夜視儀

夜視儀觀察效果

　　微光夜視技術又稱像增強技術，是通過帶像增強管的夜視鏡，對微弱光線照射下的目標像進行增強，以供觀察的光電成像技術。微光夜視儀是目前國外生產量最大和用途最廣的夜視器材。

紅外夜視技術分為主動和被動兩種。主動紅外夜視技術是通過主動照射并利用目標反射紅外源的紅外光來實施觀察的夜視技術，對應裝備為主動紅外夜視儀。主動紅外夜視技術具有成像清晰、成本低。被動紅外夜視技術是借助于目標自身發射的紅外輻射來實現觀察的紅外技術，簡單的說就是根據溫度不同來成像，分辨率很低，但是有其特殊用途。

俄羅斯夜視儀多屬于第3代微光夜視儀，改進了光電陰極的半導體材料，使得對微光和紅外都很敏感，把紅外夜視儀和微光夜視儀統一在一部儀器上，在晴天夜間起微光夜視儀功用，在雨、霧天夜間發射紅外線起主動式紅外夜視儀功用，而且作用距離比第2代的更遠。

 目前熱成像技術發展也很快，但是，由于成本高，成像質量差，對目標識別不準確等技術上的問題，至今美國,俄羅斯都沒有把它大量裝備部隊,

通過測試:單筒夜視儀一般在無視光(無可見光，伸手不見五指)情況下,不用發射器也就10米左右,開發射器可以看50米左右, 雙筒夜視儀跟距型號不同可以看到50-100米左右。在有可視光(微光如:星光.月光.街道光.溥云)可以看幾百米至幾公里。

夜視儀為什么怕強光

　　夜視儀種類繁多，但基本上由光學系統、變像管或微光管、電源及供電系統等組成。當然，主動紅外夜視儀還要配裝紅外探照燈，其中變像管或微光管是夜視儀的“心臟”。變像管可以把不可見的紅外圖像轉變為可見的圖像，微光管則可以把微弱的光增強幾萬倍甚至十幾萬倍，使人眼可以覺察到。夜視儀怕強光，是因為變像管和微光管怕強光。以變像管為例，當紅外光照射到變像管的光電陰極上時，光電陰極發射電子，電子在高壓場（16～21千伏）和電子透鏡作用下，加速射向熒光屏，使熒光屏顯示出可見的目標圖像。變像管接收的光信號多，發射電子就多，熒光屏發出的光信號就強，看到的圖像也就亮。它們基本成正比。但若外界光線太強，光電陰極發射的電子多到一定的程度就不增加了，即出現飽和，就會看不清目標。若過強的光突然射過來，還可能使管子的光電陰極燒壞，而不能發射電子，當然什么也看不見了。

　　雖然夜視儀采取了一定的防強光措施，但其作用是有限度的，因此使用時必須嚴格按規定操作。遇到強光或白天校靶時，要把物鏡罩戴上或關掉電源開關。正確使用夜視儀，可以延長其使用壽命和避免不必要的損壞，從而充分發揮夜視儀的作用。

夜視技術漫談----夜視儀和戰爭

古今中外的戰場上，人們十分重視利用夜幕掩護，奪取白天難以取得的戰果。在朝鮮戰場上，美軍曾發出"太陽是我們的，月亮是中國人的"嘆息。然而，縱觀近期幾場局部戰爭，美軍卻幾乎全是從夜間發起的。正如海灣戰爭中的美軍空戰主要指揮官、空軍少將格羅松說："永遠不要忘記，海灣戰爭的開始、作戰和獲勝都是在夜間。"美軍從怯于夜戰到敢于夜戰，要歸功于夜視技術。夜視技術是應用光電探測和成像器材，將肉眼不可視目標轉換（或增強）成可視影像的信息采集、處理和顯示技術。

在夜暗環境中存在著少量的自然光，如月光、星光、大氣輝光等，統統稱為夜天光。因為它們和太陽光比起來十分微弱，所以又叫作夜微光。人眼視網膜的感光靈敏度不高，在微光條件下不能充分"曝光"。這是造成人們在夜暗環境中不能正常觀察的一個原因。夜暗環境中，除了有微光存在外，還有大量的紅外光。世界上一切物體每時每刻都在向外發射紅外線，所以無論白天黑夜，空間都充滿了紅外線。但紅外線不論強弱，人們都不能看到。

