Den senaste utvecklingen inom området för att förbättra prestandan, minska storleken och energiförbrukningen för termiska bilder erbjuder oöverträffade möjligheter, inte bara för att bekämpa enheter, utan också för brottsbekämpning och kommersiella strukturer, vilket perfekt visas av bilderna som tagits av den tillverkade enheten av FLIR Systems.
För att uppfylla de stränga stridskraven när det gäller upptäckt, igenkänning och identifiering av mål i alla ljus och i alla väder, ökar kapaciteten hos mellanvågiga och långvågiga infraröda enheter ständigt genom att förbättra deras egenskaper och minska deras vikt, storlek och energiförbrukningsparametrar.
Känslighet, upplösning och signal-brusförhållande är viktiga parametrar i mycket effektiva kylda och mindre okylda system. Utvecklingen inom området kortvågig infraröd (SWIR) avbildning av det elektromagnetiska området (0,9 till 1,7 mikron) förväntas bli efterfrågad i ett brett spektrum av militära avbildnings- och avkänningsapplikationer. Att samla in och syntetisera bilder från detekteringsutrustning har blivit ett dominerande behov i stridsoperationer, vilket har lett till dubbla sensorer för demonterade operationer. ITT Exelis 'i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles) nattsynsglasögon, som kombinerar en bildförstärkare med en okyld värmare, liksom många optoelektroniska / infraröda system för mark- och luftapplikationer är ett bra exempel i detta fall. När det gäller små drönare gjorde denna utveckling det också möjligt att gå från en-sensor till dubbelsensor konfigurationer ombord utrustning, medan utvecklingen av elektronik för generalisering av data ombord sensorer gjorde det möjligt att öka soldatens medvetenhet om situationen genom att minska den tid som krävs för att identifiera mål.
Den tredje och senaste generationen infraröda system ger förbättrade funktioner som höga pixeltal, höga bildhastigheter, bättre termisk upplösning och flerfärgsfunktionalitet och inbyggd signalbehandling för färg- och icke-färgvideokonvertermatriser. I tredje generationens system utvecklas för närvarande tre detektorteknologier:
• kadmium och kvicksilver tellurid (MCT-kvicksilver-kadmium-tellurid) även känd som HgCdTe;
• infraröd fotodetektor på kvantbrunnar - Quantum -Well Infrared Photodetector (QWIP);
• superlattices (SLS) med stressade lager av typ II baserat på antimonider.
För närvarande är kadmium-kvicksilver tellurid det mest utbredda halvledarmaterialet för infraröda fotodetektorer, och det förväntas att på grund av materialets egenskaper kommer dess möjligheter och användningsområde bara att expandera.
Den mycket kompakta QWIP-fotodetektorn (384x288 matris, 25 µm pixelhöjd, långvågig infraröd) från Sofradir är väl lämpad för fordonsmonterade system som Thales Catherine-XP TI. Bilden visas i en stationär version
Eftersom QWIP-fotodetektortekniken befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium kan en relativt ny typ-II supergitterstruktur baserad på InAS / Galnsb (Indium Antimonide / Gallium Indium Antimonide) mycket väl bli ett alternativ till MCT-teknik i långa våglängder. VOx (Vanadiumoxid) mikrobolometrisk matris är för närvarande den vanligaste tekniken inom okylda detektorer. Mer av dem produceras än alla andra infraröda matriser tillsammans, och denna trend förväntas intensifieras inom en snar framtid. Samtidigt fortsätter utvecklingen av värmekameror, till exempel DRS arbetar med miniatyrisering av långvågiga (LWIR) kameror under programmet Aware (Advanced Wide-of-view-view Architecture for image Reconstruction and Exploitation-en modern arkitektur med ett brett synfält för bildåterställning och användning), utfärdat av Advanced Research Projects Agency vid USA: s försvarsdepartement (Darpa). Detta program lanserades i syfte att öka synfältet, upplösningen och dag / natt kapacitet för termiska bilder med minskad vikt, storlek och strömförbrukningsegenskaper och kostnad. Utvecklingen och vidareutvecklingen av termiska avbildare som verkar i kortvågens infraröda område i spektrumet bidrar till ytterligare stöd för stridsoperationer. Termiska avbildare av denna typ erbjuder flera fördelar, inklusive: drift under stjärnljus (de kan ta emot tillräcklig mängd ljus från subtila naturfenomen som kallas atmosfärisk nattglöd), avbildning nära det synliga spektrumet, upptäckt av dolda mål i mörkret, kamouflagapermeabilitet, och slutligen, möjligheten att visa fyrar och lasrar som används i mörkerseende.
