漫谈红外光电系统（二）——机载光电系统收藏

    2015年12月26日，黄皮2101号J20现身，2016年初首飞。随后网上出现首飞清晰大图。网友们再次指着同样部位的鼓包惊呼“这有一颗痣，这里明明有一颗痣！”

2101号J20的下巴    关于这个鼓包的作用，军迷们也摸不着头脑吧？什么红外搜索、光电火控、分布式孔径系统、IRST,EOTS,EODAS,AUEODS,……各种专业词汇满天飞，J20试验机上的这个鼓包，究竟是什么设备？ 

就机载光电系统领域的一些问题，不妨来做一点探讨和交流一、机载光电设备大概涉及哪些主要技术？    机载光电探测系统，以其被动探测高度隐身为主要优势，在机载探测技术领域占有重要的一席之地机载光电技术，仅从光谱这个维度来说，主要涉可见光和微光技术、红外技术和激光技术。

这其中：1 可见光和微光波长范围是380～760纳米。

    可见光探测技术属于被动探测技术，隐身性非常好其核心应用是成像，而且可见光成像技术比较成熟，分辨率也极高而且理所当然的，既然是（人眼）可见光，其图像目标的人眼识别率是最高的可见光技术的主要设备，包括了微光夜视镜和微光电视、以及可见光高分辨率连续变焦电视机等等。

CCD相机主要针对对可见成像，但对红外也大多敏感，也是重要的红外成像设备2 激光    波长范围大致从氩氟激光的193nm，一直到二氧化碳激光器的10600nm激光探测属于主动探测技术，需要对外发射电磁波。

但是因为激光定向发光，发散度极小，大约只有1毫弧度，因此相比雷达波仍属于低可探测    目前其核心应用是测距激光技术的主要设备激光测距机、激光雷达和激光光斑指示器，等等3 红外线    波长范围是0.75μm至1000μm。

红外探测既有主动红外探测，也有被动红外探测，我们今天主要谈被动红外探测被动红外探测的隐身性也非常好，其核心应用是利用目标与背景的温差所产生的红外辐射信号，进行成像探测和热点探测机载红外探测设备一般分为两类：即机载红外FLIR，和最近热议的红外搜索跟踪IRST。

也是我们今天讨论的重点    其实，机载光电系统的类别多，名词也多，而且混用非常严重，内涵不清因此，下面的讨论重在技术原理和功能内涵的讨论，名字叫什么并不是最重要的什么是FLIR    FLIR，主要用于地面目标的探测。

不难想象，其主要装机设备是直升机，和具有对地攻击能力的固定翼飞机、无人机等

     由于地面目标数量众多，地质地形背景复杂，往往需要飞行员进行目标识别——就算是一辆坦克，如果是击毁烧着的就不用打击，如果是仍有战力的就要打击因此其基础应用是成像成像式探测器能显示红外辐射目标的图像, 将图像与成像数据库对比，便于制导系统对目标进行分类识别与抗红外干扰跟踪。

成像视场分为大小两类（也有大中小三类），一般宽视场用于探测，窄视场用于识别和跟踪一般适合单目标识别，不适合多目标跟踪    按成像方式，成像制导可分为红外光学机械扫描式成像和红外凝视焦平面阵列式成像同时，高端FLIR往往兼具空中目标的近距成像和远距热点探测。

其主要工作波长为8-12微米（μm），即所谓的长波红外FLIR的空间分辨率可达0.1-0.4mrad,热灵敏度由于0.1℃，作用距离30km，最新改型可达50-60公里    既然FLIR的基础功能是成像，那么成像器件就是设备核心。

所以才有我们军迷普遍了解的三代红外成像设备，即：第一代扫描线列红外探测器；第二代扫描阵列红外探测器；第三代凝视焦平面阵列红外探测器    长波红外探测器阵元器件大多为：制冷型量子阱探测器、制冷型长波碲镉汞（HgCdTe）探测器、非制冷型多晶硅探测器和飞制冷型氧化钒探测器。

    仅举第三代成像探测器为例：如V-22鱼鹰运输机采用了640X480的焦平面凝视红外传感器，AH-1Z眼镜蛇直升机采用了洛马AM/AAQ-30的640X512红外焦平面阵列探测器而捕食者无人机的MTS光电跟踪设备，采用了640X480的制冷型红外焦平面阵列探测器。

二、机载光电系统的发展趋势    为适应日益严酷的作战环境，应对作战对象的升级换代，未来的高科技战争对新一代机载光电系统不断提出新的需求加之基础技术的持续进步，同时推动光电系统不断发展机载光电系统未来的发展基本可以概括为性能提升、功能拓展、系统综合和概念创新。

    1、性能提升、功能拓展：“看得更远、看得更清、瞄得更准”是机载光电系统发展永恒的主旋律机载光电瞄准系统在新技术的推动下，探测能力较以往有了大幅提升未来光电雷达将达到几十甚至上百千米的探测能力，成为反隐身、超视距作战的利器。

瞄准吊舱将将达到更远的探测距离和更精确的瞄准定位，使战机能够在百千米距离就可以对地面目标发起精确打击光电情报监视侦察系统分辨率将进一步提升，并将能够覆盖更广的战场侦察范围未来系统分辨率将达到厘米级，甚或更高。

并将通过光谱细分技术提高对伪装目标的识别能力，同时结合无人机长航时优点，实现对战场不间断地战略和战术高分辨率侦察监视，战场动态尽在掌握之中    2、系统综合、概念创新：“从单一到综合、从传统到新体制”使机载光电系统充满活力。

F-14飞机的IRST，F-15飞机的“狙击手”吊舱都是单一功能的光电系统，而F-35飞机则采用一个EOTS和6个DAS进行系统综合，成为集空/地探测、导弹告警、态势感知为一体的综合光电系统可以预计，在未来机载光电系统综合化程度会更高，不同功能、不同波段的光电单元有机结合，实现机载态势感知、探测瞄准、告警、干扰、毁伤和通信能力的一体化。

新体制、新概念的光电产品将随着技术发展不断涌现自由曲面共形光学天线将使未来的机载光电系统光学窗口不再突出，而与飞机机身融为一体；光学超材料的出现将使光电系统光学特性出现异于寻常的变化；孔径编码成像将改变传统几何光学的成像概念；采用光量子技术的量子雷达则将使经过隐身、伪装、防护的目标无所遁形。

    机载光电系统的发展方兴未艾，几十年的时间里不断涌现出各种极具特色的光电产品，已在现代化战争中发挥着日渐重要的作用目前在机载光电产品的研发和装备上各国都给予了高度的重视和资金投入；谁在光电产品研发上领先，谁就将在未来战争中拥有更多的主动权。

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