红外技术在军事上的应用ppt课件
红外热成像仪在军事中的应用
红外热成像仪在军事中的应用我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。
通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。
自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。
自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。
大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。
因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。
我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。
正是由于这个特点，红外热成像技术可用在安全防范的夜间监视和森林防火监控系统中。
同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热成像仪。
随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展，安防监控技术已由传统的模拟走向高度集成的数字化、智能化、网络化。
随着军用的需求的增加，现代高新技术几乎在军队系统中都有应用或即将应用。
现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术在军内系统中也开始得到了应用。
红外热成像我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。
通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。
自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。
同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。
红外技术在军事上的应用
红外技术在军事中的应用
捕捉红外热辐射目标 第4代“响尾蛇”出世 代 响尾蛇”
红外技术在军事中的应用ຫໍສະໝຸດ “响尾蛇”导弹是西方国家空、海军用于近程格斗的一种 导弹，是根据响尾蛇捕捉目标的本领研制出来的。自然界 中的响尾蛇视力几乎为零，但它鼻子上的颊窝器官却具有 热定位功能，能感知出0.001摄氏度的温差，且反应时间不 超过0.1秒。即使夜间的爬虫、小兽等处于睡眠状态，响尾 蛇也可根据这些动物身体所发出的热能，迅速地感知它们 的位置并敏捷地前往捕食。科学家就是根据响尾蛇的奇特 功能，研制出了这种空空导弹。 为了争夺空战中的优势，美国从1949年开始研制响尾蛇” 导弹。如今，“响尾蛇”导弹经过不断改进，已成为世界 上产量最多的空空导弹，目前已累计生产20多万枚。同时 该导弹装备机型也最多，在海湾战争、科索沃战争以及伊 拉克战争等都曾使用过。
红外技术在军事中的应用
机载红外诱饵弹主要有以下几种类型：烟火炬型红外诱饵弹 ；稠化油料型红外诱饵弹；红外箔条复合弹及热气球等。其中， 烟火炬型红外诱饵弹应用较广。该弹主装药是一个具有高辐射强 度的红外烟火炬。红外烟火剂一般由可燃物、氧化剂、辐射物质 、调速剂、粘合剂等组成。这种弹性能稳定、结构简单、燃烧时 间长、频谱范围较宽，能够适应各种导引头的要求。此次试验就 是研究这种类型的红外诱饵弹光谱辐射特性。采用小型试样进行 地面静态燃烧试验。 喷气式飞机的红外辐射由三部分组成：来自喷气发动机热金 属部件的辐射；来自高温燃气尾焰的辐射；来自飞机空气动力加 热的辐射。对于低超音速飞机来说，最重要的辐射是来自发动机 热金属部件的辐射。 红外诱饵弹要能够逼真地模拟喷气式飞机的红外辐射，必须 满足以下辐射性能的要求：(1)红外诱饵弹的辐射要与载机的红外 辐射相似，并且辐射强度要大于载机数倍。(2)要求有较快的引燃 速度(如0.5秒)，以确保红外诱饵弹能及时在导弹导引头视场内出 现。(3)要求有一定的燃烧持续时间(如4秒左右)，以确保载机能够 脱离敌导弹导引头视场。
红外探测技术在军事上的应用
第37卷，增刊红外与激光工程2008年6月V ol.37SupplementInfrared and Laser EngineeringJun.2008收稿日期：2008-04-13作者简介：王力民(65)，男，辽宁凌源人，高级工程师，主要从事电子工程技术研究。