夜視器材就是利用微光和紅外線這兩個條件，把來自目標的人眼看不見的光（微光或紅外光）信號轉換成為電信號，然后再把電信號放大，并把電信號轉換成人眼可見的光信號。這種光-電-光的兩次轉換乃是一切夜視器材實現夜間觀察的共同途徑。

1934年，荷蘭的霍爾斯特（G·Holst）等人制成第一只近貼式紅外變像管，樹立起了人類沖破夜暗的第一塊里程碑。隨著夜視技術的不斷進展，品種不斷增多，目前主要有：

主動式紅外夜視儀目前發展較成熟，造價低廉，而且由于自身攜帶紅外光源，所以受環境照明條件的影響較小，觀察效果比較好。觀察實用距離一般300米左右，主要用于近距離偵察與搜索、短射程武器的夜間瞄準和各種車輛的夜間駕駛。缺點主要是容易暴露。因為紅外探照燈發射的紅外光束雖不能被肉眼察覺，但能被對方用儀器探測到。

微光夜視儀和主動紅外夜視儀相比，微光夜視儀體積小、重量輕，而且由于工作方式是被動的，使用起來安全可靠，不易暴露。其作用距離同環境照明條件及天氣有關，在星光條件下，可以觀察到800米距離上的人員和1．5千米距離上的車輛。但它作用距離與觀察效果受到氣象影響很大，雨、霧天均不能正常工作，如果一點光線都沒有則完全失效。

微光電視微光夜視儀是攝像后直接顯示的所謂直視式夜視儀。它只能供單人觀察，而且觀察者必須和儀器一起親臨現場，甚至還要對目標直接進行觀察。而軍事上有很多場合則要求能間接進行觀察以及遠距離傳輸圖像，因而發展了微光電視。微光電視的圖像清晰，視距遠。在良好的天氣條件下，其攝像機的作用距離可超過10千米。微光電視還適用定向及定點觀察，在對敵固定目標的監視以及對我方重要目標的警戒和安全保衛工作中，都發揮重要作用。不過由于其體積大、笨重，耗電多，操作、維修復雜，而且對自然環境照明條件及天氣條件的依賴性大，使其應用范圍受到了一定限制。

熱成像儀以上3種夜視器材都是利用目標反射的光線成像的，而熱成像儀則靠接收目標自身發射的紅外線成像，所顯示的圖像反映了目標表面各個部位發射紅外線的強弱，發射紅外線的強弱又取決于該部位的溫度高低，故所顯示的圖像實質上反映了目標表面各個部分的溫差，因而叫熱成像儀。

由于熱成像儀工作方式是完全被動的，不易被對方發現和干擾，同時由于熱輻射在大氣中的傳輸能力強，使熱成像儀無論白天黑夜都有透過霧、雨、雪進行觀察的能力，尤其適合夜間觀察。熱成像儀的優點還在于它可以探測到用其他手段所無法區別的目標。例如，它可以發現軍事人員車輛活動過后又撤離的地區，還可揭露各種軍事偽裝，"透過"偽裝網看清目標。其作用距離比較遠。用于手持觀察和瞄準射擊時，其作用距離為2～3千米；用于艦艇上進行水面觀察時，作用距離可達10千米。

紅外夜視儀是利用光電轉換技術的軍用夜視儀器。它分為主動式和被動式兩種：前者用紅外探照燈照射目標，接收反射的紅外輻射形成圖像；后者不發射紅外線，依靠目標自身的紅外輻射形成 “熱圖像”，故又稱為”熱像儀”。夜間可見光很微弱，但人眼看不見的紅外線卻很豐富。紅外線視儀可以幫助人們在夜間進行觀察、搜索、瞄準和駕駛車輛。盡管人們很早就發現了紅外線，但受到紅外元器件的限制，紅外遙感技術發展很緩慢。直到1940年德國研制出硫化鉛和幾種紅外透射材料后，才使紅外遙感儀器的誕生成為可能。此后德國首先研制出主動式紅外夜視儀等幾種紅外探測儀器，但它們都未能在第二次世界大戰中實際使用。

幾乎同時，美國也在研制紅外夜視儀，雖然試驗成功的時間比德國晚，但卻搶先將其投入實戰應用。1945年夏，美軍登陸進攻沖繩島，隱藏在巖洞坑道里的日軍利用復雜的地形，夜晚出來偷襲美軍。于是美軍將一批剛剛制造出來的紅外夜儀緊急運往沖繩，把安有紅外夜視儀的槍炮架在巖洞附近，當日軍趁黑夜剛爬出洞口，立即被一陣準確的槍炮擊倒。洞內的日軍不明其因，繼續往外沖，又糊里糊涂地送了命。紅外夜視儀初上戰場，就為肅清沖繩島上頑抗的日軍發揮了重要作用。

