Най -новите разработки в областта на подобряване на производителността, намаляване на размера и консумацията на енергия на термовизорите предлагат безпрецедентни възможности не само за бойни единици, но и за правоприлагащите и търговските структури, което е перфектно демонстрирано от изображенията, направени от произведеното устройство от FLIR Systems.
За да отговорят на строгите бойни изисквания по отношение на откриването, разпознаването и идентифицирането на целите при всякаква светлина и при всяко време, възможностите на средно вълновите и дълго вълновите инфрачервени устройства непрекъснато се увеличават чрез подобряване на техните характеристики и намаляване на тяхното тегло, размер и параметри на консумация на енергия.
Чувствителността, разделителната способност и съотношението сигнал / шум са ключови параметри при високоефективни охладени и по-малки неохладени системи. Очаква се развитието в областта на кратко вълновото инфрачервено (SWIR) изобразяване на електромагнитния диапазон (0,9 до 1,7 микрона) да бъде търсено в широк спектър от военни приложения за изображения и сензори. Събирането и синтезирането на изображения от оборудване за откриване се превърна в доминираща необходимост в бойните операции, което доведе до устройства с двойни сензори за демонтирани операции. Очилата за нощно виждане ITT Exelis i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles), които комбинират усилвател на изображението с неохладен термоизолатор, както и множество оптоелектронни / инфрачервени системи за наземни и въздушни приложения са добър пример в този случай. В случай на малки безпилотни летателни апарати, тези разработки също така направиха възможно преминаването от конфигурации с едно сензор към конфигурации на бордово оборудване с два сензора, докато развитието на електрониката за обобщаване на данни на бордовите сензори направи възможно повишаването на ситуационната осведоменост на войника чрез намаляване на времето, необходимо за идентифициране на целите.
Третото и последно поколение инфрачервени системи предоставя подобрени възможности като висок брой пиксели, висока честота на кадрите, по-добра термична разделителна способност и многоцветна функционалност и вградена обработка на сигнали за цветни и безцветни видео конверторни матрици. В системи от трето поколение в момента се разработват три детекторни технологии:
• кадмий и живачен телурид (MCT-живак-кадмий-телурид), известен също като HgCdTe;
• инфрачервен фотодетектор на квантови ямки - Квантово -ямков инфрачервен фотодетектор (QWIP);
• свръхрешетки (SLS) с напрегнати слоеве от тип II на базата на антимониди.
Понастоящем кадмиево-живачният телурид е най-разпространеният полупроводников материал за инфрачервени фотодетектори и се очаква, че поради свойствата на този материал неговите възможности и област на приложение само ще се разширят.
Много компактният фотодетектор QWIP (матрица 384x288, стъпка на пикселите 25 µm, инфрачервена дълги вълни) от Sofradir е много подходящ за системи, монтирани на превозни средства, като например Catherine-XP TI на Thales. Картината се показва в стационарна версия
Тъй като технологията за фотодетектори QWIP е в ранен етап на развитие, сравнително нова структура от свръхрешетка тип II, базирана на InAS / Galnsb (Индий антимонид / Галий индий антимонид) може да се превърне в алтернатива на MCT технологията в спектъра с дълги вълни. VOx (ванадиев оксид) микроболометричен масив в момента е най -разпространената технология в неохладени детектори. Произведени са повече от всички други инфрачервени масиви, взети заедно и се очаква тази тенденция да се засили в близко бъдеще. Междувременно разработването на термовизионни камери продължава, например DRS работи по миниатюризация на дълги вълни (LWIR) камери по програмата Aware (Advanced Wide-field-of-view Architecture for Image Reconstruction and Exploitation-модерна архитектура с широко зрително поле за възстановяване и използване на изображения), издадено от Агенцията за напреднали изследователски проекти на Министерството на отбраната на САЩ (Дарпа). Тази програма е стартирана с цел увеличаване на зрителното поле, разделителната способност и дневните / нощните възможности на топлинните камери с намалено тегло, размери и характеристики на консумация на енергия и цена. Развитието и по-нататъшното развитие на термовизори, работещи в късо вълновата инфрачервена област на спектъра, допринасят за допълнителна подкрепа за бойните операции. Топлоизолациите от този тип предлагат няколко предимства, включително: работа при звездна светлина (те могат да получават достатъчно количество светлина от фини природни явления, известни като атмосферно нощно сияние), изобразяване в близост до видимия спектър, откриване на скрити цели в тъмното, камуфлажна пропускливост и накрая, възможността за показване на маяци и лазери, използвани в очилата за нощно виждане.
