总第157期舰船电子工程Vo. l 27No . 1
2007年第1期Ship E l ectronic Engi nee ri ng 32 红外探测技术的现状与发展趋势
赵 江
(东北电子技术研究所 锦州 121000)
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摘 要 介绍红外探测技术的发展历程以及装备的研制、改进情况, 指出在现代战争中发展红外探测技术的优势和重要性, 重点探讨几种红外探测技术的性能及其特点; 最后分析红外探测技术的未来发展趋势。
关键词 红外探测技术; 关键技术; 应用中图分类号 T N972
前视红外的探测距离增大了50%甚至一倍。但
1 引言
红外探测技术, 国外现已发展到第四代, 主要采用扫描焦平面4N 或6N 阵列的第二代前视红外系统。扫描焦平面阵列(FPA ) 是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。它不仅增加线列单元数量, 且增加线列(行) 数, 形成串并扫描, 同时采用多级时间延迟和积分(TDI) 技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。它采用阻抗低的光伏型碲镉汞材料, 与硅电荷耦合器电路低耗耦合。碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构, 从而制成混成双片焦平面阵列红外探测器。本文就国外红外探测技术现状与发展趋势, 作进一步的研究和探讨
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是, 它的探测单元数量仍然不够多, 满足不了全视场成像的要求, 属于扫描线列与凝视焦平面阵列之间的过渡型。
第三代前视红外的标志是凝视焦平面阵列。与前一代产品相比, 增加了探测单元的数量, 取消了光机扫描器; 利用微电子技术把探测阵列和各种信息处理电路集成在一个芯片或混成在两个芯片上, 消除大量从杜瓦瓶内向外的引线; 以新型中、长波红外探测材料, 替代难加工且昂贵的碲镉汞。凝视焦平面阵列被认为是热成像(包括前视红外) 技术的一次革命, 成为第三代热成像器的标志。在美国最新的机载光电探测系统L A NT I R N2000、LI TEN I N G Ò等项目中, 采用了3~5L m 的红外焦平面器件。
法国的第3代探测器技术主要依靠通过MBE 生长的H gCdTe 材料。与TRT 合作还对用于双波段探测器的Q W I P 技术进行了开发。
例如, 256@256双波段I R FPA 。LET I-LI R 和DEF I R 正在对工作在中波红外/中波红外或中波红外/长波红外波段的几种FPA 进行研究。所选择的规格是T V /4(320@256和256@256) 规格, 并对30L m 和25L m 像素间距进行了评估。
这种双光谱探测器由2个背对背的n on p 二极管组成, 这种二极管是通过MBE 工艺成长的4层异质结构。对于中波红外/中波红外FPA , X cd =0. 3层可探测5L m 波长辐射, X cd =0. 4可探测3L m 波长辐射。Xcd =0. 7的阻挡层减少串
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2 发展现状
目前, 美国、法国、德国、英国等已经研制出48@4、288@4、480@4、和960@4元光伏型碲镉汞扫描焦平面阵列, 美国主张在第二代前视红外中采用480@4元, 欧洲则采用288@4元。扫描焦平面阵
列已经成熟并列入RA H -66/曼奇0升机等计划, 开始在第二代前视红外以及红外成像导弹寻的器和红外搜索跟踪系统中应用。其分辨率较第一代前视红外增加了50%~60%, 探测距离更远, 在恶劣气象条件下的工作也更有效
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。
扫描焦平面阵列的优点在于降低了噪声等效温差(NETD)和最小可分辨温差(MRTD ), 因而使
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收稿日期:2006年6月30日, 修回日期:2006年7月27日
:, 男, ,
2007年第1期 舰船电子工程
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扰:在某一结中产生的载流子不能向其它结扩散。
这种结构依靠施加到二极管上的偏置电压可对3L m 和5L m 波长辐射按顺序进行探测。5L m 截止探测器的结通过离子注入工艺获得, 3L m 截止探测器的结的N 掺杂面在生长时通过铟掺杂获得。在所有的层中, P 型掺杂通过对汞空位的热退火控制而获得。选择该技术是因为使用CEALETI 和S OFRAD I R 公司的n on p 标准技术, 较长波长的结类似于平面(暗电流低)
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丁的JSF 研制光电传感器系统, 它也由两个红外系统组成, 一个用于周围状态感知, 第二个主要用于瞄准, 但它不是仅在目标捕获和武器投放时工作的
T flir , 而是可在执行任务期间连续工作, 还被用于监视战场环境, 其关键技术是实现了符合隐身要求的光学窗口。在另一个用于状态感知的红外系统中, 6个红外传感器组成了分布式孔径系统(DAS), 以覆盖空域中一侧的90b 的部分。
红外大视场成像技术实现的红外探测器性能指标为瞬时视场0. 5m rad , 成像视场120b @45b , 帧频1~2H z 。美国研制的低温红外辐射仪能使红外探测器中的NbN 超导体冷却到绝对温度5. 6K 。这种致冷器是新型红外探测器的关键设备, 对红外辐射有极高的灵敏度。美国弹道导弹防御局和犹他州立大学联合研制的低温红外辐射仪, 已在航天飞机上进行过获取大气红外光谱的试验, 用以确定地球大气层的精确光谱特性。它可以在极地飞行
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时, 摄下卫星和弹道导弹再入弹头的红外图像。
2006年, 美国将部署天基红外导弹预警卫星系统(SBI RS), 该系统由高轨道卫星和低轨道卫星组成。SBI R S 系统采用24000个H gCdTe 元件组成的基于线阵和焦平面的凝视成像红外探测器, 其长波红外探测器在外层空间对弹道导弹助推段的探测能力达300km 。
高轨道卫星由5颗地球同步轨道卫星和2颗大椭圆轨道卫星组成。星上装有短波和中波红外探测器, 能穿透大气层, 探测弹道导弹的发射。此外, 星上还装有新型双传感器系统, 即高速红外扫描传感器和辅助凝视传感器, 其扫描速度比现役弹道导弹预警卫星快20倍以上。红外扫描传感器用一维线阵扫描南北半球, 探测导弹红外尾焰, 然后把信号传递给凝视传感器, 用精确两维阵列跟踪导弹, 将导弹运动画面拉近放大, 并能在10~20s 内将预警信息传给弹道导弹预警指挥控制中心。低轨道卫星由12~24颗覆盖全球的/空间和导弹跟踪系统0(S MTS) 卫星组成, 用于捕获导弹发动机的红外尾焰, 对导弹进行跟踪, 区分再入飞行器和诱饵, 为地基拦截导弹提供相关数据和超视距制导, 增加拦截导弹的防御区域。低轨道卫星在多个轨道面上成对工作, 以提供立体探测和监视。卫星上装有宽视场短波红外传感器和窄视场多光谱(中波、中长波、长波红外及可见光) 跟踪传感器。传感器按先地平线以下、后地平线以上的顺序进行扫描探测。S MTS 探测搜索区域比现役弹道。
第四代前视红外体现在中波和长波波段的同