Amerikanska leverantörer
Flir Systems
Flir Systems tillverkar en mängd olika videokameramoduler och matriser för integration i större system. Flirs portfölj av långa våglängdssensorer har nyligen expanderat med de okylda Quark- och Tau -sensorerna. Quark okylda vanadinoxidmikrobolometer finns i 640x512 eller 336x256 videotransducerupplösningar med 17 mikron pixelhöjd. Det rapporteras vara det minsta i världen och som ett resultat det "oöverträffade" alternativet för små drönare. Den mäter 17 x 22 x 22 mm, väger mellan 18,3 och 28,8 gram (beroende på linser) och har en strömförbrukning på mindre än en watt. De mycket kompakta måtten gjorde det möjligt för det danska företaget Sky-Watch att ersätta en sensor med två i sin Huginn Xl-drönare som väger 1,5 kg. Nu kan han använda både en termisk Quark 640 och en konventionell kamera. Aerovironment fortsätter att uppgradera hundratals av sina Quark-baserade Raven Mantis UAV. Det nya företaget Trillium har lanserat en Quark-baserad universalfog i 6, 35 cm och en vikt på 227 gram.
Flir Systems okylda Quark -mikrobolometer anses vara den minsta i världen. Den finns i 640 x 512 eller 336 x 256 videokonverterares matrisupplösning och 17 mikron pixelhöjd
Den nya generationen Tau 2 -familjen med okylda termiska bilder har förbättrad elektronik i tre format (Tau 640x512, 336x256 och 324x256) med två pixlar (17 mikron för 640/336 och 25 mikron för 324) för en mängd olika applikationer, inklusive fjärrkontroll kontrollerade maskiner, till exempel kanadensisk heliport Draganfly X6, Desert Hawk III UAV från Lockheed Martin och Puma från Aerovironment. Tau-gruppen har använts i hundratals obevakade markbaserade situationsmedvetenhetssensorer tillverkade av NGC Xetron, L-3 Nova Engineering och Digital Force Technologies.
Presentation av FLIR H-Series Tactical Thermal Night Vision Camera med mina undertexter
Flir introducerar Photon HRC med en av de minsta 640x512 sensorerna bland medellånga kylda kameror. En indiumantimonidmatris med en 15 mikron tonhöjd väger mindre än 454 gram och används i en mängd olika applikationer. I samma sortiment erbjuder Flir flera fler av sina produkter. Det är den minsta och lättaste Neutrino-kameran på en indiumantimonid 640x512, 15 mikron och en familj av mycket kompakta MCT 640x512-detektorer baserade på µCore-275Z och Min-Core HRC-sensorer med kontinuerlig optisk zoom, vilket eliminerar behovet av flera linser, avancerade bildbehandling och optik med flera synfält. Det rapporteras att basmodellen µCore-275Z har en räckvidd för detektering, igenkänning och identifiering av människor respektive maskiner, 9, 2, 2, 9, 1, 2 och 15, 5, 6 och 3, 3 km. Slutligen erbjuder Flir Tau -kameran med en 640x512 eller 320x240 25 mikron galliumarsenidsensor. Båda alternativen väger bara 130 gram med ett M24-objektiv, vilket gör dem idealiska för små bilar och batteridrivna övervakningsenheter.
Den nya generationen av Tau 2 Flir Systems -familjen av okylda LWIR -termobilder har förbättrad elektronik och är tillgänglig för en mängd olika applikationer, inklusive små drönare som Canadas Draganfly X6 och Desert Hawk III från Lockheed Martin (bilden)
RAYTHEON
Raytheon, också en global ledare inom okylda och kylda värmekameror, erbjuder det bredaste sortimentet av produkter för rymden, havet, luften, land och avmonterade applikationer. Raytheon erbjuder ett utökat utbud av multisensorsatser för antenn genom att integrera medellånga och långvågskylda värmekameror i kontrollerade och fjärrstyrda plattformar.
Å andra sidan är dess okylda detektorteknik främst avsedd för markanvändningar; Den robusta och extremt lätta PhantomIRxr -kikaren och termiska bildomfång fångar upp mål dag och natt, i rök och dimma. Bandbilar och hjulfordon, utrustade med Raytheons DVE -förarförstärkare, förlorar inte manövrerbarhet dag eller natt, inklusive full rörlighet i dimma och dis. Raytheon erbjuder en okyld Vox -sensor med lång våglängd i 320x240 och 640x480 i 25 mikron tonhöjd, medan den erbjuder en okyld sensor i 640x512, 1280x1024 och 1920x512 i 20 mikron tonhöjd.
