| 珠兒 |
2008-07-07 13:50 |
紅外探測(cè)技術(shù)在航空光電技術(shù)方面運(yùn)用的發(fā)展
在軍事航空領(lǐng)域，對(duì)目標(biāo)的探測(cè)定位能力的更高要求已成為航空電子系統(tǒng)不斷擴(kuò)展的需求牽引之一，而現(xiàn)代隱身技術(shù)、對(duì)地攻擊武器技術(shù)的不斷發(fā)展逐步使光電探測(cè)設(shè)備的地位不斷上升。 }Kn
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目前隱身技術(shù)主要是針對(duì)電磁微波雷達(dá)而設(shè)計(jì)的，而對(duì)可見(jiàn)光或紅外光波段只能降低其可探測(cè)水平，要做到真正意義上的隱身，在短期內(nèi)技術(shù)上的難度很大。任何物體，只要其溫度高于絕對(duì)零度，就會(huì)發(fā)出紅外輻射，其他部位溫度不同，輻射率不同，就會(huì)形成物體的紅外圖像，經(jīng)過(guò)大氣傳輸，就能被紅外探測(cè)設(shè)備所探測(cè)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，成為人眼可觀察的圖像，這完全是被動(dòng)探測(cè)的過(guò)程。 }Yc5U,A;
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紅外探測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于符合隱身飛機(jī)自身高度隱蔽性的要求，即被動(dòng)探測(cè)、不輻射電磁波，而且由于工作波長(zhǎng)較微波雷達(dá)短3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，可以形成高度細(xì)節(jié)的目標(biāo)圖像，目標(biāo)分辨率高。隨著隱身技術(shù)的發(fā)展，紅外探測(cè)系統(tǒng)正逐步成為新一代戰(zhàn)斗機(jī)的主要傳感器之一，與電磁微波雷達(dá)處在了同樣重要的位置。 cIcu=U
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到目前為止，紅外探測(cè)技術(shù)已發(fā)展到第四代，現(xiàn)已大批裝備的主流產(chǎn)品是采用掃描焦平面4n或6n陣列的第二代前視紅外系統(tǒng)。掃描焦平面陣列（fpa）是碲鎘汞多元線列并聯(lián)掃描技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。它不僅增加線列的單元數(shù)量，而且增加線列（行）數(shù)，形成串并掃描，同時(shí)采用多級(jí)時(shí)間延遲和積分（tdi）技術(shù)把串聯(lián)掃描同一行單元的光電信號(hào)依次延遲并相加。它采用阻抗低的光伏型碲鎘汞材料，能與硅電荷耦合器電路低耗耦合。碲鎘汞多元焦平面陣列與硅電荷耦合器中間由銦柱連接形成夾層結(jié)構(gòu)從而制成混成雙片焦平面陣列紅外探測(cè)器。 nzbAQ3v
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目前美國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等已經(jīng)研制出48×4、288×4、480×4、和960×4元光伏型碲鎘汞掃描焦平面陣列，美國(guó)主張?jiān)诘诙耙暭t外中采用480×4元，歐洲則采用288×4元。掃描焦平面陣列已經(jīng)成熟并列入rah－66"科曼奇"直升機(jī)等計(jì)劃，開始在第二代前視紅外以及紅外成像導(dǎo)彈尋的器和紅外搜索跟蹤系統(tǒng)中應(yīng)用。其分辨率較第一代前視紅外增加了50％～60％，探測(cè)距離更遠(yuǎn)，在惡劣氣象條件下的工作也更有效。 t0Jqr)9}6
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掃描焦平面陣列的優(yōu)點(diǎn)在于降低了噪聲等效溫差（netd）和最小可分辨溫差（mrtd），因而使前視紅外的探測(cè)距離增大了50％甚至一倍。但是，它的探測(cè)單元數(shù)量仍然不夠多，滿足不了全視場(chǎng)成像的要求，屬于掃描線列與凝視焦平面陣列之間的過(guò)渡型。 D4uAwm c
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第三代前視紅外的標(biāo)志是凝視焦平面陣列。與前一代產(chǎn)品相比，增加了探測(cè)單元的數(shù)量，取消了光機(jī)掃描器；利用微電子技術(shù)把探測(cè)陣列和各種信息處理電路集成在一個(gè)芯片或混成在兩個(gè)芯片上，消除大量從杜瓦瓶?jī)?nèi)向外的引線；以新型中、長(zhǎng)波紅外探測(cè)材料，替代難加工且昂貴的碲鎘汞。凝視焦平面陣列被認(rèn)為是熱成像（包括前視紅外）技術(shù)的一次革命，成為第三代熱成像器的標(biāo)志。 ;--D?Gs]Qr
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在最新的機(jī)載光電探測(cè)系統(tǒng)中，已經(jīng)開始大范圍地采用第三代凝視型前視紅外，如lantirn2000、liteningⅱ等項(xiàng)目中，都采用了3～5微米的紅外焦平面器件。 0Ue~dVrM(?
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第四代前視紅外體現(xiàn)在中波和長(zhǎng)波波段的同時(shí)工作能力，最近出現(xiàn)的多量子阱紅外探測(cè)器為這種雙波段探測(cè)器提供了一種方法。具有不同光譜靈敏度的多量子阱層可以在縱向集成的結(jié)構(gòu)中生長(zhǎng)，通過(guò)在多量子阱疊層的中波紅外和長(zhǎng)波紅外部分產(chǎn)生分開的接觸層，實(shí)現(xiàn)了精確的像元匹配。多量子阱技術(shù)為人們提供了一種容易生產(chǎn)的多色焦平面陣列。這種技術(shù)允許人們對(duì)兩種或者更多的顏色同時(shí)進(jìn)行積分和讀出，每一種顏色都在同一個(gè)焦平面陣列上得到像元配準(zhǔn)。這種像元配準(zhǔn)多色焦平面陣列提高了系統(tǒng)的性能，同時(shí)也大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)其他元件的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了現(xiàn)有多色設(shè)計(jì)中的多個(gè)焦平面陣列、掃描器、致冷器等，可降低系統(tǒng)的成本，減輕系統(tǒng)的重量，縮小體積，并能減輕計(jì)算機(jī)的處理負(fù)擔(dān)，從而可以應(yīng)用于更多的軍事領(lǐng)域。 4C ;y2`C
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機(jī)載光電探測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是多光譜多波段的綜合以及全面的數(shù)據(jù)融合，它主要表現(xiàn)在： lxr;AJ(
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