x @63红外探测技术在军事上的应用王力民，张蕊，林一楠，徐世录（东北电子技术研究所，辽宁锦州121000）摘要：介绍了红外探测技术的发展历程以及装备的研制、改进情况，指出发展红外探测技术的优势和重要性，重点探讨了几种红外探测技术的性能及特点，最后分析了红外探测技术的发展趋势。
关键词：红外探测技术；军事应用；发展分析中图分类号：TN97文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(红外)-0570-05Application in the military of the IR detection technologyWANG Li-min ，ZHANG Rui ，LIN Yi-nan ，XU Shi-lu（Nort heast Research Ins tit ute of Electronic Technology,Jinzhou 121000,China ）Abstr act:The process of development and modification of the IR Detection technology are described.The IR detection technology has high advantage and importance in the modern battles.The perform ances and properties of the IR detection technology are discussed and the developm ent is analyzed.Key wor ds:IR detection technology;Application in the m ilitary;Development analysis0引言红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标，且设备体积小、重量轻、功耗低等特点，被广泛应用于红外夜视、红外侦察以及红外制导等方面。
红外技术
红外波段分为短 波红外(SWIR)1～3μ m 波 段 ， 中 波 红 外 (MWIR)3～5μ m波段和 长 波 红 外 ( LWIR)8～ 14μ m波段。
红外辐射与红外吸收
任何物体都能辐射红外线，也能吸收红外 线，辐射与吸收都是能量转换过程。 热辐射就是热能转换成辐射能的过程，而 热吸收则是辐射能转变成热能的过程。
二、红外探测器分类
红外探测器可以分为两大类
一类是热探测器
热探测器接收红外辐射以后，先引起温度变化，温 度变化引起电信号输出。输出的电信号与温度的变 化成比例，而温度变化是因为吸收热辐射能量引起 的，与吸收红外辐射波长没有关系，对红外辐射吸 收没有波长选择性。
另一类是光子探测器
接收红外辐射以后，由于 红外光子直接把材料的束 缚态电子激发成传导电子， 所以引起电信号输出，信 号大小比例于吸收的光子 数。这些红外光子的能量 的大小，必须能达到足以 激发束缚态电子，才能起 这种激发作用。
由上可见，武器装备辐 射的红外线，大都在1～ 10μm之间，所以，前面介 绍的短波红外、中波红外和 长波红外三个大气窗口，在 军事应用上最为重要。 红外热像仪是利用物体 自身发射的红外线，靠 接收景物各部分辐射的 红外线图像而后，再转 变成可见图像的装置。
红外技术用于夜视，是由
于其工作原理决定的，它 的许多特点使它不只用于 夜视，还可用于探测、跟 踪、侦察、告警、火控、 图是热像仪夜间拍摄的热图像，它是景物的 热图，不受有无阳光照射的影响。 红外技术的核心是高灵敏度地接收红外线， 并把它转变成电信号输出。 制导以及工业、农业、医 学、科研等各个领域。
峰值波长与温度成反比， 即λmT=常数≈2898。此关 系称为维恩位移定律。
下图说明黑体的温度、光谱辐射通量 密度和辐射的波长之间的关系。
红外技术的军事应用
美军双色和多色传感器技术的进展极快，目前已从Si、HgCdTe或QWIP焦平面阵列分离器件的组合过渡到了单片式阵列，其中GaAlAs QWIP焦平面阵列的双色、三色、四色等多色传感器发展尤为突出。
除了雷声、洛克威尔科学中心等机构已研制出的640×512像素的双色阵列和陆军通信电子司令部夜视和电子传感器管理局已在准备评估3mm～5mm波段和8mm～14mm波段的1024×1024元双色传感器阵列外，美国海军研究实验室正投资一个耗资1100万美元的三年研发计划，计划开发HgCdTe中波双色凝视红外焦平面阵列，复盖波段为4.5mm～5.0mm和4.0mm～4.5mm；美国国防高级研究规划局（DARPA）也已出资1600万美元，让QWIP技术公司为其发展同时可在可见光、二个中波红外和长波红外波段工作的四色焦平面阵列。
