Nejnovější vývoj v oblasti zlepšování výkonu, zmenšování velikosti a spotřeby energie termokamer nabízí bezprecedentní příležitosti nejen pro bojové jednotky, ale také pro vymáhání práva a komerční struktury, což dokonale dokládají snímky pořízené vyrobeným zařízením společností FLIR Systems.
Aby byly splněny přísné bojové požadavky týkající se detekce, rozpoznávání a identifikace cílů za jakéhokoli světla a za jakéhokoli počasí, schopnosti infračervených zařízení středních a dlouhých vln se neustále zvyšují zlepšováním jejich vlastností a snižováním jejich hmotnosti, velikosti a parametry spotřeby energie.
Citlivost, rozlišení a poměr signálu k šumu jsou klíčové parametry vysoce účinných chlazených a menších nechlazených systémů. Očekává se, že vývoj v oblasti krátkovlnného infračerveného (SWIR) zobrazování elektromagnetického rozsahu (0,9 až 1,7 mikronů) bude vyžadován v celé řadě vojenských zobrazovacích a snímacích aplikací. Shromažďování a syntéza snímků z detekčního zařízení se stala dominantní potřebou v bojových operacích, což vedlo k zařízením se dvěma senzory pro demontované operace. Dobrým příkladem jsou v tomto případě brýle pro noční vidění ITT Exelis i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles), které kombinují zesilovač obrazu s nechlazenou termokamerou, stejně jako četné optoelektronické / infračervené systémy pro pozemní a vzduchové aplikace. V případě malých dronů tento vývoj také umožnil přejít od konfigurací palubních zařízení s jedním senzorem k duálním senzorům, zatímco vývoj elektroniky pro generalizaci dat na palubních senzorech umožnil zvýšit situační povědomí vojáka zkrácením doby potřebné k identifikaci cílů.
Třetí a nejnovější generace infračervených systémů poskytuje vylepšené funkce, jako je vysoký počet pixelů, vysoké snímkové frekvence, lepší tepelné rozlišení a vícebarevné funkce a vestavěné zpracování signálu pro matice převaděčů barevných a nebarevných video signálů. V systémech třetí generace jsou v současné době vyvíjeny tři technologie detektorů:
• telurid kadmia a rtuti (MCT-merkur-kadmium-telurid) také známý jako HgCdTe;
• infračervený fotodetektor na kvantových jamkách - kvantový infračervený fotodetektor (QWIP);
• superlattices (SLS) s namáhanými vrstvami typu II na bázi antimonidů.
V současné době je telurid kadmia a rtuti nejrozšířenějším polovodičovým materiálem pro infračervené fotodetektory a očekává se, že vzhledem k vlastnostem tohoto materiálu se jeho možnosti a oblast použití jen rozšíří.
Velmi kompaktní fotodetektor QWIP (matice 384 x 288, rozteč pixelů 25 µm, infračervený paprsek s dlouhými vlnami) od společnosti Sofradir je vhodný pro systémy montované na vozidla, jako je Thales 'Catherine-XP TI. Obrázek ukazuje ve stacionární verzi
Protože je technologie fotodetektoru QWIP v rané fázi vývoje, relativně nová superlattická struktura typu II založená na InAS / Galnsb (Indium Antimonide / Gallium Indium Antimonide) se může stát alternativou k MCT technologii ve spektru dlouhých vlnových délek. Mikrobolometrické pole VOx (Vanadium Oxide) je v současné době nejběžnější technologií v nechlazených detektorech. Vyrábí se jich více než všech ostatních infračervených polí dohromady a očekává se, že se tento trend v blízké budoucnosti zintenzivní. Mezitím pokračuje vývoj termovizních kamer, například DRS pracuje na miniaturizaci dlouhovlnných (LWIR) kamer v rámci programu Aware (Advanced Wide-field-of-view Architecture for Image Reconstruction and Exploitation-a modern architecture with široké zorné pole pro obnovu a použití obrazu), vydané agenturou Advanced Research Projects Agency amerického ministerstva obrany (Darpa). Tento program byl spuštěn s cílem zvýšit zorné pole, rozlišení a možnosti den / noc termokamer se sníženou hmotností, velikostí a charakteristikami spotřeby energie a nákladů. Vývoj a další vývoj termovizí působících v krátkovlnné infračervené oblasti spektra přispívá k další podpoře bojových operací. Termokamery tohoto typu nabízejí několik výhod, včetně: provozu pod hvězdným světlem (mohou přijímat dostatečné množství světla z jemných přírodních jevů známých jako atmosférická noční záře), zobrazování v blízkosti viditelného spektra, detekce skrytých cílů ve tmě, maskovací propustnost a konečně možnost zobrazit majáky a lasery používané v brýlích pro noční vidění.