时工作能力, 最近出现的多量子阱红外探测器为这种双波段探测器提供了一种方法。具有不同光谱灵敏度的多量子阱层可以在纵向集成的结构中生长, 通过在多量子阱叠层的中波红外和长波红外部分产生分开的接触层, 实现了精确的像元匹配。多量子阱技术为人们提供了一种容易生产的多色焦平面阵列。这种技术允许人们对两种或者更多的颜色同时进行积分和读出, 每一种颜色都在同一个焦平面阵列上得到像元配准。这种像元配准多色焦平面阵列提高了系统的性能, 同时也大大简化了系统其他元件的设计, 简化了现有多色设计中的多个焦平面阵列、扫描器、致冷器等, 可降低系统的成本, 减轻系统的重量, 缩小体积, 并能减轻计算机的处理负担, 从而可以应用于更多的军事领域。
例如, 在波音的JSF 计划中, 安装了雷神公司的两个红外传感器系统, 一个系统是分布式红外传感器(D I R S), 用于对空目标探测、威胁告警和战场态势感知。第二个红外系统是瞄准前视红外系统(Tflir), 用于探测、识别和精确指示地面目标。DI RS 采用6个相同的传感器, 每个具有90b 的视场, 是围绕JSF 联合攻击机设置的, 以提供其整个的球形覆盖。D I R S 系统探测导弹的发射, 跟踪其飞行、给出飞机受威胁的指示, 并对弹着时间进行预测。系统还可用作I RS T 传感器提供状态感知功能, 并对系统球形覆盖范围内的任何飞机进行跟踪。除状态感知外, D I R S 还为飞行员提供昼夜图像, 这些图像被送到头盔显示器(HMD ) 显示。第二个系统瞄准前视红外系统, 采用中波凝视焦平面传感器, 并与一个激光指示/光斑跟踪器实现综合。为实现隐身的目的, 采用了可伸缩的光学窗口。当需要时, 可伸缩的光学窗口从机腹下伸出, 并迅速对目标进行探测和跟踪, 还能对制导武器进行引导。使用完之后, 光学窗口缩回, 保护门关闭, 对雷达截面没有影响。
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赵 江:红外探测技术的现状与发展趋势 总第157期
道导弹提供更大的作战空间。
美国还研制了一种天基长波红外探测器, 其孔径为4m, 视场为4b @4b , 单元分辨率为100m @100m 。该探测器计划装在10000km 高的卫星上, 作用距离可达17000km 。该卫星上还装有成像器, 光学口径为4m , 每秒可对一个目标成像, 分辨率为20c m 。机械光学传感器的风洞数据为评价探测器结构对导弹性能的影响以及气流对探测器性能的影响提供了可靠依据。
美国橡树岭国家实验室已经开发了一种基于硅或镓的砷化物元件的悬梁结构热红外探测器。它能探测出小于10数量级的温度, 这意味着一个仅比它周围环境温度高出万分之一的物体即能被探测出来。有了这样灵敏度的红外探测器, 任何弹道导弹都无处藏身。
2006年2月9日, 洛克希德#马丁公司研究如何扩展其机载导弹告警传感器的作用, 使它们能够为态势感知和载机的生存能力做出更多的贡献。洛#马公司导弹和火控部火控业务开发经理Le 2land 表示, 导弹告警传感器能够为所有防御和进攻应用提供帮助。洛#马公司为F-22A /猛禽0隐身战斗机提供了导弹发射探测器。该公司还为新一阶段空军大型飞机红外干扰(L A I RC M ) 系统项目开发了新型导弹告警系统传感器。
该公司正在与诺斯罗普#格鲁门公司竞争制造新型L A I R C M 传感器, 以替代C-5、C-17、C-130飞机L A I R C M 系统上的紫外系统。美国空军预计在今年年底确定该项目的承包商。/猛禽0飞机的导弹探测器和新型L A I RC M 传感器也能够用于旋翼平台, 具有高清晰度红外传感器的特性。这些传感器用于探测空空和面空导弹, 对这些导弹识别后进行追踪, 飞行员则可获得足够的时间来采取对抗措施。这些系统安置在飞机周围并提供360b 的探测范围, 为飞行员提供清晰的战场图像。红外干扰系统(D I R C M ) 项目, 是在海军直升机和海军陆战队旋翼机上加装一个红外导弹干扰系统, 扩大了导弹告警传感器的态势感知作用。另外, /猛禽0导弹发射探测器能够随着计算机处理的升级而发展成一个与为F-35开发的光电分布式孔径系统相似的态势感知工具。这些高质量红外传感器还能够部署在地面用来保护机场, 例如, 利用这些地面传感器精确探测火箭、榴弹炮和迫击炮的发射。
2006年2月27日, 美国国防高级研究计划局, -6
划。该激光器的效率大于50%, 比现有激光器高一个数量级。该计划研制的中波红外激光器的主要特点是:室温工作, 效率大于50%, 连续波(3. 8~4. 8L m ) 输出功率大于1W, 波束质量好, 体积小。该项目的主要挑战是开发中波红外激光源, 其性能与已经演示的近红外激光器类似。
中波红外激光器主要用于军事对抗以及化学与生物威胁探测系统, 其效率的提高具有革命性意义, 不仅使激光器性能、体积、重量等指标大幅改善, 而且有助于降低军事系统的成本。
[美国5防务工业日报62006年4月25日报道]加拿大国防部和荷兰皇家海军共订购了17套/天狼星0远程红外搜寻和跟踪(Long-R ange I n 2f rared Search and T rack , LR-I RST) 系统, 总价值达1. 42亿美元。加拿大贸易公司将负责为两国提供/天狼星0系统, 其中包括为加拿大的12艘FF H 级多任务护卫舰和地基作战训练设备, 以及4艘荷兰的LCF 级防空指挥护卫舰安装该系统。除此之外, 合同中还要求提供对/天狼星0系统的后勤维护工作和提供相应的备件。
/天狼星0系统由DRS 技术公司和荷兰泰利斯公司海军分部联合设计, 主要设计用于远征战斗区域和沿海地带等, 容易发生高度危险性事件的地方。/天狼星0系统是一种被动式L R-I R S T 系统, 它能够分别在3~5nm 和8~12nm 两种波长范围内, 在所有的气候条件和任何环境状况下, 不间断地同时进行工作, 覆盖范围从北极一直延续到赤道。/天狼星0系统拥有独特的处理运算的方式, 从而确保低误警率, 并且有效扫描范围扩大到地平线以内。由于具有这些特点, /天狼星0系统被认为是第二代L R -I R S T 系统。
/天狼星0系统能够提供高精度数据、昼夜间的全景视频, 极大地改进了对周围环境的侦察能力, 结合自动化探测和跟踪目标技术, 有效地对付那些通过其他方式而未被雷达发现的多种威胁。这些威胁目标包括小型水面目标、低空飞行目标和反舰导弹。系统提供的视频图像, 能够用来帮助对威胁目标进行分类。与被称为/黑夜里的闪光灯0的雷达不一样, 被动式传感器避免了发出可见的电磁光现象, 加上它的远程侦察能力, 使得/天狼星0系统尤其适合于进行秘密监视活动。
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3 发展趋势
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发达国家在频谱波段上积极探索/无缝隙探测0。在微波/毫米波、可见光/中波红外/长波红外等波段探测方面取得了长足进展。3. 1 红外焦平面阵列技术
首先在美国、法国和英国等发达国家, 基于窄禁带半导体碲镉汞材料的单波段红外焦平面器件技术已经成熟, 以288@4元长波和256@256元中波为代表的焦平面器件已基本取代了多元光导线列通用组件。256@256元碲镉汞焦平面探测器已实现工程应用。并已经向更大规模的凝视型面阵焦平面探测器、双色探测器发展。长波器件已达到256@256元的规模, 中、短波器件达到了512@512元甚至2048@2048元的规模; 长线阵的扫描型焦平面因其在空间对地观测方面需求而受到高度重视, 针对不同应用目标, 1500元红外中长波、3000元红外短波、4000元红外长波以及6000元红外中、短波长线列焦平面器件纷纷问世。
红外焦平面器件技术, 不但要发展基于材料温度特性的硅Bol o m eter 和铁电材料热释电或热容性红外焦平面器件, 还要着力发展基于微光机电技术的热机械应变式红外焦平面器件。同时通过新型材料的探索, 将优异的器件结构和材料特性有效地组合构成性能更为优越的焦平面器件, 形成了当前发展的重要方向之一。
