代,美国首先研制出红外线夜视仪,它不发射红外光,不易被敌发现,并具有透过雾、雨等进行观察的能力。

 1982年4月─6月,英国和阿根廷之间爆发马尔维纳斯群岛战争。4月13日半夜,英军攻击承军据守的最大据点斯坦利港。3000名英军布设的雷区,突然出现在阿军防线前。英国的所有枪支、火 炮都配备了红外线夜视仪,能够在黑夜中清楚地发现阿军目标。而阿军却缺少夜视仪,不能发现英军,只有被动挨打的份。在英军火力准确的打击下,阿军支持不住,英军趁机发起冲锋。到黎明时,英军已占领了阿军防线上的几个主要制高点,阿军完全处于英军的火力控制下。6月14日晚9时,14 000名阿军不得不向英军投降。英军领先红外线夜视仪赢得了一场兵力悬殊的战斗。

 1991年海湾战争中,在风沙和硝烟弥漫的战场上,由于美军装备了先进的红外线夜视仪,能够先于伊拉克军的坦克而发现对方,并开炮射击。而伊军只是从美军坦克开炮时的炮口火光上才得知大敌在前。由此可以看出红外线夜视仪在现代战争中的重要作用。

红外夜视仪选购要点

 购买夜视仪,一般按照以下的排序进行选择:

 1. 要确定增像管是几代的。因为夜视仪包装和说明书上一般都没有标明是几代增像管。当然如果您要买2代或3代夜视仪,最好能买有明确标注是几代增像管的夜视仪,以免您的权益受到侵害。目前市面比如俄罗斯RHO的夜视仪在产品包装及机器上都标明了使用的是第几代增像管。

 2.看镜头口径和放大倍数镜头。在不考虑体积的情况下,当然是越大越好。同样的增像管情况,原理上是口径越大,观测距离越远,图像越清晰。

 3.是否带有图像增强技术:一般带有这个技术的夜视仪,在相同条件下图像亮度会更好,也更清晰。

 4.红外发射器的性能:这性能的好坏,也直接影响成像质量。

 5.镜头分辨率如何:镜头的分辨率非常重要,分辨率越高显示的图像越清晰。

 至于夜视仪标称的观测距离,辨识距离。由于没有正规的标准,各家说法不一。其实没有任何参考意义。一般来说:1代 的距离在100-250米, 2代距离在200-350米,3代距离在300-500米,能够看清物体。具体还得受到镜头质量大小,图像处理技术,红外发射器,分辨率的影响而决定。

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