Američtí dodavatelé
Flir Systems
Společnost Flir Systems vyrábí různé moduly a matice videokamer pro integraci do větších systémů. Flirovo portfolio senzorů s dlouhou vlnovou délkou se v poslední době rozšířilo o nechlazené senzory Quark a Tau 2. Nechlazený mikrobolometr Quark z oxidu vanadičitého je k dispozici s rozlišením pole video měničů 640x512 nebo 336x256 s roztečí 17 mikronů. Údajně je nejmenší na světě a v důsledku toho „bezkonkurenční“možností pro malé drony. Měří 17 x 22 x 22 mm, váží mezi 18,3 a 28,8 gramů (v závislosti na čočkách) a má spotřebu energie menší než jeden watt. Velmi kompaktní rozměry umožnily dánské společnosti Sky-Watch nahradit jeden senzor dvěma ve svém dronu Huginn Xl o hmotnosti 1,5 kg. Nyní je schopen používat termální Quark 640 i konvenční kameru. Aerovironment pokračuje v modernizaci stovek svých UAV Raven Mantis se sídlem v Quarku. Nová firma Trillium uvedla na trh univerzální kloub na bázi Quarku 6, 35 cm a hmotnosti 227 gramů.
Nechlazený mikrobolometr Quark společnosti Flir Systems je považován za nejmenší na světě. Je k dispozici v maticovém rozlišení video převaděče 640 x 512 nebo 336 x 256 a rozteči 17 mikronů
Nová generace nechlazených termokamer Tau 2 přichází s vylepšenou elektronikou ve třech formátech (Tau 640x512, 336x256 a 324x256) s roztečí dvou pixelů (17 mikronů pro 640/336 a 25 mikronů pro 324) pro různé aplikace, včetně vzdálených ovládané stroje, například kanadský heliport Draganfly X6, Desert Hawk III UAV od Lockheed Martin a Puma z Aerovironmentu. Pole Tau bylo použito ve stovkách bezobslužných pozemních senzorů situační povědomí vyráběných společnostmi NGC Xetron, L-3 Nova Engineering a Digital Force Technologies.
Prezentace taktické termální kamery pro noční vidění FLIR řady H s mými titulky
Flir představuje Photon HRC s jedním z nejmenších snímačů 640x512 mezi středovlnnými chlazenými kamerami. Antimonidová matrice india s roztečí 15 mikronů váží méně než 454 gramů a používá se v celé řadě aplikací. Ve stejném sortimentu nabízí Flir několik dalších svých produktů. Jedná se o nejmenší a nejlehčí kameru Neutrino s antimonidem india 640x512, 15 mikronů a rodinou velmi kompaktních detektorů MCT 640x512 založených na senzorech µCore-275Z a Min-Core HRC s kontinuálním optickým zoomem, což eliminuje potřebu použití více objektivů, pokročilé zpracování obrazu a optika s více zornými poli. Uvádí se, že základní model µCore-275Z má rozsah detekce, rozpoznávání a identifikace lidí a strojů, respektive 9, 2, 2, 9, 1, 2 a 15, 5, 6 a 3, 3 km. Nakonec Flir nabízí kameru Tau se senzorem arzenidu gallium 25 mikronů 640x512 nebo 320x240 25 mikronů. Obě možnosti váží pouhých 130 gramů s objektivem M24, takže jsou ideální pro malá auta a sledovací zařízení napájená bateriemi.