例如, 法国的大型红外焦平面阵列(I RFP A ) 和双波段红外焦平面阵列技术以及小像素非晶硅非制冷探测器技术研究已经取得一定进展。CEA -LETI 对工作在3~5L m 波段、像素间距为15L m 的碲镉汞百万像素(1000@1000) 红外焦平面阵列进行了论证。以此为基础, S OFRAD I R 公司和DEFI R 正在开发1280@1024规格中波碲镉汞红外探测器。其中, 碲镉汞材料通过分子束外延工艺在4i n 锗衬底上制得, 阵列通过在p 型碲镉汞层中植入n 型二极管制得。该阵列的截止波长大于5. 1L m, 填充因数大于80%, 量子效率较高约80%。这种间距15L m 的1280@1024中波碲镉汞红外探测器的设计具有经济性, 可满足超高分辨率系统需要。
在红外探测方面, 未来红外焦平面阵列的发展, 一是探索新颖的器件结构, 二是采用改进的材料, 以获得更高集成密度的廉价焦平面阵列传感器, 同时大幅度地提高阵列性能, 而长期形成的1~3L m , 3~5L m 和8~14L m 三个红外探测窗口的概念不会变化。3. [6]
红外光电子物理发展的一个焦点就是红外焦平面相关的物理问题。如以碲镉汞材料为主要研究对象的窄禁带半导体物理已获得很好的发展, 直
接支撑了以碲镉汞为代表的红外焦平面技术; 而基于半导体微结构、纳米结构能带工程的子带物理也正在快速发展, 有力地推进了以量子阱红外探测器及其它量子器件为代表的新一类焦平面技术; 以光电物理为基础的新型红外探测应用材料与物理研究也在近年变得十分活跃。红外光电子物理已成为主要研究在红外波段能量范围内电磁辐射与物质相互作用, 研究红外辐射和探测的原理与机制, 探索新的材料和器件, 为红外光电子技术提供科学基础以及直接应用的热门学科。
目前, 红外预警探测系统集红外探测器技术、制冷技术和光电技术、信号处理技术、自动控制技术于一体, 以无源方式工作, 自身隐蔽性好、抗干扰能力强、探测目标范围广, 已逐渐成为对来袭威胁
[7]
目标预警的主要手段之一。3. 3 双波段探测
由于目标伪装, 环境干扰, 辐射波段的移动等, 单一波段红外探测系统的探测能力和准确度下降。采取3~5L m 和8~12L m 双波段探测器件将提高系统对假目标的鉴别能力, 还可以降低系统的阈值电平, 提高系统的探测距离。随着多元双色探测器技术的成熟, 新一代红外预警探测系统采用了双色探测器件。例如, 法国/斯皮拉尔0(Sp iral) 舰用红外警戒系统、美加联合研制的AN /SAR -8舰用红外搜索跟踪装置、荷兰的I R SC AN 均采用双波段探测等。
Ga A l A s/GaA s 量子阱红外光电探测器焦平面就是该技术的代表, 其双波段的阵列规模已达到640@512单元, 而目前一些大公司和研究所正在合作研发1024@1024单元阵列, 如NAS A 的喷气推进实验室(JPL ) 和麻省理学院林肯实验室合作研发的1024@1024元水平集成四色Q W I P 阵列, 目前工作温度约为77K , 未来将有可能达到120K , 像素尺寸20~25L m 。
3. 4 复合探测
由于红外焦平面阵列技术已由单像元单色发展到双色, 并向三色、四色的方向发展, 预计2020年前将获得超光谱应用的能力。目前双色凝视焦平面阵列的野外测试已在进行。同时采用光谱滤波器线阵多色焦平面可实现覆盖可见光到长波红外的探测, 其光谱段已可多达数十个到数百个。美
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赵 江:红外探测技术的现状与发展趋势 总第157期
的研究已取得了很大的进展, 波音/罗克威尔的遥感器用H gCdTe 多光谱红外焦平面PACE -1已达1024@1024元, H a wa ii-2采用2048@2048元阵
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列已研制出来, 其像元尺寸小达18@18L m 。
采用雷达、红外、紫外、激光等技术的综合型复合光电探测器系统, 并不断拓展其响应频谱范围, 降低虚警率和提高多传感器数据融合能力, 才能满足未来战场的需要。例如, 美国空军为B-2飞机研制的复合告警器, 可同时探测红外、可见光、紫外及射频威胁。
2006年7月17日, 欧洲航空防务与航天公司(EADS) 防御电子分公司与印度国防航空电子设备研究机构(DARE ) 已签署一份备忘录, 备忘录涵盖为印度空军联合研发导弹预警系统的项目。
在导弹防御领域, EADS 公司正将其商务公司防御电子分公司的技术能力投注于与D ARE 的战略合作中, D ARE 则将利用其在电子战与航天方面的长期优势经验。双方将在EADS 公司已经验证的预警传感器M I L DS AN /AAR-60基础上, 合作研发一套导弹预警系统, 并集成入印度武装部队现有的多传感器预警系统内。预计到2007年将获得系统运行能力。作为协议的一部分, EADS 公司首先提供36个传感器用于进一步集成与研发, EADS 还将帮助在印度按部就班地确立地区的M I L DS AN /AAR-60产品。
M I LDS AN /AAR-60是一种先进的无源成像传感器, 可以探测、追踪逼近导弹的紫外辐射, 包括最普遍的威胁) ) ) 热追踪肩射型/便携式防空系统0(MANPADS) 。这种传感器系统可以提供全面覆盖, 有低误报率、最大时限的预警时间, 可实现对策措施的部署, 如释放干扰弹等。
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M I L DS AN /AAR-60不仅具有极低的误报警率, 而且能够快速探测, 并能结合自主实施对抗措施, 从而大大减轻了飞行员在危急环境中的工作
量, 确保了人机的安全返回。
4 结束语
随着多波段工作, 复合探测, 数据融合, 各种高新技术应用和发展, 红外预警探测系统的灵敏度、效能、定位精度更高, 探测距离更远, 而且虚警率更低。因此, 红外探测技术, 在未来现代化战争或局部战争中, 将发挥更大的作用。
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电缆, 以提高其抗干扰能力; 广泛使用电磁干扰衬垫材料, 解决电磁密封问题, 提高屏蔽性能。
(6) 研制/频率窗选材料0, 为开发低RCS 封
闭式集成天线桅杆解决关键材料。该材料选通频段传输损耗应不大于0. 5dB , 抑制频段传输损耗应不小于20dB 。
2 Sh i p E l ec tron i c Engi neeri ng
Index (Vo. l 27No . 1)
D etection A r ithm etic of E ye -tra cking Syste m
by X i a ng Y ang
Abstr ac t Eye -tra cki ng tec hno l ogy i s use d i n som e
fi e l d s li ke e ng i n e e ri ng p syc ho l ogy and hum a n com pute r i n te ra c ti on de s i gn . Th i s pape r i ntroduce s i n de ta ila rtifi c i a l ne u r a l ne t w o rk , K a m l a n fil te rs , pup i l o ri e n ta t i o n a nd a c 2ti ve d i s ti ngu i sh , the 4de te c ti on a rith m e ti c s i n e ye -trac ki ng sys tem.