主動式紅外夜視儀具有成像清晰、制作簡單等特點，但它的致命弱點是紅外按照燈的紅外光會被敵人的紅外探測裝置發現。60年代，美國首先研制出被動式的熱像儀，它不發射紅外光，不易被敵發現，并具有透過霧、雨等進行觀察的能力。

1982年4月─6月，英國和阿根廷之間爆發馬爾維納斯群島戰爭。4月13日半夜，英軍攻擊承軍據守的最大據點斯坦利港。3000名英軍布設的雷區，突然出現在阿軍防線前。英國的所有槍支、火炮都配備了紅外夜視儀，能夠在黑夜中清楚地發現阿軍目標。而阿軍卻缺少夜視儀，不能發現英軍，只有被動挨打的份。在英軍火力準確的打擊下，阿軍支持不住，英軍趁機發起沖鋒。到黎明時，英軍已占領了阿軍防線上的幾個主要制高點，阿軍完全處于英軍的火力控制下。6月14日晚9時，14 000名阿軍不得不向英軍投降。英軍領先紅外夜視器材贏得了一場兵力懸殊的戰斗。

1991年海灣戰爭中，在風沙和硝煙彌漫的戰場上，由于美軍裝備了先進的紅外夜視器材，能夠先于伊拉克軍的坦克而發現對方，并開炮射擊。而伊軍只是從美軍坦克開炮時的炮口火光上才得知大敵在前。由此可以看出紅外夜視器材在現代戰爭中的重要作用。

夜視儀相關問題解答

1.夜視儀和望遠鏡有什么區別？
答：望遠鏡是直接利用透鏡將物體的視角放大在視網膜成像的光學儀器，不使用 電源，不能在全黑或微光的環境下觀看；夜視儀是利用像增強原理或紅外線成像來觀測的儀器，清晰度不如望遠鏡，但是適合在全黑或星光月光的環境下觀看。

2.夜視儀能在白天使用嗎？
答：不能，也沒有必要。切勿在白天或強光下同時打開鏡頭蓋和電源，否則時間長了會導致夜視儀核心部件的損壞。

3.紅外線能用肉眼直接看到嗎?
答：紅外線在可見光波段以外，不能用肉眼直接看到，所以也無所謂什么顏色。

4。夜視儀能否分辨顏色?
答：不能。夜視儀的成像一般是黃綠色，并不能反映物體的真實顏色。

5.為什么主動式夜視儀適合民用?
答：帶有主動功能的夜視儀具有一個紅外燈，發出一束紅外光來照射景物。所以成像清晰，但是主動發射的紅外光容易被敵方的儀器探測到而暴露目標，所以在軍事上被淘汰，但是用于民用則不存在暴露的問題，所以缺點變成了優點，加上價格低廉，所以帶有主動紅外功能的夜視儀適合民用。

夜視儀的使用方法

夜視儀使用說明：

1.夜視儀是用于在夜間和微光下觀察目標的精密光電子儀器。為滿足在極低照度下工作，夜視儀配有紅外線發射器。

2．夜視儀在沒有保護蓋時禁止白天開啟。在有光照的屋子里檢查夜視儀工作性能時，必須在夜視儀帶鏡蓋時進行，且不超過3分鐘.并且夜視儀不應對著強光源，強光進入夜視儀內部有可能將其損壞或消少夜視儀的使用壽命。用帶有鏡蓋的夜視儀觀察物體時也應避免強閃光。當強光進入夜視儀時其能見度會下降甚至消失。此時，應立即將夜視儀從強光源處拿走。過1-2分鐘后，夜視儀功能會恢復。特別強的光源會導致夜視儀損壞（如白天持續十秒）

3.夜視儀允許1分鐘以內的強閃光和閃爍，視場觀察到的光斑不是夜視儀的缺陷，而是外部光源閃爍引起的。夜視儀在標準方式工作時不會出現光斑，夜視儀視場存在少量的黑點和亮點不是其質量缺陷，而是符合夜視儀的質量標準。夜視儀在沒有保護蓋時禁止白天開啟。