Американски доставчици
Flir системи
Flir Systems произвежда разнообразни модули и матрици за видеокамери за интегриране в по -големи системи. Портфолиото от сензори с дълги вълни на Flir наскоро се разшири с неохладените сензори Quark и Tau 2. Микроболометърът Quark с неохладен ванадиев оксид се предлага в разделителна способност от 640x512 или 336x256 видео преобразуватели с размери на пикселите 17 микрона. Съобщава се, че е най -малкият в света и в резултат на това опцията „ненадмината“за малки дронове. Той е с размери 17 x 22 x 22 мм, тежи между 18,3 и 28,8 грама (в зависимост от обективите) и има консумация на енергия по -малка от един ват. Много компактните размери позволиха на датската компания Sky-Watch да замени един сензор с два в своя дрон Huginn Xl с тегло 1,5 кг. Сега той може да използва както термичен Quark 640, така и конвенционална камера. Aerovironment продължава да модернизира стотици свои базирани на Quark безпилотни летателни апарати Raven Mantis. Новата фирма Trillium пусна на пазара кваркова универсална фуга в 6, 35 см и тегло 227 грама.
Неохладеният микроболометър Quark на Flir Systems се счита за най -малкия в света. Предлага се в 640 x 512 или 336 x 256 видео конвертор матрична резолюция и 17 микрона пиксел стъпка
Новото поколение неохладени термични камери Tau 2 идва с подобрена електроника в три формата (Tau 640x512, 336x256 и 324x256) с два пиксела стъпка (17 микрона за 640/336 и 25 микрона за 324) за различни приложения, включително дистанционни контролирани машини, например канадски хеликоптер Draganfly X6, безпилотни летателни апарати Desert Hawk III от Lockheed Martin и Puma от Aerovironment. Масивът Tau е използван в стотици наземни сензори за осведоменост за ситуацията на земята, произведени от NGC Xetron, L-3 Nova Engineering и Digital Force Technologies.
Представяне на тактическата камера за нощно виждане FLIR H-Series с моите субтитри
Flir представя Photon HRC с един от най -малките сензори 640x512 сред охладени камери със средни вълни. Индиевата антимонидна матрица със стъпка 15 микрона тежи по -малко от 454 грама и се използва в голямо разнообразие от приложения. В същата гама Flir предлага още няколко от своите продукти. Това е най-малката и най-леката камера Neutrino на индимов антимонид 640x512, 15 микрона и семейство от много компактни MCT 640x512 детектори, базирани на µCore-275Z и Min-Core HRC сензори с непрекъснато оптично увеличение, премахвайки необходимостта от множество обективи, усъвършенствани обработка на изображения и оптика с множество зрителни полета. Съобщава се, че базовият модел µCore-275Z има обхват на откриване, разпознаване и идентифициране на хора и машини, съответно на 9, 2, 2, 9, 1, 2 и 15, 5, 6 и 3, 3 км. И накрая, Flir предлага камерата Tau с 640x512 или 320x240 25 микрона галиев арсениден сензор. И двете опции тежат само 130 грама с обектив M24, което ги прави идеални за малки автомобили и устройства за наблюдение с батерии.
Новото поколение неохладени термовизори LWIR от семейство Tau 2 Flir Systems разполага с подобрена електроника и е достъпно за различни приложения, включително малки дронове като канадския Draganfly X6 и Desert Hawk III от Lockheed Martin (на снимката)
RAYTHEON
Raytheon, също световен лидер в охлаждащите и охлажданите термовизори, предлага най -широката гама от продукти за космически, морски, въздушни, сухоземни и демонтирани приложения. Raytheon предлага разширена гама от въздушни мултисензорни комплекти чрез интегриране на средно- и дълговолно охлаждащи се термовизионни камери в контролирани и дистанционно управляеми платформи.
От друга страна, неговата технология за неохладен детектор е предназначена предимно за наземни приложения; Здравият и изключително лек бинокъл PhantomIRxr и термовизионни прицели улавят цели ден и нощ, в дим и мъгла. Гусенични и колесни превозни средства, оборудвани с усилвател на DVE на Raytheon, не губят маневреност ден или нощ, включително пълна мобилност в мъгла и мъгла. Raytheon предлага неохладен сензор с дълги вълни Vox в 320x240 и 640x480 в 25 -микронна стъпка, докато предлага неохладен сензор в 640x512, 1280x1024 и 1920x512 в 20 -микронна стъпка.