Nová generace nechlazených termokamer LWIR rodiny Tau 2 Flir Systems nabízí vylepšenou elektroniku a je k dispozici pro celou řadu aplikací, včetně malých dronů, jako jsou kanadské Draganfly X6 a Desert Hawk III od Lockheed Martin (na obrázku)
RAYTHEON
Raytheon, rovněž globální lídr v nechlazených a chlazených termokamerách, nabízí nejširší škálu produktů pro vesmírné, námořní, vzduchové, pozemní a demontované aplikace. Raytheon nabízí rozšířený sortiment anténních multisenzorových souprav integrací termovizních kamer chlazených středními a dlouhými vlnami do ovládaných a dálkově ovládaných platforem.
Na druhou stranu je jeho nechlazená detektorová technologie primárně určena pro pozemní aplikace; Robustní a extrémně lehký dalekohled PhantomIRxr a termovizní dalekohledy zachycují cíle ve dne i v noci, v kouři a mlze. Pásová a kolová vozidla vybavená zesilovačem vidění řidiče DVE společnosti Raytheon neztrácejí manévrovatelnost ve dne ani v noci, včetně plné mobility v mlze a mlze. Raytheon nabízí nechlazený senzor Vox s dlouhou vlnovou délkou v rozměrech 320 x 240 a 640 x 480 v rozteči 25 mikronů, zatímco nabízí nechlazený snímač v roztečích 640 x 512, 1280 x 1024 a 1920x512 s roztečí 20 mikronů.
L3
Na veletrhu bezpilotních systémů AUVSI představila společnost L3 Cincinnati Electronics svůj nový střední vlnový systém Night Warrior µCam 640, o kterém společnost tvrdí, že je jednou z nejmenších chlazených termokamer. Tato termokamera je založena na matici 640 x 512 s roztečí 15 mikronů a technologiemi HOT (vysoká provozní teplota). Pracuje při vyšších teplotách než antimonidové produkty india a produkuje zobrazování nejvyšší kvality srovnatelné s nechlazenými termovizními systémy. Váží méně než 500 gramů a spotřebuje 6 wattů, NightWarrior 640 je dimenzován na baterii C (označovanou také R14, 343, Baby), což umožňuje její přidání do systémů, které dříve mohly používat pouze nechlazená zařízení. Inženýři L-3 CE navrhli NightWarrior 640 pro snadnou integraci do různých aplikací, od ručních zařízení po dálkově ovládané zbraňové stanice. L3 CE zvažuje řadu optických možností, včetně 250mm objektivů střední třídy.
miláček
Ve stejné show společnost BAE Systems ukázala to, čemu říká nejmenší (vážící pouze 144 gramů) multispektrální kameru určenou pro instalaci na malé drony. Společnost také zavedla systém s vlastním zpracováním senzorických dat a jejich integrací s cílem zlepšit situační povědomí vojáka zkrácením času na identifikaci cílů. Díky novému systému digitálně tavených senzorů (DFSS) inovativní senzor kombinuje obraz z vysoce citlivé kamery pro noční vidění a obraz z nechlazené dlouhovlnné termokamery (dodávané společností BAE Systems pro rozsahy zbraňových systémů) na jednom displej, který umožňuje vojákům v co nejkratším čase intuitivně posoudit scénu pomocí dálkově ovládaného zařízení. S tímto typem fúzní technologie nemusí vojáci podle BAE Systems přepínat tam a zpět mezi denní a infračervenou kamerou. Na dronu se čtyřmi rotory Air Robot AR-100B byla ukázána sada multispektrálních senzorů. Systém se přizpůsobuje vnějším podmínkám každého úkolu, takže obsluha nemusí před spuštěním volit mezi denním nebo infračerveným senzorem. Společnost BAE Systems zkoumá možnost použití plnobarevné kamery pro noční vidění kromě laserového ukazovátka a nechlazené termokamery. Tento systém testuje Velitelství speciálních operací USA. Uvažuje se také o možnosti získání digitálních obrazových dat v dosahu až 3500 metrů.