4．夜視儀在寒冷的房間保存或冬季運輸后，再次使用前必須在溫暖的房間保持5小時。

5．夜視儀適合在環境溫度-30度至30度，溫度25度時相對濕度93%，局部照度5.10ˉ 勒克司或以下使用。

6．夜視儀工作時間。

不開啟紅外線照射器：

---溫度高于0度時---20小時

---溫度零下30度時---3.5小時


開啟紅外線照射器：

---溫度高于0度時---16小時

---溫度零下30度時---2小時

夜視儀在10度以下工作并開啟前，必須將電池先置于溫暖的地方（如胸部口袋）。

7．夜視儀應保存在干凈的地方，避免重壓，機械損壞，潮濕，和太陽輻射。



夜視儀的使用方法：

1．從外套中取出夜視儀。

2．打開電池蓋，用硬幣將電池裝入電池溝中。

3．電池安裝完畢，夜視儀準備工作完成。

4．將開關轉至ON位置。如果照度低則轉至IR位置。正常開啟的夜視儀應在熒光屏和紅外線照射器上看到亮點。

5．取下物鏡蓋。

6．將夜視儀對準所觀察的目標，轉動目鏡，找到清晰圖象。

7．沿著夜視儀鏡筒調整眼睛基準。

8．夜視儀工作結束后將開關轉至OFF，蓋上物鏡蓋。關上夜視儀后其還可以工作10-15分鐘（為了電池完全放電）。可利用此特點延長電池的工作時間。

9．建議夜視儀工作結束后將電池取出，以防止電池電介質流出污染電池箱。


當開啟開關未觀察到熒光屏發光或發光很暗時應更換電池。如果電池污染了電池箱表面，應用軟棉布或棉球搽試。如果電池箱受潮，應烘干。如清洗物鏡，目鏡，紅外線照射器的光學表面時，應先吹掉小沙礫和灰塵，然后用細軟布在表面搽試。



夜視儀使用注意事項

1，夜視儀應保存在外套中，其環境要求是溫度5度到40度，相對濕度不超過80%。

2.夜視儀必需在夜間使用，不能對準強光，白天不能使用；

3，白天檢查時，不能打開鏡頭蓋，否則很容易損壞；

4，需使用質量好的鋰電池或堿性電池，劣質電池會影響使用效果，并容易損壞器材；

5，盡量避免雨水或霧氣，防止摔，碰，撞；

6，鏡頭不要經常擦拭，如需擦拭時請用鏡頭紙或擦鏡布，注意不要劃傷鏡片；

7，夜視儀要長期保存（超過兩周）時請將電池取出，防止電池流液損壞器材。

8，請放置在干燥，通風的地方，以免鏡片受潮，發霉

夜視技術的詳細剖析

夜視器材就是利用微光和紅外線這兩個條件，把來自目標的人眼看不見的光（微光或紅外光）信號轉換成為電信號，然后再把電信號放大，并把電信號轉換成人眼可見的光信號。這種光-電-光的兩次轉換乃是一切夜視器材實現夜間觀察的共同途徑。　

　　古今中外的戰場上，人們十分重視利用夜幕掩護，奪取白天難以取得的戰果。在朝鮮戰場上，美軍曾發出"太陽是我們的，月亮是中國人的"嘆息。然而，縱觀近期幾場局部戰爭，美軍卻幾乎全是從夜間發起的。正如海灣戰爭中的美軍空戰主要指揮官、空軍少將格羅松說："永遠不要忘記，海灣戰爭的開始、作戰和獲勝都是在夜間。"美軍從怯于夜戰到敢于夜戰，要歸功于夜視技術。夜視技術是應用光電探測和成像器材，將肉眼不可視目標轉換（或增強）成可視影像的信息采集、處理和顯示技術。 　
　
　　在夜暗環境中存在著少量的自然光，如月光、星光、大氣輝光等，統統稱為夜天光。因為它們和太陽光比起來十分微弱，所以又叫作夜微光。人眼視網膜的感光靈敏度不高，在微光條件下不能充分"曝光"。這是造成人們在夜暗環境中不能正常觀察的一個原因。夜暗環境中，除了有微光存在外，還有大量的紅外光。世界上一切物體每時每刻都在向外發射紅外線，所以無論白天黑夜，空間都充滿了紅外線。但紅外線不論強弱，人們都不能看到。　　

　　夜視器材就是利用微光和紅外線這兩個條件，把來自目標的人眼看不見的光（微光或紅外光）信號轉換成為電信號，然后再把電信號放大，并把電信號轉換成人眼可見的光信號。這種光-電-光的兩次轉換乃是一切夜視器材實現夜間觀察的共同途徑。　