L3
На изложението за безпилотни системи AUVSI, L3 Cincinnati Electronics представи новата си система за средно вълнови вълни Night Warrior µCam 640, за която компанията твърди, че е една от най -малките охлаждащи термовизори. Този термообразувател е базиран на 640x512 матрица с 15 микрона стъпка и HOT (висока работна температура) технологии. Той работи при по -високи температури от продуктите на индиевия антимонид, произвеждайки изображения с най -високо качество, сравними с неохладените системи за термично изображение. С тегло по -малко от 500 грама и консумация на 6 вата, NightWarrior 640 е оразмерен за батерия C (също обозначена като R14, 343, бебе), което позволява да се добавя към системи, които преди това са могли да се използват само от охладени устройства. Инженерите на L-3 CE са проектирали NightWarrior 640 за лесна интеграция в различни приложения, от ръчни устройства до дистанционно управляеми оръжейни станции. L3 CE обмисля разнообразие от оптични опции, включително 250 мм обективи от среден клас.
BAE
В същото шоу BAE Systems показа това, което нарича най -малката (тежи само 144 грама) мултиспектрална камера, предназначена за инсталиране на малки дронове. Компанията въведе и система със собствена обработка на сензорни данни и тяхната интеграция с цел подобряване на ситуационната осведоменост на войника чрез намаляване на времето за идентифициране на цели. Благодарение на новата дигитално слята сензорна система (DFSS), иновативният сензор комбинира изображението от високочувствителна камера за нощно виждане и изображението от неохладен дълго вълнов термоизолатор (доставя се от BAE Systems за обхвати на оръжейни системи) в един дисплей, който позволява на войниците в най-кратки срокове интуитивно да оценят сцената с помощта на устройство с дистанционно управление. С този тип термоядрена технология войниците не трябва да превключват напред -назад между дневни и инфрачервени камери, според BAE Systems. На дрон с четири ротора Air Robot AR-100B беше показан набор от мултиспектрални сензори. Системата се адаптира към външните условия на всяка задача, така че операторът не трябва да избира между дневен или инфрачервен сензор преди стартиране. BAE Systems проучва възможността за използване на пълноцветна камера за нощно виждане в допълнение към лазерна показалка и неохладен термоизолатор. Тази система се тества от командването за специални операции на САЩ. Обмисля се и възможността за получаване на данни от цифрово изображение на обхвати до 3500 метра.
Иновативният сензор комбинира изображението от високочувствителна камера за нощно виждане и изображението от неохладен термовълномер с дълги вълни (доставен от BAE Systems за прицели на оръжия) в едно изображение благодарение на новата цифрова система за сливане на изображения Digitally Fused Sensor System (DFSS)
Термовизорните камери SWIR и LWIR от UTC Sensors Unlimited се използват от дъщерната технология Cloud Cap Technology за създаване на семейство оптоелектронни станции Tase, включително Tase 150 за малки дронове.
UTC компания
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited предлага пълна гама от SWIR (далечни [къси вълни] инфрачервени) продукти за изображения. Миналия април Sensors Unlimited представи ново поколение SWIR камера от индий -галиев арсенид с намалено тегло и размер и характеристики на консумация на енергия и висока чувствителност поради 640x512 пикселна матрица с стъпка на пикселите 12,5 микрона, използвайки собствени алгоритми за подобряване на изображението.
Тази камера тежи по-малко от 55 грама и има консумация на енергия до 3 W, като осигурява изображения в реално време при различни условия на осветление (от дневна светлина до слаба светлина), термични изображения, които могат да „виждат“през мъгла, мъгла и димен екран, като както и лазерно насочване … През април 2012 г. Sensors Unlimited представи новата охладена камера GA640C-15 A „Cubic Inch“с резолюция 640x512 пиксела на стъпки от 15 микрона. С тегло по -малко от 26 грама без обектив и консумация на енергия от само 1,5 W, той е идеален кандидат за интеграция в демонтирани решения за войници. Термокамери с къси и дълги вълни се използват от дъщерната компания Cloud Cap Technology за създаване на семейство оптоелектронни станции Tase, включително Tase 150 за малки дронове.
