中国红外成像技术及应用现状

  红外影像(Infrared ImagIng)技术是目前对各军兵种都非常有用的新型高科技,具有
极强抗干扰能力,而且在作战中不会产生各种辐射,隐蔽性好且生存能力强。红外影像探测
器可探测0.1至0.05度的温差,长波红外影像可穿透烟雾,分辨率高,空间分辨能力更可
达0.1毫弧度。另外,红外影像不受低空工作时地面和海面的多路径效应影响,低空导引精
度很高,可直接攻击目标要害,具有多目标全景观察、追踪及目标识别能力,可整合微处埋
器实现对目标的热影像智慧型化导引;具有良好的抗目标隐形能力,现有的电磁隐形、点源
非影像红外隐形技术对红外影像导引均无效。
    中国的红外线技术起步于1985年,现与西方相比有10年左右差距,红外影像技术更有
15年左右的差距,70年代上海第11和211技术物理研究所首先对这方面进行研究。中国在
近红外和中红外技术的研究应用已有较高水准,其中单元及多元近红外和中红外光敏元件的
生产技术比较成熟,用于武器系统的目标点源探测、追踪和导引,已广泛在中国三军中推广
应用。
    1980年代初以来中国在长波红外元件的研制和生产技术有很大进展,目前自制长波单
元碲镉汞(HgCdTe)元件的生产工艺较成熟,元件黑体探测度D可达(2至5)/1010公分
H1/2/W响应度达104V/W,能稳定量产,成品率相当高,可用于医疗。用于导引的红外影像
设备需有足够空间和温度分辨率,对高速运动目标能实时成像,故需要研制高性能的多元线
列元件或凝视焦平面阵列器件,以简化成像扫瞄机构,适应武器系统恶劣工作条件及实时成
像的要求。
    中国科研部门在80年代后期终于突破了长波蹄镉汞材料关键技术及元件生产工艺难
关。1989年研制出高性能60元线列元件,平均黑体D达2×1010公分H1/2W以上,响应度
达10V4/W。1990年春运用该元件研制了与电视兼容的实时红外影像样机,灵敏度、空间和
温度分辨率都达到很高的水准,它为中国红外影像导引技术奠定了基础。另外,大陆自80
年代中期开始研究双色红外亚成像导引挂术,单项技术获得重大突破,己完成原理样机研制
进入实际试验阶段。
    在红外影像对目标的智慧型识别及追踪方面,中国己将自制全数字化红外线影像智慧型
识别追踪电子组合与红外热像仪整合,构成自动目标捕获与追踪系统。87年11月在各种气
象条件下进行试验,在复杂背景下完成了对不同型号战机捕获和稳定追踪的功能;1989年4
月又进行了夜间对飞机的自动截获和追踪,以及目标在低空飞行中被遮挡情况下记忆追踪的
试验。这项技术成果将陆续应用于自制的红外影像空对空近距缠斗飞弹和陆军野战防空探测
系统。
    进入90年代以来,中国在红外影像设备上使用的低噪音宽频带前置放大器、微型致冷
器等关键技术方面已有了很大的进步。1990年代以来,进展有加速的迹象,并走出实验室
运用于试验性的武器装备上,部份并已进入部队服役。陆军在这方面应用较多,目前已有多
种便携式野战热像仪投产,红箭8反坦克飞弹载具的瞄准镜也使用红外影像技术,作为国防
科工委重点之一的7551工程,其中的空中盾牌火控热像仪是防空射控系统中红外雷射雷达
系统的配套产品,属于北方公司的重点外贸军品,系由红外影像通用组件构成,对歼6之类
战机的迎头探测距离12至15公里,部份亦在中国陆军试用。205所、211所、214所为战
车、反坦克飞弹、攻击直升机和红旗七号(FM-80的光电追踪器)研制的通用组件红外热像
仪,亦完成试验即将投产。正研制中的新世代驱逐舰亦会使用这类装备。去年研制成功的火
网近防舰炮系统中,(采用两座俄罗斯AK-630M1型30毫米机炮),所配备的OFD-630光电
跟踪仪也可以做这种改进,另外红外成像型潜望镜也在研制中,预计到下世纪初,中国的新
型舰艇大都装有红外影像的光电火射系统。
    目前大陆的红外探测器碲镉汞(CMT)线列己达60元水准,SPRITE通用组件相当于英
国二类组件水准,采用8条等效96元CMTSPRITE探测器,视场为60度X40度,最小温差分
辨率小于摄氏0.1度64元和128元锑化铟(InSb)镶嵌凝视焦平面阵列红外探测器也初具
量产能力,这几种基本组件曾在珠海航展上露面。
    作为国防科工委第8个5年计划预研课题的蓝天(相当于美国(LANTIRN)低空导航吊
舱已由607所完成样机试验,它是飞机全天候超低空突防的关键设备,重量200公斤,由地
形跟踪雷达(TFR)、前视红外系统(FLIR)组成,前视红外探测距离10公里。蓝天吊舱除
不含导引武器分系统外,功能和技术与1980年代末期的美制LANTRN吊舱相当,将于2000
年前投产以改进海空军飞机远程低空攻击能力。此外,一批夜间低空导航和红外瞄准的组合
式吊舱亦正在发展中。
    机载的红外影像精确导引武器技术以613所、北京电子工程总体研究所等为主,目前己
取得很大突破。正在进行的研究项目包括下一代先进近距缠斗空对空飞弹的导引头试验,还
有类似美国AGM-154联合射距外武器(JSOW)或英国风暴之影(StormShad0w)先进远程距
外多功能飞弹等空射武器的终端红外影像导引预研工作,尚传闻中国正研制反舰飞弹用的红
外影像导引头,其可能性相当高。上述新技术的发展可望在2000年后一改中国在空射距外
攻击武器落后的被动局面。
    经过近40年的发展,大陆在红外线器材的研制已有庞大的规模和潜力,但在1980年代
中期以前进展有限、水准不高。特别在红外影像方面更大幅落后,至今仍在大量使用第一、
二代微光夜视器材,第一代红外影像装备直到1990年代初才开始配装,而且多数是陆军系
统。虽然某种程度优于俄罗斯,但与西方相比却落后了10年以上,目前欧美己开始装备第
二代红外影像武器,并进行第三代的预研工作,但中国现在才推广第一代红外影像设备,和
进行第二代的预研工作。与中国关系密切的俄罗斯在这个领域恐怕心有余而力不足,能够提
供协助的大概只有以色列和法国,但关键还是大陆需具备自行研制的能力。近10年来,中
国在红外影像技术有加速发展突飞猛进之势,与欧美的差距已逐渐缩短,某些研制中的武器
装备竟与西方同步,以今后应对其发展水准和潜力密切注意。