　　1934年，荷蘭的霍爾斯特（G·Holst）等人制成第一只近貼式紅外變像管，樹立起了人類沖破夜暗的第一塊里程碑。隨著夜視技術的不斷進展，品種不斷增多，目前主要有：　　

　　主動式紅外夜視儀目前發展較成熟，造價低廉，而且由于自身攜帶紅外光源，所以受環境照明條件的影響較小，觀察效果比較好。觀察實用距離一般300米左右，主要用于近距離偵察與搜索、短射程武器的夜間瞄準和各種車輛的夜間駕駛。缺點主要是容易暴露。因為紅外探照燈發射的紅外光束雖不能被肉眼察覺，但能被對方用儀器探測到。　　

　　微光夜視儀和主動紅外夜視儀相比，微光夜視儀體積小、重量輕，而且由于工作方式是被動的，使用起來安全可靠，不易暴露。其作用距離同環境照明條件及天氣有關，在星光條件下，可以觀察到800米距離上的人員和1．5千米距離上的車輛。但它作用距離與觀察效果受到氣象影響很大，雨、霧天均不能正常工作，如果一點光線都沒有則完全失效。　　
　

　　熱成像儀:

以上3種夜視器材都是利用目標反射的光線成像的，而熱成像儀則靠接收目標自身發射的紅外線成像，所顯示的圖像反映了目標表面各個部位發射紅外線的強弱，發射紅外線的強弱又取決于該部位的溫度高低，故所顯示的圖像實質上反映了目標表面各個部分的溫差，因而叫熱成像儀。　　

　　由于熱成像儀工作方式是完全被動的，不易被對方發現和干擾，同時由于熱輻射在大氣中的傳輸能力強，使熱成像儀無論白天黑夜都有透過霧、雨、雪進行觀察的能力，尤其適合夜間觀察。熱成像儀的優點還在于它可以探測到用其他手段所無法區別的目標。例如，它可以發現軍事人員車輛活動過后又撤離的地區，還可揭露各種軍事偽裝，"透過"偽裝網看清目標。其作用距離比較遠。用于手持觀察和瞄準射擊時，其作用距離為2～3千米；用于艦艇上進行水面觀察時，作用距離可達10千米。　

夜視技術的新發展和新動向

為了提高部隊的夜戰能力，夜視技術多年來一直是發達國家重點發展的技術領域。美國在這個領域一直占據領先地位。

近年來，美國又在微光夜視和紅外夜視方面取得了新進展，研制出第四代微光夜視眼鏡，開始裝備橫向技術集成型第二代前視紅外傳感器，并正在開發突出量小的增強型微光夜視眼鏡、大視場的全景夜視眼鏡和第三代紅外技術。

第四代微光夜視眼鏡

眾所周知，微光夜視技術已經發展了三代。60年代開創的第一代微光夜視技術以采用級聯像增強器為特征；70年代的第二代像增強器則采用了微通道板；80年代中期開始生產的第三代像增強器官的特征是采用砷化鎵光電陰極和鍍離子阻擋膜的微通道板。砷化鎵光電陰極提高了微光管的響應能力，并將工作波長延伸到近紅外。離子阻擋膜則可以防止離子反饋和保護靈敏的光電陰極。但是，離子阻擋膜還會降低管子的分辨率和信噪比，影響像增強器在微光下有效的工作。因此，找出既不用阻擋膜又能保護光電陰極的方法，一直是夜視技術領域的研究目標。

1998年初，美國利頓光電系統公司和ITT夜視公司在陸軍的資助下，先后取得技術突破，成功地制造出采用不鍍膜微通道板、工作壽命可與標準第三代管相當（10000小時）的像增強器管。利頓公司的技術措施是，采用能大幅度減少離子反饋的新型高性能玻璃制作的微通道板，以及采用能減少離子反饋的光電陰極的自動門控電源。與使用連續直流電源不同，加在光電陰極上的自動通斷的電壓是脈沖式的，即電源感知進入像增強器管的光量，自動高速接通和切斷。通斷的頻率在光照強時較高，光照弱時較低，以在光照極強時減少進入微通道板的電子流，避免其飽和。于是，觀察者始終看到均勻一致的圖像。