2、反巡航导弹舰载防御技术—红外搜索、跟踪和拦截系统[3,4,5,6]（1）海军面临的严重威胁巡航导弹是一种主要以巡航姿态飞行的精确制导打击武器。
它问世于第二次世界大战，经过数十年的发展，已成为目前战场上的主要精确打击武器，在近年几次局部战争中都发挥了重要作用，法国飞鱼式（EXOCCT）掠海面飞行导弹和美军舰载“战斧”式巡航导弹都就是其中的代表。
反舰掠海面飞行的巡航导弹是迄今为止水面舰船最为严重的威胁，1987年5月17日，二枚飞鱼式导弹击中和击伤了美国战舰斯特克号驱逐舰，由于其没有有效的防犯掠海面飞行巡航导弹攻击的能力，导致37名士兵丧生；英-阿马岛战争中，阿根廷超级军旗式战机发射的二枚这种巡航导弹也使英军战舰遭受严重损失—英皇家海军军舰谢菲尔德号被击沉。
目前，世界上拥有这种掠海面飞行反舰巡航导弹的国家已多达35个以上，很快具有这种能力的国家和地区将增加到60多个，而且这一趋势还在快速扩大。
毫无疑问，海军水面舰船生存面临着从小型巡逻艇到大型护卫舰、潜艇、直升机、海上巡逻机和战斗轰炸机发射的这种巡航导弹越来越严重的威胁。
红外技术
峰值波长与温度成反比， 即λmT=常数≈2898。此关 系称为维恩位移定律。
下图说明黑体的温度、光谱辐射通量 密度和辐射的波长之间的关系。
从上述关系中，可以看到 黑体的热辐射非常强烈地 依赖于温度，温度高的黑 体，热辐射很强，其峰值 波长较短。实际物体的辐 射特性与黑体相似，只不 过与材料种类和表面磨光 程度有关。
一、红外探测器原理
它能把接收到的红外 辐射转变成体积、压 力、电流等容易测量 的物理量。 有实用意义的红外探测器，必 须满足两个条件， 一是灵敏度高，对微弱的红外 辐射也能检测到； 二是物理量的变化与受到的辐 射成比例，才能定量测量红外 辐射。
红外探测器的作用就是把接收到的 红外辐射转换成电信号输出，是实 现光电转换功能的灵敏器件。
红外技术
概述Biblioteka 红外技术是一种无源探测技术，在军用中 特别受到重视。
所有物体自身都能辐射红外线，红外设备可以 无源方式工作，与雷达相比，具有简单、体积 小、重量轻、分辨率高、隐蔽性好，抗干扰能 力强等优点；
与可见光相比，有透过烟尘能力强，可昼夜工 作等特点。
红外武器装备包括红外夜视、 前视红外、侦察、告警、火 控、跟踪、定位、精确制导 和光电对抗等先进技术装备， 对取得战场主动权和进行夜 战，发挥了突出作用。
当辐射与吸收相等时，热能不变，温度不变， 称为热平衡。不同的物体辐射或吸收本领是 千差万别的。 假若辐射入射到物体表面，能被物体全部 吸收，没有反射和透射，这种物体就称为黑 体。黑体能100％吸收入射到表面的全部辐 射，它的吸收系数是1. 一般物体达不到100％吸收，称为灰体。黑 体是最好的吸收体，也是最好的辐射体。
什么是红外线?
在红光以外的光谱区。 早在 1800年，英国天文学家赫谢尔在研 究太阳光的热效应时，就发现了红外线。 红外线是与热和温度紧密联系在一起的， 因此又称为热线或热辐射。
红外遥感技术在军事方面的运用
红外遥感技术在军事方面的运用摘要：目前国际军事形势总体上趋于缓和，但天下并不太平，展望21世纪，国际关系错综复杂，世界各种力量不断分化组合。
交流与合作，斗争与竞赛交织在一起，将是21世纪国际安全环境和军事形势的基本形态。
而随着高科技技术在军事领域的广泛应用，现代战争已进入了高技术阶段，由于战争中高级技术武器装备的大量使用和新的作战理论的先导作用，引起了战争形态的重大变革。
从而导致了战争规模，样式和进程的变化。
战争已由简单的身体对抗化为智慧的较量。
正文：遥感技术是指安装与平台上的传感器，以电磁波为信息传播媒介，从遥远的地方感知地球表面和一定空间范围内的对象，从而识别地面物体的全过程，他是与航空遥感，在20世纪60年代发展起来的移民新型的综合性的边缘学科，从70年代以来，随着新的航天遥感平台的不断升空，新型传感器的研制，航天遥感技术的发展。
应用领域从军事应用发展到一地球环境和资源的监测和研究为目标的尖端技术。
在现代化战争中，军事侦察，监视与制导已完全离不开遥感技术。
一、红外线的起源与发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳发现了红外线。
红外技术在军事上的实际应用始于第二次世界大战期间。
当时,德国研制和使用了一些红外技术装备,其中有红外通信设备和红外夜视仪，它们都属于主动式红外系统。
战后，由于红外光子探测器和透红外光学材料的迅速发展，红外技术的应用引起军事部门的重视。
此后，红外技术的发展方向集中在被动式系统上。
50年代，红外点源制导系统应用于战术导弹上。
60年代，红外技术的军事应用已相当广泛，如已应用于制导、火控、瞄准、侦察和监视等。
60年代中期，出现了光机扫描的红外成像技术。