L3
På AUVSI obemannade systemutställningar visade L3 Cincinnati Electronics upp sitt nya Night Warrior µCam 640 mellanvågssystem, som företaget hävdar är en av de minsta kylda termiska bilderna. Denna värmekamera baseras på en 640x512 matris med 15 mikron tonhöjd och HOT (High Operating Temperature) -teknologi. Den fungerar vid högre temperaturer än indiumantimonidprodukter, vilket ger högkvalitativ bildbehandling jämförbar med okylda termiska bildsystem. Den väger mindre än 500 gram och förbrukar 6 watt och är anpassad för ett C -batteri (även betecknat R14, 343, Baby). L-3 CE-ingenjörer utformade NightWarrior 640 för enkel integration i en mängd olika applikationer, från handhållna enheter till fjärrstyrda vapenstationer. L3 CE överväger en mängd olika optiska alternativ inklusive 250 mm objektiv i mellanklass.
BAE
På samma show visade BAE Systems vad den kallar den minsta (väger bara 144 gram) multispektrala kameran som är utformad för installation på små drönare. Företaget introducerade också ett system med egen behandling av sensoriska data och deras integration för att förbättra soldatens medvetenhet om situationen genom att minska tiden för att identifiera mål. Tack vare det nya Digitally Fused Sensor System (DFSS) kombinerar den innovativa sensorn bilden från en högkänslig nattsynkamera och bilden från en okyld långvågs termisk avbildare (levererad av BAE Systems för vapensystem) display, som gör att soldater på kortast möjliga tid intuitivt kan bedöma scenen med hjälp av en fjärrstyrd enhet. Med denna typ av fusionsteknik behöver soldater inte växla fram och tillbaka mellan dagtid och infraröda kameror, enligt BAE Systems. En uppsättning multispektrala sensorer visades på en drönare med fyra Air Robot AR-100B-rotorer. Systemet anpassar sig till de yttre förhållandena för varje uppgift, så operatören behöver inte välja mellan en dag eller infraröd sensor innan den startar. BAE Systems undersöker möjligheten att använda en fullfärgad nattkamera förutom en laserpekare och en okyld värmare. Detta system testas av United States Special Operations Command. Möjligheten att erhålla digital bilddata i avstånd upp till 3500 meter övervägs också.
Den innovativa sensorn kombinerar bilden från en mycket känslig nattkamera och bilden från en okyld långvågs termisk avbildare (levererad av BAE Systems för vapenomfång) till en enda bild tack vare det nya digitala bildfusionssystemet Digitally Fused Sensor System (DFSS)
SWIR- och LWIR -värmekameror från UTC Sensors Unlimited används av dotterbolaget Cloud Cap Technology för att skapa en familj av Tase optoelektroniska stationer, inklusive Tase 150 för små drönare.
UTC -företag
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited erbjuder ett komplett sortiment av SWIR (långt [kort våg] infrarött) bildprodukter. I april förra året introducerade Sensors Unlimited en ny generation indiumgalliumarsenid SWIR -kamera med minskad vikt och storlek och strömförbrukningsegenskaper och hög känslighet på grund av en 640x512 pixelmatris med en pixelhöjd på 12,5 mikron, med hjälp av proprietära bildförbättringsalgoritmer.
Denna kamera väger mindre än 55 gram och har en strömförbrukning på upp till 3W, som ger bilder i realtid under olika ljusförhållanden (från dagsljus till svagt ljus), termisk avbildning som kan "se" genom dimma, dis och rökskärm, som samt laserinriktning … I april 2012 introducerade Sensors Unlimited den nya GA640C-15 A "Cubic Inch" okyld kamera med en upplösning på 640x512 pixlar i steg om 15 mikron. Den väger mindre än 26 gram utan objektiv och strömförbrukning på bara 1,5 W och är en idealisk kandidat för integration i demonterade soldatlösningar. Kort- och långvågiga värmekameror används av dotterbolaget Cloud Cap Technology för att skapa en familj av optiska elektroniska Tase-stationer, inklusive Tase 150 för små drönare.
