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主动红外夜视仪

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发表于 2010-8-27 23:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
主动红外夜视仪

军用红外技术可分为主动式和被动式两类。被动式是直接探测目标的红外辐射,如热成象系统、搜索跟踪系统和警戒系统等,响尾蛇导弹就是属于这一类型;主动式是由红外探照灯发出红外光束照射目标,感受由目标反射回来的红外线,并形成图象,主动红外夜视仪就是其中的一种。主动红外夜视仪通常由红外探照灯、物镜、变象管、目镜、电源设备等组成。

红外变象管是主动红外夜视仪的主要工作原件,它是高度真空的电子器件,主要由光电阴极、荧光屏和电子透镜组成。

光电阴极是把银、氧、铯镀在变象管输入窗口内表面上形成的一层金属薄膜,它负责进行光电转换。银氧铯材料在受到波长为1.2微米以下的近红外线照射时,能产生光电效应。

电子透镜由圆筒形金属电极构成,工作时加以较高的正电压。电子透镜有两个作用:一是使光电阴极各点发射出来的电子分别聚集在荧光屏的对应点上,再次形成电子图象,这与光学透镜成象的原理类似,故称之为电子透镜;二是使光电阴极发射出来的电子加速向荧光屏运动,以提高这些电子轰击荧光屏的能量,从而使荧光屏发出较强的可见光。

荧光屏是在变象管输出窗口的内侧涂敷发光粉后再镀一层金属膜构成的,金属膜可以保护发光粉。发光粉的材料多为硫化锌或硫化银,它们在受到高速运动的电子轰击时,能将电子的动能转变为光能,发出可见光。

主动红外夜视仪的工作原理是:先由红外探照灯发出红外光束照射目标,由目标反射回来的红外线经过透镜后,在变象管(如图)的半透明光电阴极上形成红外线图象。由于光电效应,光电阴极各部分发射出光电子,红外线照射越强的部位发射出来的电子数目也越多。这些电子在光电阴极与电子透镜之间的静电场中加速运动,然后射到荧光屏上,发出可见的荧光,荧光的强弱与电子的数目成正比。显然,变象管的作用不仅能使不可见的红外线图象转换成可见的图象,而且,由于电子在电场作用下获得了能量,从而使得荧光屏上所得的图象更加鲜明。由变象管转换成的可见图象,通过目镜放大被人眼所观察到。

早在第二次世界大战期间,主动红外夜视仪就已开始使用。德军在东部战线首次将红外驾驶仪和红外瞄准仪使用在豹式坦克和反坦克火炮上,后又用红外望远镜侦察英、法军舰在英吉利海峡的夜间活动情况。在冲绳战役中,美军使用的主动红外夜视仪在夜战中大显身手,据估计,日军死于美军装有红外瞄准具的卡宾枪的人员占伤亡总数的30%。

主动红外夜视仪造价低廉、观察效果较好,现已广泛在陆、海、空三军普遍使用。按其用途可将主动红外夜视仪分为三种:

第一种是红外夜间观察装置,广泛用于夜间军事活动中观察目标和监视一定的重要区域等。使用600瓦的红外探照灯时,红外夜视仪可以探测400米远处的人、600米远处的吉普车、750米远处的坦克。在港口用作监视船舶的夜视仪可以探测到1600-13000米的目标,而作机场信标探测用的红外夜视仪探测距离可以远达16000米。

第二种是红外瞄准装置,供步枪、机枪、火炮等夜间瞄准用,作用距离一般是300~500米。

第三种是红外驾驶仪,主要用于坦克、汽车驾驶员夜间行车,作用距离是50~200米。

但是,主动红外夜视仪也有不足之处。主动红外夜视仪所用的红外探照灯通常是由普通光源发光,再用滤光片将可见光滤去后才对外辐射红外线,因此光源的转换效率低,而且容易在战场上暴露自己。试验表明,如果红外探照灯一次照射超过8秒钟,就有可能被对方发现、攻击。例如,1973年中东战争中,埃、以双方的坦克都配有主动红外夜视仪,其中许多坦克就是因为使用了红外探照灯而被对方击毁的。

随着近代物理学的发展,由半导体材料制成的光敏元件可用来在中、远红外波段进行光电探测,它相当于变象管中的光电阴极,可以将光信号转换为电信号。将这种红外探测器应用在热象仪上,就为军队提供了更为简便、经济、互换性好的夜视装备。
发表于 2010-10-6 16:31 | 显示全部楼层
技术帖要学习
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发表于 2011-4-23 18:01 | 显示全部楼层
基础知识很重要
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