70年代，红外成像技术获得迅速发展，热成像系统和电荷耦合器件的应用是这一时期的重要成果。
80年代,红外技术进入研制镶嵌焦面阵列（CCD阵列）系统的新时期。
二、红外线的基本概念自然界中, 一切温度高于绝对零度摄氏-273.16 的物体都不断地辐射着红外线, 这种现象称为热辐射。
《红外课程》课件
红外辐射特性
红外辐射具有与可见光类 似的直线传播、反射、折 射等特性，同时还有其独 特的热效应。
红外辐射来源
自然界的物体都会发射红 外辐射，包括人体，因此 红外探测在军事、医疗、 科研等领域有广泛应用。
红外探测器工作原理
详细描述
目前，新型的红外材料与器件主要集中在以下几个方面：新型红外探测器、新型红外成像系统、新型 红外通信器件等。这些新型的红外材料与器件将会在性能、稳定性、可靠性等方面有更大的提升，为 红外技术的应用带来更多的可能性。
红外成像系统的小型化与集成化
总结词
随着微电子技术和集成电路的不断发展 ，红外成像系统也在不断向小型化、集 成化方向发展，这将为红外技术的应用 带来更多的便利性和灵活性。
《红外课程》ppt课件
目录
• 红外技术概述 • 红外探测原理 • 红外图像处理 • 红外系统性能评估 • 红外技术应用案例 • 未来展望与研究方向
01
红外技术概述
红外技术的定义与特点
总结词
红外技术是一种利用红外波段的电磁波进行信息获取和传输的技术。它具有穿透性强、抗干扰能力强、不易被探 测等特点。
总结词
2. 航空应用
3. 消防应用
4. 医疗应用
5. 科研应用
红外技术广泛应用于军 事、航空、消防、医疗 、科研等领域。
红外技术可用于航空遥 感、气象观测、导航等 方面，提高航空器的安 全性和效率。
红外技术可用于火源探 测、人员搜救等方面， 提高消防工作的安全性 和效率。
红外技术可用于医疗诊 断和治疗，如红外光谱 仪可用于分析人体组织 成分，红外热像仪可用 于检测人体温度分布异 常等。
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红外热像仪
• （图）右上小图为自然光下观察到的情况，大图为热成像 观察到的图象，从中可以看到掩蔽在树丛中的人员。热成 像仪使依靠自然伪装的保护完全失效）
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日本发明拍照手机红外夜视镜
日本的一名研究人员已经开发出了一款面向沃达丰公司手机的附件， 它可以被用作夜视镜，使用户可以在黑暗的环境中利用手机拍摄 照片。 据日本的研究人员山田称，夜视相机有一个意想不到的负作用。在 一些环境中，它使用户能够看到预期之外的东西。除了能够在黑 暗中拍摄照片外，山田发明的红外夜视镜可以穿透人的衣服。当 连接上高端相机时，它就具有了穿透衣服的能力━━这取决于红 外线穿透衣服纤维的能力，而且在黑暗的环境中特别有效。 目前，能够与山田的夜视镜配合使用的这款手机━━V602-SH只在 日本销售。 沃达丰公司的一名发言人称，这款手机配件在日本之外使用也没有 什么问题。她说，由于山田是第三方供应商，沃达丰公司的约束 力有限。该发言人指出，我们从来没有在市场上推出过能够穿透 衣服的拍照手机。 拍照手机已经引起人们的担忧，一些场所已经禁止用户使用拍照手 机。韩国政府规定，在使用拍照手机拍摄照片时，必须使照片不 能太清晰。
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红外热像仪
一种装有成像仪和 激光测距仪
的轻型观测瞄准仪
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红外热像仪
• 1991年海湾战争中，在风沙和硝烟弥漫的战场上，由于美 军装备了先进的红外夜视器材，能够先于伊拉克军的坦克 而发现对方，并开炮射击。而伊军只是从美军坦克开炮时 的炮口火光上才得知大敌在前。由此可以看出红外夜视器 材在现代战争中的重要作用。
红外夜视仪是利用光电转换技术的军用夜视仪器。它分为主动 式和被动式两种：前者用红外探照灯照射目标，接收反射 的红外辐射形成图像；后者不发射红外线，依靠目标自身 的红外辐射形成 “热图像”，故又称为”热像仪”。
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红外热像仪
一种便携式主动式 红外热像仪
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红外热像仪
夜间可见光很微弱，但人眼看不见的红外线却很丰 富。红外线视仪可以帮助人们在夜间进行观察、 搜索、瞄准和驾驶车辆。尽管人们很早就发现了 红外线，但受到红外元器件的限制，红外遥感技 术发展很缓慢。直到1940年德国研制出硫化铅和 几种红外透射材料后，才使红外遥感仪器的诞生 成为可能。此后德国首先研制出主动式红外夜视 仪等几种红外探测仪器，但它们都未能在第二次 世界大战中实际使用。