Най-малката от фамилията микростанции, предлагана от UTC Cloud Cap Technology, включва 900-грамовата Tase 150, която включва 640x480 пълнокадрови фотоапарат с два режима (подобряване на изображението и термовизионно изображение), миниатюрна GPS / INS система и свързана с нея интерфейси
DRS компания
DRS Technologies е водещ производител на камери с неохладен микроболометър с ванадиев оксид (Vox) и камери с хладилен кадмиев живачен телурид (MCT). Това беше първата компания, която предлага 17 микронни неохладени камери и по -скоро 12 микрона MCT термовизори. DRS Technologies е основният доставчик на американската армия и много производители на дронове. Ултра компактното устройство Tamarisk 320 има леко тегло (30 грама), ниска консумация на енергия (750 миливата). Ядрото му е VOx 320x240 микроболометър със стъпка 17 микрона и неохладена NIR технология. Предлага се или като самостоятелна камера, или като конфигурируем модул с различни обективи и честота на кадрите. През февруари 2013 г. DRS Technologies представи варианта Tamarisk TI 640x480, който осигурява отлично качество в малки размери (46x40x31 мм без оптика), леко тегло (<60 грама) и ниска консумация на енергия (<1,5 W). Семейството устройства Tamarisk се използва широко не само в превозни средства, безпилотни летателни апарати, но и като част от оборудването на слязли войници. Моделът 640 от това семейство е инсталиран на дрона Falcon.
Европа и останалия свят
Фирма СОФРАДИР
Sofradir е един от световните лидери в технологиите на живак и кадмиев телурид. С придобиването на индиево антимонидно оборудване и технологии от Sagem, QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) технологии и матрици от индий галиев арсенид от Thales съгласно споразумение, подписано през декември 2012 г., Sofradir затвърди лидерството си на пазара в Европа и в световен мащаб като доставчик на цялостен линия хладилни и неохладени технологии и продукти. Неохладените артикули са отговорност на нейното дъщерно дружество Ulis.
Тази френска промишлена група предлага нов охлаждащ детектор (42x30x9mm) на базата на матрица InGaAs (640x512, 15 микрона, SWIR), наречена Snake. Той има висока чувствителност и разделителна способност и е подходящ за голямо разнообразие от приложения, като например преносими и преносими устройства за нощно виждане и бордови оптоелектронни станции.
Много компактният фотодетектор QWIP (384x288, 25 микрона, LWIR) е много подходящ за системи, монтирани на превозни средства, като Thales Catherine-XP TI, докато дълго вълновият термовизор Scorpio е най-новото допълнение към широкото семейство (640x512, 15 микрона). Това семейство осигурява необходимите качества за наземни приложения като висока чувствителност, висока разделителна способност и разширен обхват.
Инфрачервените детектори Sofradir се използват в голямо разнообразие от вече доказани приложения, включително ракета MBDA Storm Shadow / SCALP EG, контейнери за насочване и навигация Thales Damocles и Navflir, ръчни и монтирани на превозни средства Catherine термовизори на Salesm Iris и Sada II термовизори (за американски бронирани превозни средства).
Компанията работи върху нови детектори за иновации, подобряване на възможностите и компактността на своите продукти. Последните продукти включват e-APD (лавинен фотодиод), двулентови видео конвертори с много ниска еквивалентна температурна разлика в шума (NETD) и други нови приложения. Основната посока на развитие в Sofradir е допълнително намаляване на размера на минималния елемент на изображението, което ще увеличи броя на пикселите в един детектор и ще поддържа общия размер на системата. В тази връзка компанията вече демонстрира матрица с стъпка от 10 микрона. Sofradir също проучва възможността за повишаване на работните температури до 150K, за да предложи по -малки, по -леки и по -надеждни охлаждащи матрици за създаване на продукти с по -ниско тегло, размери и консумация на енергия.
КАСИДИЙСКИ
Cassidian Optronics предлага охлаждащи и неохладени термовизори като част от семейството Attica (усъвършенствани термични камери с двуизмерен IR CMOS масив), която използва най-съвременната технология за ядра със средна и дълга вълна. Те могат да се монтират на триноги и в превозни средства, докато миниатюрна охлаждаща се термовизионна камера LWIR е предпочитана за ръчни устройства. Cassidian Optronics предлага продукти за различни приложения, включително системи за наблюдение на въздушните системи Goshawk-II HD / HDT.
Компания AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) е еднакво собственост на Diehl BGT Defense и Rheinmetall и доставя ядра и модули за целия спектрален диапазон от 1 до 15 микрона на базата на инфрачервени детектори MCT и тип II със супер решетка (InAs / GaSb). Днес Aim предлага термични камери HiPIR-640 (MWIR или LWIR, трето поколение, 640x512, стъпка от 15 микрона пиксели) на базата на кадмиев телурид и живак, с детектори тип MWIR, работещи при температури над 120K. Портфолиото на Aim включва термични камери от серия µCAM-640 (охладени MWIR на базата на MCT и неохладен LWIR) за дроновете Luna и Aladin, както и термовизионния мерник HuntIR / RangIR за германската армия. Двуцветната криогенна машина MWIR / MWIR, базирана на супер решетка тип II, осигурява пробивни решения за системите за предупреждение за ракетна атака, докато двулентовият сензор 640x512 MWIR / LWIR от криогенната машина се разработва за камера от следващо поколение.