Den minsta i familjen mikrostationer som erbjuds av UTC Cloud Cap Technology inkluderar 900 gram Tase 150, som inkluderar en 640x480 helbildsbildare med två lägen (bildförbättring och värmekamera), ett miniatyr GPS / INS-system och tillhörande gränssnitt
DRS -företag
DRS Technologies är en ledande tillverkare av okylda vanadinoxidmikrobolometer (Vox) kammare och kylda kadmiumkvicksilvertellurid (MCT) kammare. Det var det första företaget som erbjöd 17 micron pitch okylda avbildare och mer nyligen 12 micron MCT termiska avbildare. DRS Technologies är huvudleverantören till den amerikanska armén och många dröntillverkare. Den ultrakompakta enheten Tamarisk 320 har en låg vikt (30 gram), låg strömförbrukning (750 milliwatt). Kärnan är en VOx 320x240 mikrobolometer med 17 mikron tonhöjd och okyld NIR -teknik. Den erbjuds antingen som en fristående kamera eller som en konfigurerbar modul med olika objektiv och bildfrekvenser. I februari 2013 introducerade DRS Technologies Tamarisk TI 640x480 -varianten, som ger utmärkt kvalitet i en liten storlek (46x40x31 mm utan optik), lätt vikt (<60 gram) och låg strömförbrukning (<1,5 W). Tamarisk -familjen används ofta inte bara i fordon, UAV, utan också som en del av utrustningen för avmonterade soldater. 640 -modellen från denna familj är installerad på Falcon -drönaren.
Europa och resten av världen
SOFRADIR företag
Sofradir är en av världsledarna inom kvicksilver- och kadmiumtelluridteknik. Med förvärvet av indiumantimonidutrustning och teknik från Sagem, QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) -teknologier och indiumgalliumarsenidmatriser från Thales under ett avtal som undertecknades i december 2012 stärkte Sofradir sitt marknadsledande i Europa och världen över som leverantör av en komplett rad kyl- och okylda teknologier och produkter. Okylda föremål ansvarar dess dotterbolag Ulis.
Denna franska industrigrupp erbjuder en ny okyld detektor (42x30x9mm) baserad på en InGaAs -matris (640x512, 15 mikron, SWIR) som heter Snake. Den har hög känslighet och upplösning och är väl lämpad för en mängd olika applikationer, såsom handhållna och bärbara mörkerseende och inbyggda optoelektroniska stationer.
Den mycket kompakta QWIP-fotodetektorn (384x288, 25 mikron, LWIR) är väl lämpad för fordonsmonterade system som Thales Catherine-XP TI, medan Scorpio långvågsvärmare är det senaste tillskottet i den utbredda familjen (640x512, 15 mikron). Denna familj ger de nödvändiga egenskaperna för markbundna applikationer som hög känslighet, hög upplösning och utökat räckvidd.
Sofradir-infraröda detektorer används i en mängd olika redan beprövade applikationer, inklusive MBDA Storm Shadow / SCALP EG-missilen, Thales Damocles och Navflir-inriktnings- och navigationsbehållare, Thales Sophie handhållna och fordonsmonterade Catherine termiska bilder, och Sagem Iris och Sada II termiska avbildare (för amerikanska pansarfordon).
Företaget arbetar med nya detektorer för att förnya, förbättra kapaciteten och kompaktiteten hos sina produkter. De senaste produkterna inkluderar e-APD (lavinfotodiod), dubbelbandiga videoomvandlare med mycket låg ekvivalent brustemperaturskillnad (NETD) och andra nya applikationer. Den huvudsakliga utvecklingsriktningen på Sofradir är att ytterligare minska storleken på det minsta bildelementet, vilket kommer att öka antalet pixlar i en detektor och behålla den totala storleken på systemet. I detta avseende har företaget redan visat en matris med en tonhöjd på 10 mikron. Sofradir undersöker också möjligheten att öka driftstemperaturer upp till 150K för att kunna erbjuda mindre, lättare och mer tillförlitliga kylmunstycken för att skapa produkter med lägre vikt, dimensioner och energiförbrukning.
KASSIDIAN
Cassidian Optronics erbjuder kylda och okylda termiska avbildare som en del av Attica-familjen (Advanced Thermal imager med tvådimensionella IR CMOS Array), som använder toppmodern teknik för medellånga och långa våglängdskärnor. De kan monteras på stativ och i fordon, medan en miniatyr okyld LWIR -värmekamera är att föredra för handhållna enheter. Cassidian Optronics erbjuder produkter för en mängd olika applikationer, inklusive övervakningssystem för Goshawk-II HD / HDT-antennesystem.
AIM -företag
Aim Infrarot-Module (Aim) ägs lika mycket av Diehl BGT Defense och Rheinmetall och levererar kärnor och moduler för hela spektralområdet från 1 till 15 mikron baserat på MCT- och typ II-infraröda detektorer med supergitter (InAs / GaSb). Idag erbjuder Aim HiPIR-640 termiska avbildare (MWIR eller LWIR, tredje generationen, 640x512, 15 mikron pixel pitch) baserat på kadmiumtellurid och kvicksilver, med MWIR-typdetektorer som arbetar vid temperaturer över 120K. Aims portfölj innehåller µCAM-640-serie termiska avbildare (kyld MWIR baserad på MCT och okyld LWIR) för Luna- och Aladin-drönarna, samt HuntIR / RangIR-värmekamera för den tyska armén. Den tvåfärgade MWIR / MWIR-kryogenmaskinen baserad på typ II-supergitteret ger banbrytande lösningar för varningssystem för missilattacker, medan 640x512 MWIR / LWIR-dubbelsensor från den kryogena maskinen utvecklas för nästa generations kamera.