Inovativní senzor kombinuje obraz z vysoce citlivé kamery pro noční vidění a obraz z nechlazené dlouhovlnné termokamery (dodávané společností BAE Systems pro rozsahy zbraní) do jednoho obrazu díky novému systému digitální fúze obrazu Digitally Fused Sensor System (DFSS)
Termokamery SWIR a LWIR od společnosti UTC Sensors Unlimited používají dceřiná společnost Cloud Cap Technology k vytvoření rodiny optoelektronických stanic Tase, včetně Tase 150 pro malé drony.
Společnost UTC
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited nabízí kompletní řadu zobrazovacích produktů SWIR (daleko [krátké vlny] infračervené). Loni v dubnu společnost Sensors Unlimited představila novou generaci kamery SWIR indium gallium arsenide SWIR se sníženou hmotností a velikostí a charakteristikami spotřeby energie a vysokou citlivostí díky 640x512 pixelové matici s roztečí pixelů 12,5 mikronů za použití patentovaných algoritmů pro vylepšení obrazu.
Tato kamera váží méně než 55 gramů a má spotřebu energie až 3 W a poskytuje snímky v reálném čase za různých světelných podmínek (od denního světla po slabé světlo), termovizi, která dokáže „vidět“skrz mlhu, mlhu a kouřovou clonu, protože laserové zaměřování … V dubnu 2012 společnost Sensors Unlimited představila novou nechlazenou kameru GA640C-15 A „Cubic Inch“s rozlišením 640 x 512 pixelů v krocích po 15 mikronech. Váží necelých 26 gramů bez objektivu a spotřebu energie pouhých 1,5 W je ideálním kandidátem pro integraci do řešení sesazených vojáků. Termokamery s krátkými a dlouhými vlnami využívá dceřiná společnost Cloud Cap Technology k vytvoření rodiny optoelektronických stanic Tase, včetně Tase 150 pro malé drony.
Nejmenší z rodiny mikro stanic nabízených technologií UTC Cloud Cap zahrnuje 900 gramů Tase 150, který obsahuje 640x480 full-frame imager se dvěma režimy (vylepšení obrazu a termokamera), miniaturní systém GPS / INS a související rozhraní
Společnost DRS
Společnost DRS Technologies je předním výrobcem nechlazených mikrobolometrických komor (Vox) a komor chlazeného teluridu kadmia a rtuti (MCT). Byla to první společnost, která nabízela nechlazené zobrazovače s roztečí 17 mikronů a nověji 12 mikronové termokamery MCT. Společnost DRS Technologies je hlavním dodavatelem americké armády a mnoha výrobců dronů. Ultrakompaktní zařízení Tamarisk 320 má nízkou hmotnost (30 gramů), nízkou spotřebu energie (750 miliwattů). Jeho jádrem je mikrobolometr VOx 320x240 s roztečí 17 mikronů a nechlazenou technologií NIR. Je nabízen buď jako samostatný fotoaparát, nebo jako konfigurovatelný modul s různými objektivy a snímkovými frekvencemi. V únoru 2013 společnost DRS Technologies představila variantu Tamarisk TI 640x480, která poskytuje vynikající kvalitu v malých rozměrech (46x40x31 mm bez optiky), nízké hmotnosti (<60 gramů) a nízké spotřebě energie (<1,5 W). Rodina zařízení Tamarisk je široce používána nejen ve vozidlech, UAV, ale také jako součást vybavení sesazených vojáků. Model 640 z této rodiny je nainstalován na dronu Falcon.
Evropa a zbytek světa
Společnost SOFRADIR
Sofradir je jedním ze světových lídrů v technologiích teluridu rtuti a kadmia. Díky akvizici antimonidového zařízení a technologie indium od společnosti Sagem, technologií QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) a matricí arsenidu india a galia od společnosti Thales na základě dohody podepsané v prosinci 2012 posílil Sofradir své vedoucí postavení na evropském i celosvětovém trhu jako dodavatel kompletního řada chlazených i nechlazených technologií a produktů. Za nechlazené položky odpovídá její dceřiná společnost Ulis.