Сензорите Sofradir се използват за голямо разнообразие от доказани технологии, включително ракета MBDA Storm Shadow / Scalp EG, контейнери за насочване и навигация Thales Damocles и Navflir, камери Catherine и Iris и семейство ръчни системи Thales Sophie (на снимката)
LW детектор Scorpio - най -новият член на семейството от 15 микрона 640x512
THERMOTEKNIX
Британската компания Thermoteknix Systems предлага семейство видео конвертори Miricle с технология XTI без капаци. Той включва ултра компактния охладен модел 110KS без движещи се части (без затвор), докато белгийските инфрачервени решения Xenics предлагат семейство камери с висока разделителна способност, базирани на така нареченото „Xenics Core“. Изградени на обща платформа (SWIR и MWIR FGA), камерите Xenics SWIR XSW-640 и камерата LWIR XTM-640 тежат по-малко от 100 грама и консумират по-малко от 2 вата. Те се комбинират лесно, съответните изображения, получени при всяко време и при всякаква светлина, се наслагват и се сливат в сложно спектрално изображение с повишено информационно съдържание.
Оптоелектронната станция M-STAMP от семейството Controp Stamp тежи само 1,2 кг. Той включва дневна камера за мащабиране и неохладена термообразуваща камера. Работи добре за леки дронове като Elbit Systems Skylark-I и Aeronautics Orbiter (на снимката)
Фирма АСЕЛСАН
За да отговори на националните и международните нужди, Aselsan е разработила семейство от двуосни стабилизирани подвесни дронове за големи и малки дронове, които включват лазерна показалка и един сензор, или дневна цветна камера, или неохладена нощна инфрачервена камера. Версията с инфрачервена камера беше показана на IDEF 2013 на минидрони ARI-1T и роторкрафт.
Военните, а по -късно и експортните нужди, принудиха израелската индустрия да развие националните си възможности в този сектор. Еднакво собственост на Rafael и Elbit Systems, Opgal Optronic Industries предлага широка гама от ултра компактни сензори за термовизионна обработка с ниска мощност, които служат като основа за системи за термични изображения, произведени както в Израел, така и в чужбина. Сензорите за топлинно изобразяване Opgal с поддръжка на фотодетектори на база VOx и ASi са идеални за демонтирани, наземни и въздушни приложения. Заслужава да се спомене и Semiconductor Devices (SCD), съвместно предприятие между Elbit Systems и Rafael. Той проектира и произвежда пълна гама от инфрачервени детектори InSb, MCT и VOx и е най -големият доставчик в света на 2D масиви от индий антимонид.
Controp наскоро показа своя 3-килограмов T-Stamp, който съдържа дневна камера, нощна камера и лазерен показалец. Операционната термообработваща камера op се предлага в охладени или неохладени версии, но и двете използват уникална технология за непрекъснато оптично увеличение
Фирма CONTROP
Специалист Controp, собственост на Rafael и производителя на безпилотни летателни апарати Aeronautics, е световен лидер в авиониката за леки дронове, въпреки че произвежда и продукти за наземни, въздушни и офшорни платформи. Най-малкият представител на семейството Stamp M-Stamp тежи само 1,2 кг с дневна камера и неохладена термообработваща камера и е много подходящ за инсталиране на дронове като Skylark-I на Elbit и Orbiter на Aeronautics и различни аеросистеми Bluebird.
Представяме ви дрона Skylark-I-LE от Elbit
През юни 2013 г. Controp представи три сензорна, напълно стабилизирана оптоелектронна станция с T-марка с тегло по-малко от 3 кг, която включва дневна и нощна камера и лазерен показалец. Камерата за термични изображения може да се охлажда или охлажда, плюс, както повечето термокамери Controp, тези опции имат уникален обектив с непрекъснато оптично увеличение. Компанията също така доставя семейство камери FOX с обективи с мащабиране x22, x36, x55, които включват сензори от 3 -то поколение или със средни дължини на вълните 320x258 или 640x512, както и с неохладени детектори с дълги вълни с патентовани обективи с непрекъснато оптично увеличение.