K ey word s e ye -tra cki ng , a rt i fi c i a l ne u ra l ne t w o rk , Ka l 2m an filte rs , pup il or i e n ta ti on , a c ti ve d i s ti ngu i s h , support vec tor m a ch i ne (Pa ge:23)
te c hn i q ue s a bout re ve rse e ng i ne e ri ng , and the re se a rc h
s t a tus i n quo i n th i s dom a i n , the re ve rse e ng i ne e ri ng s tr a te g i e s for l ega cy a s sem b l y system i s d i scus se d .
K ey wor ds l e ga c y a s sem b l y sys tem, re ve rse e ng i ne e r 2i ng , so ftw a re m a i n te na nce (P age:41)
Fu sion of Sensor In form a ti o n fro m
W ire -gu ided Torpedo and Subm a r i n e and som e Sp ecia l Issu es by Xia P eilun
Abstr a ct S om e p r a c ti ca l p rob l e m s conce rn i ng the fu 2s i on o f i nfo r m a ti on fro m w i re -gu i de d torpe do se nso rs a nd subm a r i n e se nso rs a re d i s cusse d , i nc l ud i ng fus i on a rch ite c tu re, da t a and tra ck a ssoc i a ti on and com b i n a t i o n , d e n ti ty i n for i m a t i o n fus i on , a nd se nso r m a na gem e n t . S pe c i a l focuse s a re on i s sue s un i q ue to th i s fus i on p rob 2l em, a nd som e ge ne ra l so l uti ons a re propose d . K ey wor ds w ire -gu i d e d to rpe do , subm a r i n e, i n f o r m a 2ti on fus i on (P age:44)
L aser A ctive An ti -ja mm i n g T echno l o gy
by H u X i n
Abstr ac t The p roce s s o f de ve l o pm e nt o f the l a se r a c 2ti ve a n ti -j a m m i n g te c hno l ogy a nd e qu i p m e n ts i n a ll c ou tri e s ove r the w o rl d a nd i ts m od i fi ca ti o n a re de sc r i p t 2e d. The te c hn i que pe rfo r m a nce and p rope rti e s o f se ve r 2a l l a se r a c ti ve a nt i -j a m m i n g se e ke r ; a nd trea ti se the c urre n t s i tua ti o n a nd the de ve l o pm e nt tre nd o f l a se r a c 2ti ve a nt i -j a mm i ng te chno l o gy . K ey word s l a se r , a c ti ve a nt i -j a m m i n g te chno l ogy
(Pa ge:27)
O p ti m izi n g and Configur ing the Nava lV esse ls P osition to Increase the A r ea of Coop er ation for An ti m issile by Shen Xia oj un
Abstr a ct Coope r a ti on fo r a n tm i i ss il e i s one ki nd o f fa 2m ili a r m e thod i n a ntm i i ss il e de f e ns e fo r su rf a ce w a rsh i p fo r m a ti on . At the ba se o f c o m pu ti ng the a re a o f coope r 2a t i o n fo r a ntm i i s s il e , the m a them a t i c s too l M a t l a b i s used to op tm i i z e a nd con fi g u re the t w o na va lve sse l s ' po 2s i t i o n i n o rde r to i nc re a se the a rea. It ca n m i p rove the e ffe c t o f the ba ttl e de fe nse. K ey w or ds coope ra ti on f o r a ntm i i s s il e , li ne a r d i s t a nce, pos i ti on ang l e (P age:48)
P resent Situa ti o n and D evelopm en t Tendency of
IR D etection T echnology by Zhao J iang
Abstr ac t The proc e ss o f de ve l op m e n t and m od i fi ca ti on o f the I R de te c ti on te c hno l ogy a re de sc ri b e d , The I R de 2te c ti on te chno l o gy ha s hi gh adva nta ge a nd m i po rtanc e i n the m ode rn ba ttl e s . The pe rfo r m a nce a nd p rope rti e s of the I R de te c ti on tec hno l ogy a re d i sc usse d and the de ve l 2opm en t te nde ncy a re a na l y ze d . K ey wor ds I R de te c ti on te c hno l og y , cha ra c te r i s ti c , ke y te chn i que s , a pp l i ca ti on (Pa ge:32)
E va lua tion for A er ia lD efence Capab ility of
W or sh i p For m a tion by M a Y ulin
Abstr a ct The a rti c l e ana l y ze s the sta tus i n quo o f the a e ri a l de f e nce w ea pons ' de ve l opm e n t a nd ge ne ra lm e th 2ods to e v a l ua te the ca pa b ili ty o f a e ri a l de fe nce. The a rt 2i c l e a l so a na l yze d the fa c to rs tha t ca n a ffe c t the w o rsh i p fo r m a ti on ' s a e ri a l de fenc e capa b il ity , a nd ba se d on the m e thod o f fuzzy synthe ti c e va l ua ti on , it ca rr i e d ou t the e va l ua ti on by ca l cu l a ti ng the a ttri bute func ti on o f e ve ry fa c to rs a nd fo r m i n g fuzzy re l a t i o n m a tri x . The re i s ce rta i n p ra c ti ce va l ue i n the bu il d i n g o f the w o rs hi p fo r m a ti on . K ey word s w o rsh i p for m a t i o n , ae ri a l de fe nce capab ility , e va l ua ti on , fuzzy syn the t i c e va l u a t i o n (P age:50)
R esea rch and D evelopm en t R eview on O ver sea s
Integra ted Br idge Syste m by Liu Q iang
Abstr ac t I n te g r a te d b ri dge sys tem (I BS ) i s a ki nd of s h i p au top il o t sys tem w h i ch de ve l o pe d from i n teg ra ted nav i g a ti on sys tem (I NS ), and i s a m i po rta nt pa rt o f sh i p a utom a ti on . The m a j o r m i s s i on of I BS i s to rea li ze h i g h a utom a ti on fo r s hi p a nd to e nha nce the sa f e ty , e c onom y a nd va li d i ty . The a rti c l e re vi ew s the de ve l op i ng bac k 2g round o f I BS, ana l y ze s the func ti ona l s truc tu re, e x 2pound s the p re se n t re sea rch o f I BS, a nd d i scuss e s the fu tu re o f I BS.