Tato francouzská průmyslová skupina nabízí nový nechlazený detektor (42x30x9mm) založený na matici InGaAs (640x512, 15 mikronů, SWIR) s názvem Snake. Má vysokou citlivost a rozlišení a je vhodný pro širokou škálu aplikací, jako jsou ruční a přenosná zařízení pro noční vidění a palubní optoelektronické stanice.
Velmi kompaktní fotodetektor QWIP (384 x 288, 25 mikronů, LWIR) je vhodný pro systémy montované do vozidel, jako je Thales Catherine-XP TI, zatímco dlouhovlnná termokamera Scorpio je nejnovějším přírůstkem do široké řady (640 x 512, 15 mikronů). Tato řada poskytuje potřebné vlastnosti pro pozemské aplikace, jako je vysoká citlivost, vysoké rozlišení a rozšířený dosah.
Infračervené detektory Sofradir se používají v celé řadě již osvědčených aplikací, včetně rakety MBDA Storm Shadow / SCALP EG, zaměřovacích a navigačních kontejnerů Thales Damocles a Navflir, ručních termálních kamer Thales Sophie a Catherine namontovaných na vozidle a Sagem Iris a Sada II termokamery (pro obrněná vozidla USA).
Společnost pracuje na nových detektorech, které mají inovovat, zlepšit schopnosti a kompaktnost jejích produktů. Mezi nejnovější produkty patří e-APD (lavinová fotodioda), dvoupásmové video převaděče s velmi nízkým ekvivalentním teplotním rozdílem šumu (NETD) a další nové aplikace. Hlavním směrem vývoje v Sofradiru je další zmenšení velikosti minimálního obrazového prvku, což zvýší počet pixelů v jednom detektoru a zachová celkovou velikost systému. V tomto ohledu společnost již prokázala matici s roztečí 10 mikronů. Sofradir také zkoumá možnost zvýšení provozních teplot až na 150 K s cílem nabídnout menší, lehčí a spolehlivější chladicí matrice pro vytváření produktů s nižší hmotností, rozměry a spotřebou energie.
KASIDSKÝ
Společnost Cassidian Optronics nabízí chlazené i nechlazené termokamery jako součást rodiny Attica (Advanced Thermal imagers with Two-dimensional IR CMOS Array), která využívá nejmodernější technologie pro jádra střední a dlouhé vlnové délky. Mohou být namontovány na stativy a ve vozidlech, zatímco pro ruční zařízení je upřednostňována miniaturní nechlazená termovizní kamera LWIR. Společnost Cassidian Optronics nabízí produkty pro celou řadu aplikací, včetně sledovacích systémů pro anténní systémy Goshawk-II HD / HDT.
Společnost AIM
Infračervený modul Aim (Aim) je ve stejném vlastnictví společností Diehl BGT Defence a Rheinmetall a dodává jádra a moduly pro celý spektrální rozsah od 1 do 15 mikronů na základě infračervených detektorů MCT a typu II se super mřížkou (InAs / GaSb). Společnost Aim dnes nabízí termokamery HiPIR-640 (MWIR nebo LWIR, 3. generace, 640x512, rozteč 15 mikronů) na bázi teluridu kadmia a rtuti, s detektory typu MWIR pracujícími při teplotách nad 120 K. Portfolio společnosti Aim zahrnuje termokamery řady µCAM-640 (chlazené MWIR na bázi MCT a nechlazené LWIR) pro drony Luna a Aladin, jakož i termovizní zaměřovač HuntIR / RangIR pro německou armádu. Dvoubarevný kryogenický stroj MWIR / MWIR založený na super mřížce typu II poskytuje průlomová řešení pro systémy varování před raketovým útokem, zatímco dvoupásmový senzor 640x512 MWIR / LWIR z kryogenního stroje je vyvíjen pro kameru příští generace.