自動門控允許像增強器管在照明區域和白天仍產生對比度良好的高分辨率影像，而不產生模糊的影像。這個特點對陸軍直升機駕駛員來說是特別重要的。因為駕駛員在城鎮、村莊上空飛行和著陸時，會遇到各種光照情況。在未來的城區作戰中自動門控也是至關重要的，使陸軍士兵或陸戰隊員能快速在黑暗和明亮區域間運動，而不必摘除夜視眼鏡。自動門控還有助于減少夜間車燈等明亮光源產生的暈圈或影像模糊效應。

美國陸軍認為，采用不鍍膜微通道板和自動門控電源的像增強器，其性能產生了質的飛躍，被稱為第四代。

第四代管不僅增加了夜間的觀察距離，而且擴大了徒步士兵和駕駛員使用像增強器的范圍。

試驗表明，采用二代管、二代半管、三代管和四代管的微光夜視眼鏡，在1/4月條件下的作用距離分別為145米、225米、355米和390米；二代管在滿月到1/4月條件下工作，三代管則使士兵能在星光下觀察，四代管采用門控電源和低暈圈，不僅能在云遮星光的極暗條件下有效工作，而且能在包括黃昏和拂曉的各種光照條件下工作。

2000年末，利頓公司的第四代管已通過了美國陸軍合格鑒定試驗，并將這種管用于美國特種作戰司令部所屬部隊使用的M4A1卡賓槍上的新型夜視瞄具，不久還將向陸軍航空兵提供采用第四代管的新型夜視眼鏡，而且還將用第四代管取代現役夜視眼鏡上的第三代管。

ITT夜視公司在1998年與陸軍簽定了合同，提交第一批數量有限的第四代管；又在1999年8月贏得了海軍航空系統司令部的合同，定于2001年初開始交付2252具采用第四代管的飛行員夜視眼鏡，供海軍和海軍陸戰隊直升機駕駛員使用。

增強型夜視眼鏡

夜視眼鏡給夜間行動的步兵、直升機駕駛員等作戰人員提供了極大的便利，但佩帶時，特別對地面部隊來說，仍然顯得笨重。而且現有的夜視眼鏡從面部突出，重心離開面部一定距離，佩帶時就很不舒適，甚至會妨礙空降兵這類作戰人員的行動。因此，美國陸軍根據實戰的需要，希望夜視眼鏡的突出量盡可能地小，以不影響或限制士兵的行動。例如，步兵必須能佩帶著夜視眼鏡跳出車輛、快速跑動、撲向地面、旋轉身軀。陸軍把這種夜視眼鏡稱為增強型夜視眼鏡。

根據軍方的要求，美國ITT夜視公司和利頓光電公司提出了增強型夜視眼鏡的概念。為了減小尺寸，增強型夜視眼鏡使用的像增強器的直徑可能比現裝備夜視眼睛使用的18毫米像增強器小，多半是16毫米。由于采集光的光電陰極比較小，因而可能造成性能的少許下降，但最新的第四代像增強器管在目標探測距離和分辨率方面獲得明顯的突破，可以彌補這種性能下降。2001年初兩家公司開始制造演示型夜視眼鏡，以供陸軍步兵學校進行試驗。計劃要求增強型夜視眼鏡在2003~2004財年經過工程和制造發展階段，2004或2005財年進入初始生產。

據報道，美國以研制出型號為AN/PVS-21的小突出量雙目夜視眼鏡，并交付特種作戰部門。AN/PVS-21夜視眼鏡使用折疊光學系統，其兩個像增強器管垂直安置，每個管的前段物鏡位于面頰兩側。增強的場景仍直接映入佩帶者的眼睛中。AN/PVS-21還提供了獨特的通視能力。士兵或直升機駕駛員可以用直視光學系統觀看前方場景，并同時觀看增強的場景。微光視場和直視視場疊加在一起，如果遇到使增強的影像看不清的明亮燈光或日光，佩帶者可以直接觀察。直視光學系統的水平視場為1650，微光系統水平視場為400。此外，該夜視眼鏡還嵌入平視顯示器，可以將有關信息疊加在觀看的影像上。AN/PVS-21夜視眼鏡的突出量小，安裝在頭盔上時重心低，不僅減少了佩帶者的頸部負擔，而且將眼鏡碰撞或掛住其他物體的可能減到最小。