K ey words i n te gra te d b ri dge, e l e c tron i c c ha rt , i n teg ra ted nav i g a ti on, i nteg ra te d b ri dge (Pa ge:37)
R esea rch on R ever se Engineer i n g T echn iqu e for L ega cy A sse m b ly Syste m by P an Xun
Abstr ac t As a de s i g n re cove ry and know l e dge abs tra c 2ti ng proc e ss, re ve rse e ng i nee ri ng i s a e ffi c i e nt m e an s to a ssem b l y l e gac y sys tem i n so ftwa re m a i n te na nce. Th i s r e s i l
A N e w I m proved " Curr en t" Sta tistica lM odel
by Zho u H o ngbo
Abstr a ct M ode li n g and a da pt i ve tra cki ng o f m a ne uve ri ng ta rge ts abou t " curre n t" s ta t i st i c a l m ode l i s re v i e w e d b ri e fl y 。And t w o d iff e re nt d i str i b u ti on o f a cce l e r a ti on i n " curre n t" s ta ti s ti ca l m ode l a re the ore ti ca l l y a na l y ze d a nd l a i n r . t re e
总第157期舰船电子工程Vo. l 27No . 1
2007年第1期Ship E l ectronic Engi nee ri ng 32 红外探测技术的现状与发展趋势
赵 江
(东北电子技术研究所 锦州 121000)
*
摘 要 介绍红外探测技术的发展历程以及装备的研制、改进情况, 指出在现代战争中发展红外探测技术的优势和重要性, 重点探讨几种红外探测技术的性能及其特点; 最后分析红外探测技术的未来发展趋势。
关键词 红外探测技术; 关键技术; 应用中图分类号 T N972
前视红外的探测距离增大了50%甚至一倍。但
1 引言
红外探测技术, 国外现已发展到第四代, 主要采用扫描焦平面4N 或6N 阵列的第二代前视红外系统。扫描焦平面阵列(FPA ) 是碲镉汞多元线列并联扫描技术的进一步发展。它不仅增加线列单元数量, 且增加线列(行) 数, 形成串并扫描, 同时采用多级时间延迟和积分(TDI) 技术把串联扫描同一行单元的光电信号依次延迟并相加。它采用阻抗低的光伏型碲镉汞材料, 与硅电荷耦合器电路低耗耦合。碲镉汞多元焦平面阵列与硅电荷耦合器中间由铟柱连接形成夹层结构, 从而制成混成双片焦平面阵列红外探测器。本文就国外红外探测技术现状与发展趋势, 作进一步的研究和探讨
[1]
是, 它的探测单元数量仍然不够多, 满足不了全视场成像的要求, 属于扫描线列与凝视焦平面阵列之间的过渡型。
第三代前视红外的标志是凝视焦平面阵列。与前一代产品相比, 增加了探测单元的数量, 取消了光机扫描器; 利用微电子技术把探测阵列和各种信息处理电路集成在一个芯片或混成在两个芯片上, 消除大量从杜瓦瓶内向外的引线; 以新型中、长波红外探测材料, 替代难加工且昂贵的碲镉汞。凝视焦平面阵列被认为是热成像(包括前视红外) 技术的一次革命, 成为第三代热成像器的标志。在美国最新的机载光电探测系统L A NT I R N2000、LI TEN I N G Ò等项目中, 采用了3~5L m 的红外焦平面器件。
法国的第3代探测器技术主要依靠通过MBE 生长的H gCdTe 材料。与TRT 合作还对用于双波段探测器的Q W I P 技术进行了开发。
例如, 256@256双波段I R FPA 。LET I-LI R 和DEF I R 正在对工作在中波红外/中波红外或中波红外/长波红外波段的几种FPA 进行研究。所选择的规格是T V /4(320@256和256@256) 规格, 并对30L m 和25L m 像素间距进行了评估。
这种双光谱探测器由2个背对背的n on p 二极管组成, 这种二极管是通过MBE 工艺成长的4层异质结构。对于中波红外/中波红外FPA , X cd =0. 3层可探测5L m 波长辐射, X cd =0. 4可探测3L m 波长辐射。Xcd =0. 7的阻挡层减少串
。
2 发展现状
目前, 美国、法国、德国、英国等已经研制出48@4、288@4、480@4、和960@4元光伏型碲镉汞扫描焦平面阵列, 美国主张在第二代前视红外中采用480@4元, 欧洲则采用288@4元。扫描焦平面阵
列已经成熟并列入RA H -66/曼奇0升机等计划, 开始在第二代前视红外以及红外成像导弹寻的器和红外搜索跟踪系统中应用。其分辨率较第一代前视红外增加了50%~60%, 探测距离更远, 在恶劣气象条件下的工作也更有效
[2]
。
扫描焦平面阵列的优点在于降低了噪声等效温差(NETD)和最小可分辨温差(MRTD ), 因而使
*
收稿日期:2006年6月30日, 修回日期:2006年7月27日
:, 男, ,
2007年第1期 舰船电子工程
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扰:在某一结中产生的载流子不能向其它结扩散。
这种结构依靠施加到二极管上的偏置电压可对3L m 和5L m 波长辐射按顺序进行探测。5L m 截止探测器的结通过离子注入工艺获得, 3L m 截止探测器的结的N 掺杂面在生长时通过铟掺杂获得。在所有的层中, P 型掺杂通过对汞空位的热退火控制而获得。选择该技术是因为使用CEALETI 和S OFRAD I R 公司的n on p 标准技术, 较长波长的结类似于平面(暗电流低)
[3]
丁的JSF 研制光电传感器系统, 它也由两个红外系统组成, 一个用于周围状态感知, 第二个主要用于瞄准, 但它不是仅在目标捕获和武器投放时工作的
T flir , 而是可在执行任务期间连续工作, 还被用于监视战场环境, 其关键技术是实现了符合隐身要求的光学窗口。在另一个用于状态感知的红外系统中, 6个红外传感器组成了分布式孔径系统(DAS), 以覆盖空域中一侧的90b 的部分。
红外大视场成像技术实现的红外探测器性能指标为瞬时视场0. 5m rad , 成像视场120b @45b , 帧频1~2H z 。美国研制的低温红外辐射仪能使红外探测器中的NbN 超导体冷却到绝对温度5. 6K 。这种致冷器是新型红外探测器的关键设备, 对红外辐射有极高的灵敏度。美国弹道导弹防御局和犹他州立大学联合研制的低温红外辐射仪, 已在航天飞机上进行过获取大气红外光谱的试验, 用以确定地球大气层的精确光谱特性。它可以在极地飞行
[4]
时, 摄下卫星和弹道导弹再入弹头的红外图像。
2006年, 美国将部署天基红外导弹预警卫星系统(SBI RS), 该系统由高轨道卫星和低轨道卫星组成。SBI R S 系统采用24000个H gCdTe 元件组成的基于线阵和焦平面的凝视成像红外探测器, 其长波红外探测器在外层空间对弹道导弹助推段的探测能力达300km 。