Senzory Sofradir se používají pro celou řadu osvědčených technologií, včetně rakety MBDA Storm Shadow / Scalp EG, zaměřovacích a navigačních kontejnerů Thales Damocles a Navflir, kamer Catherine a Iris a řady ručních systémů Thales Sophie (na obrázku)
Detektor Scorpio LW - nejnovější člen rodiny 15 mikronů 640x512
THERMOTEKNIX
Britská společnost Thermoteknix Systems nabízí rodinu video převodníků Miricle s technologií XTI bez oken. Zahrnuje ultrakompaktní nechlazený model 110KS bez pohyblivých částí (bez závěrky), zatímco belgická Xenics Infrared Solutions nabízí řadu kamer s vysokým rozlišením založených na takzvaném „Xenics Core“. Kamera Xenics SWIR XSW-640 a kamera LWIR XTM-640, postavená na společné platformě (SWIR a MWIR FGA), váží méně než 100 gramů a spotřebovává méně než 2 watty. Lze je snadno kombinovat, odpovídající obrazy získané za jakéhokoli počasí a za jakéhokoli světla, jsou superponovány a sloučeny do komplexního spektrálního obrazu se zvýšeným obsahem informací.
Optoelektronická stanice M-STAMP z rodiny Controp Stamp váží pouhých 1,2 kg. Obsahuje kameru pro denní zoom a nechlazenou termovizní kameru. Funguje to dobře pro lehké drony, jako jsou Elbit Systems Skylark-I a Aeronautics Orbiter (na obrázku)
Společnost ASELSAN
Aby byly splněny národní i mezinárodní potřeby, vyvinula společnost Aselsan rodinu biaxiálních stabilizovaných dronů pro velké a malé drony, které obsahují laserové ukazovátko a jeden senzor, buď denní barevnou kameru, nebo nechlazenou noční infračervenou kameru. Verze s infračervenou kamerou byla představena na IDEF 2013 na minidronech ARI-1T a rotorových letadlech.
Armáda a pozdější exportní potřeby donutily izraelský průmysl rozvíjet své národní schopnosti v tomto odvětví. Opgal Optronic Industries, který je ve stejném vlastnictví společností Rafael a Elbit Systems, nabízí širokou škálu ultrakompaktních termovizních senzorů s nízkým výkonem, které slouží jako základ pro termovizní systémy vyráběné v Izraeli i v zahraničí. Tepelné zobrazovací snímače Opgal s podporou fotodetektorů na bázi VOx a ASi jsou ideální pro demontované, pozemní a vzduchové aplikace. Za zmínku stojí také Semiconductor Devices (SCD), společný podnik Elbit Systems a Rafael. Navrhuje a vyrábí celou řadu infračervených detektorů InSb, MCT a VOx a je největším světovým dodavatelem 2D antimonidových polí india.
Společnost Controp nedávno předvedla své 3 kg T-razítko, které obsahuje denní kameru, noční kameru a laserové ukazovátko. Operační termovizní kamera je k dispozici ve verzích chlazených nebo nechlazených, ale obě používají jedinečnou technologii kontinuálního optického zoomu
Společnost CONTROP
Specialista Controp, který vlastní Rafael a výrobce UAV Aeronautics, je světovým lídrem v oblasti avioniky pro lehké drony, přestože vyrábí i výrobky pro pozemní, letecké a pobřežní platformy. Nejmenší člen rodiny Stamp M-Stamp váží s denní kamerou a nechlazenou termovizní kamerou pouhých 1,2 kg a je vhodný pro instalaci na drony, jako jsou Skybitk-I společnosti Elbit a Orbiter Aeronautics a různé systémy Bluebird Aero.
Představujeme dron Skylark-I-LE od společnosti Elbit
V červnu 2013 představila společnost Controp třísenzorovou, plně stabilizovanou optoelektronickou stanici s T-razítkem o hmotnosti menší než 3 kg, která obsahuje denní a noční kameru a laserové ukazovátko. Termovizní kameru lze chladit i nechlazovat a navíc, jako většina termálních kamer Controp, mají tyto možnosti jedinečný objektiv s kontinuálním optickým zoomem. Společnost také dodává řadu fotoaparátů FOX se zoomovými objektivy x22, x36, x55, které zahrnují senzory 3. generace ve středních vlnových délkách 320x258 nebo 640x512, jakož i nechlazené detektory s dlouhou vlnovou délkou s patentovanými objektivy s kontinuálním optickým zoomem.
