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  • 紅外夜視技術應用

    2018-03-07 17:26:30 166

    北方圖銳

    航空應用

    AN/AVS-6型飛行員夜視鏡,研制公司為Bell Hawell,視場40o,美陸軍先后通過"奧米尼巴斯"采辦計劃(OminibusⅠ,OmnibusⅡ,OmnibusⅢ,Omnibus Ⅳ),進行過四次采辦,每次采辦,性能都有所改進。目前正大量裝備陸軍航空部隊,用于固定翼飛機或直升機。其中,OmniBus Ⅳ計劃由ITT承包,負責提供改進的AN/AVS-6,改后的AN/AVS-6的核心部分為ITT研制的MX-10160像增強管,這種第三代像增強管使用最新砷化鎵技術,工作于近紅外區,代替了早期(Omnibus Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)系統的像增強管,使分辨率提高78%,光靈敏度提高80%,信噪比提高30%,探測距離也大大提高,在星光和更暗的夜光下也能看清物體。
    ITT也研制和生產AN/AVS-9型(前身為F4949)夜視鏡,安裝在固定翼飛機飛行員的頭盔上。
    美國和以色列聯合提供的AN/AVS-7型夜視飛行圖像系統/平視顯示器(ANVIS/HUD),是對AN/AVS-6型的改進。該系統安裝在飛行員護目鏡上部兩側,以獲取關鍵飛行信息,并傳輸至護目鏡,和護目鏡的圖像疊加后,飛行員可看到綜合夜景和關鍵飛行數據符號體系。配備該裝置后,飛行員低頭看儀表的時間大大減少,而平視擋風玻璃的時間大大增加。美陸軍原計劃部署1904部這種系統,到目前為止,已得到大約1800部,目前,正在進一步改進這種系統,以和UH-60A/L和CH-47D平臺所使用的改進型全球定位系統(GPS)相兼容。計劃今年9月份,將有1200部這種系統進一步升級為"高級平視顯示器",以取得現場可編程能力、錄像能力和更快的反應速度。該系統也用于美海軍陸戰隊。

    地面部隊應用

    美陸軍地面部隊用的新一代在役夜視裝置主要為單筒眼鏡,如由ITT公司提供的AN/PVS-7D和當前最先進的AN/PVS-14。AN/PVS-14結合了第三代"超級" MX-10160型無源像增強管和航空用夜視鏡AN/AVS-6的優點,有助于增強觀察、指揮和控制能力,它比AN/PVS-7D分辨率更高(1.3圈/微弧度,而AN/PVS-7D為1.15)、重量更輕(0.4公斤,而AN/PVS-7D為0.68公斤),步兵作戰小組指揮員使用起來更加靈活可戴到頭上, 觀察距離也大大增加。1996年,ITT和Litton兩公司跟美國陸軍通信-電子司令部研究、發展和工程中心所屬的夜視和電子傳感器委員會(NVESD)簽訂了Omnibus(OMNI) Ⅴ共同生產合同,來生產AN/PVS-14裝置。迄今為止,AN/PVS-14裝置已部署了大約3000部。預期到2000年時,ITT公司將向美陸軍交付3萬部這種裝置。Omnibus Ⅴ還繼續為地面戰斗應用生產先進的 AN/PVS-7D單管夜視護目鏡和Litton公司建議的先進的I2改進型AN/AVS-6飛行員護目鏡,這些工作希望在2001年3月31日前完成。據Litton公司的首席執行官稱,該項目通過適當的改進延長了數千個野外系統的壽命,同時大大地提高了夜視系統的性能。
    第三代像增強管也是AN/PVS-10狙擊手夜晚瞄準具和改進型晝/夜火控和觀察裝置的必要組成部分。該增強管的采辦由陸軍特種作戰司令部負責,以向特種部隊提供實時可見的像增強(I2)圖像,既可用于中型和重型阻擊步槍瞄準,也可用于戰略偵察。
    第三代像增強(I2)管也用于改進許多現役系統。例如,用于將70年代服役的AN/PVS-4型武器瞄準具改進為當前的AN/PVS-4A型,到目前為止,已改進了1000多個,計劃最終要改進5000多個。
    覆行全球作戰任務的一些美軍作戰部隊不久也將把"目標定位和觀察系統(TLOS)" 裝配于其M-16系列步槍上。這種系統裝有一個第三代門控像增強管、兩個視域物鏡和一個激光發光器。該系統使用近紅外低能激光來直接獲取目標光電信息。該裝置不具有激光對抗能力,但可獲取無源式目標信息、提供夜晚隱蔽發光和直接射擊瞄準。
    英國精密儀器公司向德國聯邦國防軍提供的新型G22狙擊步槍的夜晚瞄準具使用二代半像增強管(型號為NSV80 Ⅱ),可在漆黑的夜晚清楚地發現目標。該瞄準具安排在標準的光學瞄準鏡前面特制的韋弗(Weaver)式導軌上,射手可隨意確定眼睛和瞄具的距離,隨意調整分劃,不改變瞄準點位置,在數秒鐘后又可實施射擊。

    技術難點

    目前,國外像增強夜視儀存在兩方面的技術局限:(1)當明亮的光照在這種夜視儀上會造成遠處或附近的微光圖像丟失;(2)像增強管使用平面式成像面( 即位于焦平面上的為平面式微通道板),這樣會造成光畸變,使目前為部隊所使用的夜視儀的視域最多為400×400,且人眼難以適應。
    美國洛斯·阿拉莫斯實驗室正采用如下途徑來解決上述問題:(1)將微通道板(MCP)分割成不同的電子區域(MCP的5%),對每個電子區域使用各自的自動增益控制(AGC)電路。亮光只通過部分電子區域及其AGC,這樣,夜視儀在受到明亮的光照射的情況下仍能看清亮光后面模糊背景中的物體。微通道分割可用激光碾磨或"選擇區域"沉積(如平版印刷術)等工藝完成;(2)使用弧形微通道板來代替平面式微通道板,這種弧形微通道板目前用于ALEXIS宇宙飛船的X射線望遠鏡上,這樣開發出來的夜視儀為每只眼提供的視域將至少為600×600,當級聯使用時,可提供900(水平)×600(垂直)的視域,為目前水平的3倍多,同時,人眼更容易適應,長期使用時,大大減少眼睛和頸部疲勞。


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