高轨道卫星由5颗地球同步轨道卫星和2颗大椭圆轨道卫星组成。星上装有短波和中波红外探测器, 能穿透大气层, 探测弹道导弹的发射。此外, 星上还装有新型双传感器系统, 即高速红外扫描传感器和辅助凝视传感器, 其扫描速度比现役弹道导弹预警卫星快20倍以上。红外扫描传感器用一维线阵扫描南北半球, 探测导弹红外尾焰, 然后把信号传递给凝视传感器, 用精确两维阵列跟踪导弹, 将导弹运动画面拉近放大, 并能在10~20s 内将预警信息传给弹道导弹预警指挥控制中心。低轨道卫星由12~24颗覆盖全球的/空间和导弹跟踪系统0(S MTS) 卫星组成, 用于捕获导弹发动机的红外尾焰, 对导弹进行跟踪, 区分再入飞行器和诱饵, 为地基拦截导弹提供相关数据和超视距制导, 增加拦截导弹的防御区域。低轨道卫星在多个轨道面上成对工作, 以提供立体探测和监视。卫星上装有宽视场短波红外传感器和窄视场多光谱(中波、中长波、长波红外及可见光) 跟踪传感器。传感器按先地平线以下、后地平线以上的顺序进行扫描探测。S MTS 探测搜索区域比现役弹道。
第四代前视红外体现在中波和长波波段的同
时工作能力, 最近出现的多量子阱红外探测器为这种双波段探测器提供了一种方法。具有不同光谱灵敏度的多量子阱层可以在纵向集成的结构中生长, 通过在多量子阱叠层的中波红外和长波红外部分产生分开的接触层, 实现了精确的像元匹配。多量子阱技术为人们提供了一种容易生产的多色焦平面阵列。这种技术允许人们对两种或者更多的颜色同时进行积分和读出, 每一种颜色都在同一个焦平面阵列上得到像元配准。这种像元配准多色焦平面阵列提高了系统的性能, 同时也大大简化了系统其他元件的设计, 简化了现有多色设计中的多个焦平面阵列、扫描器、致冷器等, 可降低系统的成本, 减轻系统的重量, 缩小体积, 并能减轻计算机的处理负担, 从而可以应用于更多的军事领域。
例如, 在波音的JSF 计划中, 安装了雷神公司的两个红外传感器系统, 一个系统是分布式红外传感器(D I R S), 用于对空目标探测、威胁告警和战场态势感知。第二个红外系统是瞄准前视红外系统(Tflir), 用于探测、识别和精确指示地面目标。DI RS 采用6个相同的传感器, 每个具有90b 的视场, 是围绕JSF 联合攻击机设置的, 以提供其整个的球形覆盖。D I R S 系统探测导弹的发射, 跟踪其飞行、给出飞机受威胁的指示, 并对弹着时间进行预测。系统还可用作I RS T 传感器提供状态感知功能, 并对系统球形覆盖范围内的任何飞机进行跟踪。除状态感知外, D I R S 还为飞行员提供昼夜图像, 这些图像被送到头盔显示器(HMD ) 显示。第二个系统瞄准前视红外系统, 采用中波凝视焦平面传感器, 并与一个激光指示/光斑跟踪器实现综合。为实现隐身的目的, 采用了可伸缩的光学窗口。当需要时, 可伸缩的光学窗口从机腹下伸出, 并迅速对目标进行探测和跟踪, 还能对制导武器进行引导。使用完之后, 光学窗口缩回, 保护门关闭, 对雷达截面没有影响。
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赵 江:红外探测技术的现状与发展趋势 总第157期
道导弹提供更大的作战空间。
美国还研制了一种天基长波红外探测器, 其孔径为4m, 视场为4b @4b , 单元分辨率为100m @100m 。该探测器计划装在10000km 高的卫星上, 作用距离可达17000km 。该卫星上还装有成像器, 光学口径为4m , 每秒可对一个目标成像, 分辨率为20c m 。机械光学传感器的风洞数据为评价探测器结构对导弹性能的影响以及气流对探测器性能的影响提供了可靠依据。
美国橡树岭国家实验室已经开发了一种基于硅或镓的砷化物元件的悬梁结构热红外探测器。它能探测出小于10数量级的温度, 这意味着一个仅比它周围环境温度高出万分之一的物体即能被探测出来。有了这样灵敏度的红外探测器, 任何弹道导弹都无处藏身。
2006年2月9日, 洛克希德#马丁公司研究如何扩展其机载导弹告警传感器的作用, 使它们能够为态势感知和载机的生存能力做出更多的贡献。洛#马公司导弹和火控部火控业务开发经理Le 2land 表示, 导弹告警传感器能够为所有防御和进攻应用提供帮助。洛#马公司为F-22A /猛禽0隐身战斗机提供了导弹发射探测器。该公司还为新一阶段空军大型飞机红外干扰(L A I RC M ) 系统项目开发了新型导弹告警系统传感器。
该公司正在与诺斯罗普#格鲁门公司竞争制造新型L A I R C M 传感器, 以替代C-5、C-17、C-130飞机L A I R C M 系统上的紫外系统。美国空军预计在今年年底确定该项目的承包商。/猛禽0飞机的导弹探测器和新型L A I RC M 传感器也能够用于旋翼平台, 具有高清晰度红外传感器的特性。这些传感器用于探测空空和面空导弹, 对这些导弹识别后进行追踪, 飞行员则可获得足够的时间来采取对抗措施。这些系统安置在飞机周围并提供360b 的探测范围, 为飞行员提供清晰的战场图像。红外干扰系统(D I R C M ) 项目, 是在海军直升机和海军陆战队旋翼机上加装一个红外导弹干扰系统, 扩大了导弹告警传感器的态势感知作用。另外, /猛禽0导弹发射探测器能够随着计算机处理的升级而发展成一个与为F-35开发的光电分布式孔径系统相似的态势感知工具。这些高质量红外传感器还能够部署在地面用来保护机场, 例如, 利用这些地面传感器精确探测火箭、榴弹炮和迫击炮的发射。
2006年2月27日, 美国国防高级研究计划局, -6
划。该激光器的效率大于50%, 比现有激光器高一个数量级。该计划研制的中波红外激光器的主要特点是:室温工作, 效率大于50%, 连续波(3. 8~4. 8L m ) 输出功率大于1W, 波束质量好, 体积小。该项目的主要挑战是开发中波红外激光源, 其性能与已经演示的近红外激光器类似。
中波红外激光器主要用于军事对抗以及化学与生物威胁探测系统, 其效率的提高具有革命性意义, 不仅使激光器性能、体积、重量等指标大幅改善, 而且有助于降低军事系统的成本。
[美国5防务工业日报62006年4月25日报道]加拿大国防部和荷兰皇家海军共订购了17套/天狼星0远程红外搜寻和跟踪(Long-R ange I n 2f rared Search and T rack , LR-I RST) 系统, 总价值达1. 42亿美元。加拿大贸易公司将负责为两国提供/天狼星0系统, 其中包括为加拿大的12艘FF H 级多任务护卫舰和地基作战训练设备, 以及4艘荷兰的LCF 级防空指挥护卫舰安装该系统。除此之外, 合同中还要求提供对/天狼星0系统的后勤维护工作和提供相应的备件。
/天狼星0系统由DRS 技术公司和荷兰泰利斯公司海军分部联合设计, 主要设计用于远征战斗区域和沿海地带等, 容易发生高度危险性事件的地方。/天狼星0系统是一种被动式L R-I R S T 系统, 它能够分别在3~5nm 和8~12nm 两种波长范围内, 在所有的气候条件和任何环境状况下, 不间断地同时进行工作, 覆盖范围从北极一直延续到赤道。/天狼星0系统拥有独特的处理运算的方式, 从而确保低误警率, 并且有效扫描范围扩大到地平线以内。由于具有这些特点, /天狼星0系统被认为是第二代L R -I R S T 系统。
/天狼星0系统能够提供高精度数据、昼夜间的全景视频, 极大地改进了对周围环境的侦察能力, 结合自动化探测和跟踪目标技术, 有效地对付那些通过其他方式而未被雷达发现的多种威胁。这些威胁目标包括小型水面目标、低空飞行目标和反舰导弹。系统提供的视频图像, 能够用来帮助对威胁目标进行分类。与被称为/黑夜里的闪光灯0的雷达不一样, 被动式传感器避免了发出可见的电磁光现象, 加上它的远程侦察能力, 使得/天狼星0系统尤其适合于进行秘密监视活动。
[5]
3 发展趋势
2007年第1期 舰船电子工程
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发达国家在频谱波段上积极探索/无缝隙探测0。在微波/毫米波、可见光/中波红外/长波红外等波段探测方面取得了长足进展。3. 1 红外焦平面阵列技术
首先在美国、法国和英国等发达国家, 基于窄禁带半导体碲镉汞材料的单波段红外焦平面器件技术已经成熟, 以288@4元长波和256@256元中波为代表的焦平面器件已基本取代了多元光导线列通用组件。256@256元碲镉汞焦平面探测器已实现工程应用。并已经向更大规模的凝视型面阵焦平面探测器、双色探测器发展。长波器件已达到256@256元的规模, 中、短波器件达到了512@512元甚至2048@2048元的规模; 长线阵的扫描型焦平面因其在空间对地观测方面需求而受到高度重视, 针对不同应用目标, 1500元红外中长波、3000元红外短波、4000元红外长波以及6000元红外中、短波长线列焦平面器件纷纷问世。
