夜視鏡

　　功能特點(diǎn)

　　夜視技術(shù)是借助于光電成象器件實(shí)現(xiàn)夜間觀察的一種光電技術(shù)。夜視技術(shù)包括微光夜視和紅外夜視兩方面。微光夜視技術(shù)又稱像增強(qiáng)技術(shù)，是通過(guò)帶像增強(qiáng)管的夜視鏡，對(duì)夜天光照亮的微弱目標(biāo)像進(jìn)行增強(qiáng)，以供觀察的光電成像技術(shù)。微光夜視儀，是目前國(guó)外生產(chǎn)量和裝備

　　量最大和用途最廣的夜視器材，可分為直接觀察（如夜視觀察儀、武器瞄準(zhǔn)具、夜間駕駛儀、夜視眼鏡）和間接觀察（如微光電視）兩種。紅外夜視技術(shù)分為主動(dòng)紅外夜視技術(shù)和被動(dòng)紅外夜視技術(shù)。主動(dòng)紅外夜視技術(shù)是通過(guò)主動(dòng)照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來(lái)實(shí)施觀察的夜視技術(shù)，對(duì)應(yīng)裝備為主動(dòng)紅外夜視儀。被動(dòng)紅外夜視技術(shù)是借助于目標(biāo)自身發(fā)射的紅外輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)觀察的紅外技術(shù)，它根據(jù)目標(biāo)與背景或目標(biāo)各部分之間的溫差或熱輻射差來(lái)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。其裝備為熱像儀。熱成像儀具有不同于其他夜視儀的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如可在霧、雨、雪的天氣下工作，作用距離遠(yuǎn)，能識(shí)別偽裝和抗干擾等，已成國(guó)外夜視裝備的發(fā)展重點(diǎn)，并將在一定程度上取代微光夜視儀。

　　分類(lèi)

　　夜視鏡有三種，一種是微光夜視鏡，一種是紅外夜視鏡，還有汽車(chē)駕駛夜視鏡。

　　微光夜視鏡是把微弱的光放大了，使之在視線中呈現(xiàn)清晰的畫(huà)面，所以，在完全沒(méi)有光的情況下，微光夜視鏡是看不到東西的。

　　紅外夜視鏡又分兩種，一種是主動(dòng)式的，一種是被動(dòng)式的，主動(dòng)式的就是夜視鏡發(fā)出一束紅外線，照到物體上再反射回來(lái)，相當(dāng)于手電筒；被動(dòng)式的則是把物體自身發(fā)出的紅外線放大轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光。因此，如果沒(méi)有紅外源的話（大多數(shù)能產(chǎn)生熱量的東西都能成為紅外源，如生物、車(chē)輛、火焰等），被動(dòng)紅外夜視鏡也是看不到東西的。

　　主動(dòng)紅外夜視鏡在任何情況下都能看到東西。不同的夜視鏡有不同的適用場(chǎng)合，微光夜視鏡適合野外有星光或月光的時(shí)候使用。

　　因?yàn)橐挂曠R只顯示單色，而它的顯示屏是綠色的（你可以注意到很多儀表的顯示屏都是綠色的），所以你看到的是綠色的。

　　夜視

　　目前，微光夜視儀在國(guó)外正廣泛裝備部隊(duì)。它分為像增強(qiáng)微光夜視技術(shù)（直接觀察）和微光電視（間接觀察）兩種。

　　像增強(qiáng)

　　像增強(qiáng)微光夜視技術(shù)是通過(guò)帶增強(qiáng)管的夜視鏡，對(duì)夜天光照亮的微弱目標(biāo)像進(jìn)行增強(qiáng)，以供觀察的光電成像技術(shù)。其工作原理為：首先將進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，然後用微通道版（MCP）增強(qiáng)電子信號(hào)，最后進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換。