據稱，AN/PVS-21已成功地進行了空降作戰試驗，包括高空、低空、固定開傘索和自由落體空降，可以在整個跳傘過程中佩帶在眼前。

全景夜視眼鏡

目前，夜視眼鏡的水平視場為400，而人眼的水平視場可以達到1350，因此佩帶夜視眼鏡的人員盡管可以通過頭部的轉動來彌補夜視眼鏡有限的視場，但仍感到不十分方便。為此，美國陸軍和空軍決定一起研制視場為800~1000、且不降低影象分辨率的寬視場夜視眼鏡。空軍將其稱作全景夜視眼鏡，陸軍稱其為先進夜視眼鏡。

為了獲得寬視場，先進夜視眼鏡可能采用雙目目鏡，并使用4個16 毫米像增強器管，而不是以往的2 個18 毫米管。

據報道，美國空軍和陸軍已在UH-60“黑鷹‘直升機”上對寬視場夜視眼鏡進行了低空飛行、著陸等試驗。夜視公司為試驗提供了一種視場為100 的夜視眼鏡。該眼鏡安裝在頭盔上，每個眼鏡有兩個像增強器管，即采用了4個像增強器管。試驗結果表明全景夜視眼鏡是有前途的。尚需要解決的問題是：增加像增強器與減輕夜視眼鏡重量的矛盾、夜視眼鏡的調焦以及如何折衷解決增加視場與減少分辨率、景深的矛盾。

橫向技術集成型前視紅外傳感器

在“沙漠風暴”行動后，美國陸軍發現由于各部隊使用不同的前視紅外傳感器，使聯合部隊的成員在作戰中所觀察的戰場態勢不能互通。為了克服這個缺陷，陸軍部進行了專題研究。研究的結論是，陸軍應有統一的前視紅外管理單位，應發展一套通用的第二代硬件，并在陸軍的裝甲車隊橫向集成。于是，組建了橫向技術集成型二代前視紅外產品辦公室，以發展和集成新的通用型前視紅外系統。

90年代末，美國研制出通用型第二代前視紅外傳感器，即橫向技術集成型二代前視紅外傳感器。這種前視紅外系統的特點是：具有雙視場；掃描速率30赫茲和60赫茲；2倍和4倍電子變焦能力；能與數字化戰場兼容；作用距離是第一代通用組件的2倍，使乘員能在夜間或透過煙霧發現和識別6公里外的目標，使美國作戰人員具有空前的晝夜全天候作戰能力。

這種橫向技術集成型二代前視紅外傳感器被稱為B套件。為了將通用的B套件組合到不同的作戰平臺上，還研制了平臺專用的A套件。

B套件由杜瓦瓶、制冷器、掃描器、離焦光學系統以及處理熱像的電子裝置組成。其中杜瓦瓶和制冷器是兩個核心部件。杜瓦瓶的正式稱謂是標準先進杜瓦瓶組件Ⅱ（SADAⅡ），使用1瓦制冷能力的線性驅動分置式斯特林制冷器。制造這種杜瓦瓶需要各類技術，如新材料、微電子器件、高真空、先進結構和制冷技術。紅外探測器采用480×4元碲鎘汞混合焦平面陣列，位于抽真空的杜瓦瓶內。在1.27厘米（1/2英寸）的芯片上制造出這種480×4元高響應、低噪聲紅外探測器陣列，并與讀出電子部件混合，技術難度很大。為了獲得8—12微米波段的性能，這種組件的光敏探測器材料必須制冷到低溫。

標準先進杜瓦瓶組件Ⅱ采用了將制冷器換熱器與杜瓦瓶冷指組合的集成設計法，因此對制造精度的要求及其嚴格，但是允許制冷器能力低50%。此外，線性驅動技術使可靠性提高4—10倍，并在減少音頻噪聲、振動輸出、制冷時間方面有顯著的優點。

美國軍方認為，其他國家研制的所謂第二代前視紅外系統，確實優于一代產品，但仍不能與美國的橫向技術集成型二代前視紅外系統相比，它們的目標探測距離和分辨率與美國陸軍的橫向技術集成型二代前視紅外系統的指標還有差距。其中，法國SAGEM公司的二代前視紅外系統性能最為接近。

安裝這種前視紅外系統的第一批平臺是：2000年裝備的系統增強型M1A2 SEP坦克和M2A3步兵戰車；2001年開始裝備的遠距離先進偵察監視系統和計劃中的瞄準線制導反坦克武器系統；2004年開始裝備的“阿帕奇”直升機用的“箭頭”系統。