红外焦平面器件技术, 不但要发展基于材料温度特性的硅Bol o m eter 和铁电材料热释电或热容性红外焦平面器件, 还要着力发展基于微光机电技术的热机械应变式红外焦平面器件。同时通过新型材料的探索, 将优异的器件结构和材料特性有效地组合构成性能更为优越的焦平面器件, 形成了当前发展的重要方向之一。
例如, 法国的大型红外焦平面阵列(I RFP A ) 和双波段红外焦平面阵列技术以及小像素非晶硅非制冷探测器技术研究已经取得一定进展。CEA -LETI 对工作在3~5L m 波段、像素间距为15L m 的碲镉汞百万像素(1000@1000) 红外焦平面阵列进行了论证。以此为基础, S OFRAD I R 公司和DEFI R 正在开发1280@1024规格中波碲镉汞红外探测器。其中, 碲镉汞材料通过分子束外延工艺在4i n 锗衬底上制得, 阵列通过在p 型碲镉汞层中植入n 型二极管制得。该阵列的截止波长大于5. 1L m, 填充因数大于80%, 量子效率较高约80%。这种间距15L m 的1280@1024中波碲镉汞红外探测器的设计具有经济性, 可满足超高分辨率系统需要。
在红外探测方面, 未来红外焦平面阵列的发展, 一是探索新颖的器件结构, 二是采用改进的材料, 以获得更高集成密度的廉价焦平面阵列传感器, 同时大幅度地提高阵列性能, 而长期形成的1~3L m , 3~5L m 和8~14L m 三个红外探测窗口的概念不会变化。3. [6]
红外光电子物理发展的一个焦点就是红外焦平面相关的物理问题。如以碲镉汞材料为主要研究对象的窄禁带半导体物理已获得很好的发展, 直
接支撑了以碲镉汞为代表的红外焦平面技术; 而基于半导体微结构、纳米结构能带工程的子带物理也正在快速发展, 有力地推进了以量子阱红外探测器及其它量子器件为代表的新一类焦平面技术; 以光电物理为基础的新型红外探测应用材料与物理研究也在近年变得十分活跃。红外光电子物理已成为主要研究在红外波段能量范围内电磁辐射与物质相互作用, 研究红外辐射和探测的原理与机制, 探索新的材料和器件, 为红外光电子技术提供科学基础以及直接应用的热门学科。
目前, 红外预警探测系统集红外探测器技术、制冷技术和光电技术、信号处理技术、自动控制技术于一体, 以无源方式工作, 自身隐蔽性好、抗干扰能力强、探测目标范围广, 已逐渐成为对来袭威胁
[7]
目标预警的主要手段之一。3. 3 双波段探测
由于目标伪装, 环境干扰, 辐射波段的移动等, 单一波段红外探测系统的探测能力和准确度下降。采取3~5L m 和8~12L m 双波段探测器件将提高系统对假目标的鉴别能力, 还可以降低系统的阈值电平, 提高系统的探测距离。随着多元双色探测器技术的成熟, 新一代红外预警探测系统采用了双色探测器件。例如, 法国/斯皮拉尔0(Sp iral) 舰用红外警戒系统、美加联合研制的AN /SAR -8舰用红外搜索跟踪装置、荷兰的I R SC AN 均采用双波段探测等。
Ga A l A s/GaA s 量子阱红外光电探测器焦平面就是该技术的代表, 其双波段的阵列规模已达到640@512单元, 而目前一些大公司和研究所正在合作研发1024@1024单元阵列, 如NAS A 的喷气推进实验室(JPL ) 和麻省理学院林肯实验室合作研发的1024@1024元水平集成四色Q W I P 阵列, 目前工作温度约为77K , 未来将有可能达到120K , 像素尺寸20~25L m 。
3. 4 复合探测
由于红外焦平面阵列技术已由单像元单色发展到双色, 并向三色、四色的方向发展, 预计2020年前将获得超光谱应用的能力。目前双色凝视焦平面阵列的野外测试已在进行。同时采用光谱滤波器线阵多色焦平面可实现覆盖可见光到长波红外的探测, 其光谱段已可多达数十个到数百个。美
36
赵 江:红外探测技术的现状与发展趋势 总第157期
的研究已取得了很大的进展, 波音/罗克威尔的遥感器用H gCdTe 多光谱红外焦平面PACE -1已达1024@1024元, H a wa ii-2采用2048@2048元阵
2
列已研制出来, 其像元尺寸小达18@18L m 。
采用雷达、红外、紫外、激光等技术的综合型复合光电探测器系统, 并不断拓展其响应频谱范围, 降低虚警率和提高多传感器数据融合能力, 才能满足未来战场的需要。例如, 美国空军为B-2飞机研制的复合告警器, 可同时探测红外、可见光、紫外及射频威胁。
2006年7月17日, 欧洲航空防务与航天公司(EADS) 防御电子分公司与印度国防航空电子设备研究机构(DARE ) 已签署一份备忘录, 备忘录涵盖为印度空军联合研发导弹预警系统的项目。
在导弹防御领域, EADS 公司正将其商务公司防御电子分公司的技术能力投注于与D ARE 的战略合作中, D ARE 则将利用其在电子战与航天方面的长期优势经验。双方将在EADS 公司已经验证的预警传感器M I L DS AN /AAR-60基础上, 合作研发一套导弹预警系统, 并集成入印度武装部队现有的多传感器预警系统内。预计到2007年将获得系统运行能力。作为协议的一部分, EADS 公司首先提供36个传感器用于进一步集成与研发, EADS 还将帮助在印度按部就班地确立地区的M I L DS AN /AAR-60产品。
M I LDS AN /AAR-60是一种先进的无源成像传感器, 可以探测、追踪逼近导弹的紫外辐射, 包括最普遍的威胁) ) ) 热追踪肩射型/便携式防空系统0(MANPADS) 。这种传感器系统可以提供全面覆盖, 有低误报率、最大时限的预警时间, 可实现对策措施的部署, 如释放干扰弹等。
196
[8]
M I L DS AN /AAR-60不仅具有极低的误报警率, 而且能够快速探测, 并能结合自主实施对抗措施, 从而大大减轻了飞行员在危急环境中的工作
量, 确保了人机的安全返回。
4 结束语
随着多波段工作, 复合探测, 数据融合, 各种高新技术应用和发展, 红外预警探测系统的灵敏度、效能、定位精度更高, 探测距离更远, 而且虚警率更低。因此, 红外探测技术, 在未来现代化战争或局部战争中, 将发挥更大的作用。
参考文献
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(上接第22页)
电缆, 以提高其抗干扰能力; 广泛使用电磁干扰衬垫材料, 解决电磁密封问题, 提高屏蔽性能。
(6) 研制/频率窗选材料0, 为开发低RCS 封
闭式集成天线桅杆解决关键材料。该材料选通频段传输损耗应不大于0. 5dB , 抑制频段传输损耗应不小于20dB 。
2 Sh i p E l ec tron i c Engi neeri ng
Index (Vo. l 27No . 1)
D etection A r ithm etic of E ye -tra cking Syste m
by X i a ng Y ang
Abstr ac t Eye -tra cki ng tec hno l ogy i s use d i n som e
fi e l d s li ke e ng i n e e ri ng p syc ho l ogy and hum a n com pute r i n te ra c ti on de s i gn . Th i s pape r i ntroduce s i n de ta ila rtifi c i a l ne u r a l ne t w o rk , K a m l a n fil te rs , pup i l o ri e n ta t i o n a nd a c 2ti ve d i s ti ngu i sh , the 4de te c ti on a rith m e ti c s i n e ye -trac ki ng sys tem.