Sofradir -sensorer används för en mängd olika beprövade tekniker, inklusive MBDA Storm Shadow / Scalp EG -missilen, Thales Damocles och Navflir -inriktnings- och navigationsbehållare, Catherine- och Iris -kameror och Thales Sophie -familjen handhållna system (bilden)
Scorpio LW -detektor - den senaste medlemmen i 640x512 -familjen på 15 mikron
THERMOTEKNIX
Det brittiska företaget Thermoteknix Systems erbjuder Miricle -familjen med videoomvandlare med XTI -slutarfri teknik. Den innehåller den ultrakompakta, okylda 110KS-modellen utan rörliga delar (ingen slutare), medan Belgiens Xenics Infrared Solutions erbjuder en familj med högupplösta kameror baserade på den så kallade "Xenics Core". Xenics SWIR XSW-640-kameran och LWIR XTM-640-kameran är byggda på en gemensam plattform (SWIR och MWIR FGA) och väger mindre än 100 gram och förbrukar mindre än 2 watt. De kombineras enkelt, motsvarande bilder erhålls i alla väder och i vilket ljus som helst, läggs över och slås samman till en komplex spektralbild med ökat informationsinnehåll.
Optoelektroniska M-STAMP-stationen från Controp Stamp-familjen väger endast 1,2 kg. Den innehåller en dagtidskamera och en okyld värmekamera. Det fungerar bra för lätta drönare som Elbit Systems Skylark-I och Aeronautics Orbiter (bilden)
ASELSAN Company
För att möta nationella och internationella behov har Aselsan utvecklat en familj av biaxiala gimbalstabiliserade drönare för stora och små drönare, som inkluderar en laserpekare och en sensor, antingen en dagtidskamera eller en okyld nattinfraröd kamera. Versionen med en infraröd kamera visades vid IDEF 2013 på ARI-1T minidroner och rotorcraft.
Militären, och senare exportbehov, tvingade israelisk industri att utveckla sin nationella kapacitet inom denna sektor. Opgal Optronic Industries, som ägs av Rafael och Elbit Systems, erbjuder ett brett utbud av ultrakompakta, lågeffekta termiska bildsensorer som fungerar som grund för termiska bildsystem som tillverkas både i Israel och utomlands. Opgal termiska bildsensorer med stöd för VOx och ASi baserade fotodetektorer är idealiska för demonterade, mark- och luftapplikationer. Också värt att nämna är Semiconductor Devices (SCD), ett joint venture mellan Elbit Systems och Rafael. Den designar och tillverkar ett komplett sortiment av InSb-, MCT- och VOx -infraröda detektorer och är världens största leverantör av indiumantimonid 2D -matriser.
Controp visade nyligen upp sin 3 kg T-Stamp, som rymmer en dagkamera, nattkamera och laserpekare. Op -värmekameran finns i kylda eller okylda versioner, men båda använder unika tekniker för kontinuerlig optisk zoom
CONTROP företag
Specialist Controp, som ägs av Rafael och UAV -tillverkaren Aeronautics, är världsledande inom flygteknik för lätta drönare, även om det också tillverkar produkter för land-, luft- och offshoreplattformar. Den minsta medlemmen i Stamp M-Stamp-familjen väger bara 1,2 kg med dagtidskamera och okyld värmekamera och är väl lämpad för installation på drönare som Elbits Skylark-I och Aeronautics Orbiter och olika Bluebird Aero-system.
Vi presenterar Skylark-I-LE-drönaren från Elbit
I juni 2013 introducerade Controp en tre-sensor, fullt stabiliserad opto-elektronisk T-stämpel som väger mindre än 3 kg, som inkluderar en dag- och nattkamera och en laserpekare. Värmekameran kan kylas eller avkylas, plus, som de flesta Controp -värmekameror, har dessa alternativ ett unikt kontinuerligt optiskt zoomobjektiv. Företaget levererar också FOX -kameran med zoomobjektiv x22, x36, x55, som inkluderar tredje generationens sensorer i antingen 320x258 eller 640x512 medellånga våglängder, samt okylda långa våglängdsdetektorer med patenterade kontinuerliga optiska zoomobjektiv.