此外，美國陸軍還計劃在首批裝備旅戰斗部隊的過渡性裝甲車族上增添二代前視紅外系統，并用橫向技術集成型二代前視紅外系統改造少量的M1A1D坦克和“布雷德利”戰車。

M1A2 SEP型坦克用它改進車長獨立熱觀察儀和炮長主瞄準具；M2A3步兵戰車用它來改造目標捕獲子系統和車長獨立觀察瞄準具，使其與M1A2坦克具有相同的熱成像和戰場觀察能力。

遠距離先進偵察監視系統是安裝在“悍馬”越野車上或為初建旅戰斗隊采辦的過渡性裝甲偵察車頂部的一套傳感器，供陸軍步兵和裝甲營偵察排以及初建旅戰斗隊偵察營使用。除了二代前視紅外系統以外，這套傳感器還包括晝用電視攝象機、人眼安全激光測距機、全球定位系統干涉儀。該系統使偵察員探測目標的距離是現有系統的3倍，從而使其能在敵方傳感器和直射武器作用距離之外偵察。

瞄準線制導反坦克武器系統是安裝在“悍馬”車上的超高速導彈系統，正在按照先期概念技術演示計劃研制。該系統使用第二代前視紅外系統捕獲目標。

AH-64“阿帕奇”攻擊直升機載的“箭頭”系統，可能使用橫向技術集成型二代前視紅外系統的某些組件，以降低成本。然而，其使用的杜瓦瓶，不是標準先進杜瓦瓶組件Ⅱ，而是為“阿帕奇”和“科曼奇”直升機研制的更新型的標準先進杜瓦瓶組件Ⅰ。該組件使用更大的紅外探測器陣列，以獲得更遠的作用距離和更高的靈敏度。與使用第一代通用組件前視紅外系統的、70年代末生產的目標捕獲指示瞄準具/駕駛員夜視傳感器光電系統相比，其目標捕獲距離加倍，而且可靠性好，以致使支持費用減少一半以上。


第三代前視紅外技術

美國陸軍通信-電子司令部夜視和電子傳感器局正投資研究第三代前視紅外技術。陸軍可能部署三類第三代前視紅外系統。第一類安裝在優先級高的平臺上，如“未來戰斗系統”。這種高性能第三代前視紅外系統可能是制冷型傳感器，但工作溫度較高，允許制冷器較小。它使用大型凝視焦平面陣列，例如1000×1000元或2000×2000元，以使作用距離更遠，靈敏度更高。它還可能工作在兩個不同的紅外波段。

中波（3—5微米）和長波（8—12微米）是大氣中探測紅外輻射的最好波段。長波紅外傳感器通過戰場煙塵觀看時優于中波傳感器，因而主要被陸軍采用。中波傳感器可在遠距離提供較高的目標分辨率。第三代雙波段紅外傳感器將具有兩個波段的優點，通過使目標-背景的對比度最大，提供較高的識別隱藏在雜亂回波中的目標的幾率。

夜視和電子傳感器局的研究表明，第三代前視紅外系統的目標識別距離將比第二代增加50%。而且，雙波段紅外系統能得到同一目標場景的兩個不同的影像，并同時饋送給自動目標識別系統，故有助于目標的識別，可顯著提高探測偽裝目標的能力，甚至可識別車輛的類型，從而保持極低的虛警率。

陸軍研究人員發展的另外兩類第三代前視紅外系統是非制冷型的。陸軍官員認為，由于去掉了制冷器，減少了功率需求，可導致裝置的成本顯著降低，因此非制冷型前視紅外系統是革命性的。而且，去掉帶活動部分的前視紅外系統機械制冷器，將大大增加系統可靠性，減低壽命周期支持費用。

第一種非制冷型第三代前視紅外系統將是高性能單色傳感器，采用1000×1000元凝視焦平面陣列，可用于陸軍計劃的理想班組武器和無人駕駛地面車輛。第二種非制冷型第三代前視紅外系統，將是一種低成本微型前視紅外系統，采用小型凝視陣列，可能用于小型無人機或用作遙控監視傳感器以及士兵通用傳感器。

陸軍希望將非制冷微型前視紅外系統的成本、重量和功耗減少到使其足夠便宜、足夠輕便，以致可以向小型手電筒那樣裝備每一個徒步作戰的士兵。士兵將可以通過頭盔顯示器觀看影像；也可以象手持裝置那樣使用，繞過墻角瞄準而不暴露士兵自己；也可以夾在步槍或頭盔上作為晝夜瞄準具。

摘自《全民國防教育網 》