K ey word s e ye -tra cki ng , a rt i fi c i a l ne u ra l ne t w o rk , Ka l 2m an filte rs , pup il or i e n ta ti on , a c ti ve d i s ti ngu i s h , support vec tor m a ch i ne (Pa ge:23)
te c hn i q ue s a bout re ve rse e ng i ne e ri ng , and the re se a rc h
s t a tus i n quo i n th i s dom a i n , the re ve rse e ng i ne e ri ng s tr a te g i e s for l ega cy a s sem b l y system i s d i scus se d .
K ey wor ds l e ga c y a s sem b l y sys tem, re ve rse e ng i ne e r 2i ng , so ftw a re m a i n te na nce (P age:41)
Fu sion of Sensor In form a ti o n fro m
W ire -gu ided Torpedo and Subm a r i n e and som e Sp ecia l Issu es by Xia P eilun
Abstr a ct S om e p r a c ti ca l p rob l e m s conce rn i ng the fu 2s i on o f i nfo r m a ti on fro m w i re -gu i de d torpe do se nso rs a nd subm a r i n e se nso rs a re d i s cusse d , i nc l ud i ng fus i on a rch ite c tu re, da t a and tra ck a ssoc i a ti on and com b i n a t i o n , d e n ti ty i n for i m a t i o n fus i on , a nd se nso r m a na gem e n t . S pe c i a l focuse s a re on i s sue s un i q ue to th i s fus i on p rob 2l em, a nd som e ge ne ra l so l uti ons a re propose d . K ey wor ds w ire -gu i d e d to rpe do , subm a r i n e, i n f o r m a 2ti on fus i on (P age:44)
L aser A ctive An ti -ja mm i n g T echno l o gy
by H u X i n
Abstr ac t The p roce s s o f de ve l o pm e nt o f the l a se r a c 2ti ve a n ti -j a m m i n g te c hno l ogy a nd e qu i p m e n ts i n a ll c ou tri e s ove r the w o rl d a nd i ts m od i fi ca ti o n a re de sc r i p t 2e d. The te c hn i que pe rfo r m a nce and p rope rti e s o f se ve r 2a l l a se r a c ti ve a nt i -j a m m i n g se e ke r ; a nd trea ti se the c urre n t s i tua ti o n a nd the de ve l o pm e nt tre nd o f l a se r a c 2ti ve a nt i -j a mm i ng te chno l o gy . K ey word s l a se r , a c ti ve a nt i -j a m m i n g te chno l ogy
(Pa ge:27)
O p ti m izi n g and Configur ing the Nava lV esse ls P osition to Increase the A r ea of Coop er ation for An ti m issile by Shen Xia oj un
Abstr a ct Coope r a ti on fo r a n tm i i ss il e i s one ki nd o f fa 2m ili a r m e thod i n a ntm i i ss il e de f e ns e fo r su rf a ce w a rsh i p fo r m a ti on . At the ba se o f c o m pu ti ng the a re a o f coope r 2a t i o n fo r a ntm i i s s il e , the m a them a t i c s too l M a t l a b i s used to op tm i i z e a nd con fi g u re the t w o na va lve sse l s ' po 2s i t i o n i n o rde r to i nc re a se the a rea. It ca n m i p rove the e ffe c t o f the ba ttl e de fe nse. K ey w or ds coope ra ti on f o r a ntm i i s s il e , li ne a r d i s t a nce, pos i ti on ang l e (P age:48)
P resent Situa ti o n and D evelopm en t Tendency of
IR D etection T echnology by Zhao J iang
Abstr ac t The proc e ss o f de ve l op m e n t and m od i fi ca ti on o f the I R de te c ti on te c hno l ogy a re de sc ri b e d , The I R de 2te c ti on te chno l o gy ha s hi gh adva nta ge a nd m i po rtanc e i n the m ode rn ba ttl e s . The pe rfo r m a nce a nd p rope rti e s of the I R de te c ti on tec hno l ogy a re d i sc usse d and the de ve l 2opm en t te nde ncy a re a na l y ze d . K ey wor ds I R de te c ti on te c hno l og y , cha ra c te r i s ti c , ke y te chn i que s , a pp l i ca ti on (Pa ge:32)
E va lua tion for A er ia lD efence Capab ility of
W or sh i p For m a tion by M a Y ulin
Abstr a ct The a rti c l e ana l y ze s the sta tus i n quo o f the a e ri a l de f e nce w ea pons ' de ve l opm e n t a nd ge ne ra lm e th 2ods to e v a l ua te the ca pa b ili ty o f a e ri a l de fe nce. The a rt 2i c l e a l so a na l yze d the fa c to rs tha t ca n a ffe c t the w o rsh i p fo r m a ti on ' s a e ri a l de fenc e capa b il ity , a nd ba se d on the m e thod o f fuzzy synthe ti c e va l ua ti on , it ca rr i e d ou t the e va l ua ti on by ca l cu l a ti ng the a ttri bute func ti on o f e ve ry fa c to rs a nd fo r m i n g fuzzy re l a t i o n m a tri x . The re i s ce rta i n p ra c ti ce va l ue i n the bu il d i n g o f the w o rs hi p fo r m a ti on . K ey word s w o rsh i p for m a t i o n , ae ri a l de fe nce capab ility , e va l ua ti on , fuzzy syn the t i c e va l u a t i o n (P age:50)
R esea rch and D evelopm en t R eview on O ver sea s
Integra ted Br idge Syste m by Liu Q iang
Abstr ac t I n te g r a te d b ri dge sys tem (I BS ) i s a ki nd of s h i p au top il o t sys tem w h i ch de ve l o pe d from i n teg ra ted nav i g a ti on sys tem (I NS ), and i s a m i po rta nt pa rt o f sh i p a utom a ti on . The m a j o r m i s s i on of I BS i s to rea li ze h i g h a utom a ti on fo r s hi p a nd to e nha nce the sa f e ty , e c onom y a nd va li d i ty . The a rti c l e re vi ew s the de ve l op i ng bac k 2g round o f I BS, ana l y ze s the func ti ona l s truc tu re, e x 2pound s the p re se n t re sea rch o f I BS, a nd d i scuss e s the fu tu re o f I BS.
K ey words i n te gra te d b ri dge, e l e c tron i c c ha rt , i n teg ra ted nav i g a ti on, i nteg ra te d b ri dge (Pa ge:37)
R esea rch on R ever se Engineer i n g T echn iqu e for L ega cy A sse m b ly Syste m by P an Xun
Abstr ac t As a de s i g n re cove ry and know l e dge abs tra c 2ti ng proc e ss, re ve rse e ng i nee ri ng i s a e ffi c i e nt m e an s to a ssem b l y l e gac y sys tem i n so ftwa re m a i n te na nce. Th i s r e s i l
A N e w I m proved " Curr en t" Sta tistica lM odel
by Zho u H o ngbo
Abstr a ct M ode li n g and a da pt i ve tra cki ng o f m a ne uve ri ng ta rge ts abou t " curre n t" s ta t i st i c a l m ode l i s re v i e w e d b ri e fl y 。And t w o d iff e re nt d i str i b u ti on o f a cce l e r a ti on i n " curre n t" s ta ti s ti ca l m ode l a re the ore ti ca l l y a na l y ze d a nd l a i n r . t re e