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红外夜视系统
50年代前期所用的红外夜视设备，都是主动式红外夜视仪，一 般采用红外变像管作接收器，工作波段在1微米左右,在夜间 可看见100米处的人，1公里内的坦克、车辆和10公里远的 舰船。
现代红外夜视设备主要有红外热像仪（亦称红外前视系统）、 红外电视和改进的主动红外夜视仪等。其中红外热像仪是 具有代表性的红外夜视装置。美国于60年代后期研制的一 种光机扫描式红外成像系统，为飞机夜航和在恶劣气象条 件下的飞行提供观察手段,工作在8～12微米波段，它的战术 技术性能，比主动式红外夜视仪提高了一个数量级，夜间 可观察到1公里处的人，5～10公里远的坦克和车辆。
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红外热像仪
这种红外热像仪几经改进，到80年代初，许多国家已出现标准 化、组件化系统，设计者可按要求选用不同的组件，组装 所需的红外热像仪，为军队提供了一种简便、经济、互换 性好的夜视装备。红外夜视设备已广泛应用于陆、海、空 三军。如用作坦克、车辆、飞机、舰船等的夜间驾驶用观 察设备，轻武器的夜瞄仪，战术导弹和火炮的火控系统， 战场前沿的监视和观察设备，以及单兵侦察设备等。
几乎ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ时，美国也在研制红外夜视仪，虽然试验成 功的时间比德国晚，但却抢先将其投入实战应用 。
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红外热像仪
1945年夏，美军登陆进攻冲绳岛，隐藏在岩洞坑道里的日军利 用复杂的地形，夜晚出来偷袭美军。于是美军将一批刚刚 制造出来的红外夜仪紧急运往冲绳，把安有红外夜视仪的 枪炮架在岩洞附近，当日军趁黑夜刚爬出洞口，立即被一 阵准确的枪炮击倒。洞内的日军不明其因，继续往外冲， 又糊里糊涂地送了命。红外夜视仪初上战场，就为肃清冲 绳岛上顽抗的日军发挥了重要作用。
• 红外夜视技术分为主动和被动两种。主动红外夜视技术是 通过主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施观察 的夜视技术，对应装备为主动红外夜视仪。尽管主动红外 夜视技术具有成像清晰、制作简单等特点，但它也有着一 个致命弱点就是：在战场上，红外探照灯的红外光会被敌 人的红外探测装置发现。这一弱点无疑宣告了主动红外夜 视技术必被淘汰的命运。被动红外夜视技术是借助于目标 自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术，简单的说就 是根据温度不同来成像，分辨率很低，但是有其特殊用途 。
红外系统在军事中的应用
• 由于红外系统比雷达系统的分 辨率高，隐蔽性好，且不易受电 子干扰，较之可见光系统具有能 识别伪装、可昼夜工作、受天气 影响较小等优点。因此，在军事 上得到广泛应用。
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红外夜视系统
• 夜视仪又称为夜视眼镜，夜视望远镜，以及红外线望远镜 等，是一种在全黑的夜晚观测的仪器，最早在军事上得以 应用。后广泛用于刑侦，安全防范，森林防火，电力及通 信的巡线，工地，养殖场，农场的看护，甚至旅游等各领 域。
• 主动式红外夜视仪具有成像清晰、制作简单等特点，但它 的致命弱点是红外按照灯的红外光会被敌人的红外探测装 置发现。60年代，美国首先研制出被动式的热像仪，它不 发射红外光，不易被敌发现，并具有透过雾、雨等进行观 察的能力。
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• 1982年4月─6月，英国和阿根廷之间爆发马尔维 纳斯群岛战争。4月13日半夜，英军攻击承军据 守的最大据点斯坦利港。3000名英军布设的雷区 ，突然出现在阿军防线前。英国的所有枪支、火 炮都配备了红外夜视仪，能够在黑夜中清楚地发 现阿军目标。而阿军却缺少夜视仪，不能发现英 军，只有被动挨打的份。在英军火力准确的打击 下，阿军支持不住，英军趁机发起冲锋。到黎明 时，英军已占领了阿军防线上的几个主要制高点 ，阿军完全处于英军的火力控制下。6月14日晚9 时，14 000名阿军不得不向英军投降。英军领先 红外夜视器材赢得了一场兵力悬殊的战斗。