　　在20世紀(jì)50-60年代，由于多堿光電陰極、光纖面板、微通道板（MCP）和負(fù)電子親和力（NEA）光電陰極的誕生，該技術(shù)迅速發(fā)展起來(lái)。由于它克服了主動(dòng)紅外夜視的致命弱點(diǎn)，所以，它一出現(xiàn)，便成為夜視領(lǐng)域的發(fā)展重點(diǎn)。它逐漸代替了較早應(yīng)用的主動(dòng)紅外夜視技術(shù)，占據(jù)著統(tǒng)治地位。迄今為止，已發(fā)展到第三代。第一代產(chǎn)品于60年代初期開(kāi)始發(fā)展，它采用光電陰極、光纖面板耦合的級(jí)聯(lián)式像增強(qiáng)管，1966年美軍在侵越戰(zhàn)場(chǎng)使用，于70年進(jìn)行批量生產(chǎn)，裝備部隊(duì)。第二代產(chǎn)品于七十年代初期開(kāi)始發(fā)展，采用多堿光電陰極和微通道板（MCP）的像增強(qiáng)管，目前，美、英、法、德、荷蘭、以色列等釵h技術(shù)先進(jìn)國(guó)家都能生產(chǎn)第二代產(chǎn)品，自80年代以后，這些國(guó)家基本上用第二代取代了第一代產(chǎn)品。第三代產(chǎn)品于70年代初期開(kāi)始研究，自80年代末美軍開(kāi)始裝備，美國(guó)研制的第三代產(chǎn)品目前只限于向北約、韓國(guó)、日本、以色列和澳大利亞出售。

　　目前美軍已裝備和即將裝備的主要微光夜視裝備如下：

　　航空應(yīng)用

　　AN/AVS-6型飛行員夜視鏡，研制公司為Bell Hawell，視場(chǎng)40o，美陸軍先后通過(guò)“奧米尼巴斯”采辦計(jì)劃（OminibusⅠ，OmnibusⅡ,OmnibusⅢ,Omnibus Ⅳ），進(jìn)行過(guò)四次采辦，每次采辦，性能都有所改進(jìn)。目前正大量裝備陸軍航空部隊(duì)，用于固定翼飛機(jī)或直升機(jī)。其中，OmniBus Ⅳ計(jì)劃由ITT承包，負(fù)責(zé)提供改進(jìn)的AN/AVS-6，改后的AN/AVS-6的核心部分為ITT研制的MX-10160像增強(qiáng)管，這種第三代像增強(qiáng)管使用最新砷化鎵技術(shù)，工作于近紅外區(qū)，代替了早期（Omnibus Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）系統(tǒng)的像增強(qiáng)管，使分辯率提高78%，光靈敏度提高80%，信噪比提高30%，探測(cè)距離也大大提高，在星光和更暗的夜光下也能看清物體。

　　ITT也研制和生產(chǎn)AN/AVS-9型（前身為F4949）夜視鏡，安裝在固定翼飛機(jī)飛行員的頭盔上。

　　美國(guó)和以色列聯(lián)合提供的AN/AVS-7型夜視飛行圖像系統(tǒng)/平視顯示器（ANVIS/HUD），是對(duì)AN/AVS-6型的改進(jìn)。該系統(tǒng)安裝在飛行員護(hù)目鏡上部?jī)蓚?cè)，以獲取關(guān)鍵飛行資訊，并傳輸至護(hù)目鏡，和護(hù)目鏡的圖像疊加后，飛行員可看到綜合夜景和關(guān)鍵飛行資料符號(hào)體系。配備該裝置后，飛行員低頭看儀表的時(shí)間大大減少，而平視擋風(fēng)玻璃的時(shí)間大大增加。美陸軍原計(jì)劃部署1904部這種系統(tǒng)，到目前為止，已得到大約1800部，目前，正在進(jìn)一步改進(jìn)這種系統(tǒng)，以和UH-60A/L和CH-47D平臺(tái)所使用的改進(jìn)型全球定位系統(tǒng)（GPS）相相容。計(jì)劃今年9月份，將有1200部這種系統(tǒng)進(jìn)一步升級(jí)為\"高級(jí)平視顯示器\"，以取得現(xiàn)場(chǎng)可編程能力、錄影能力和更快的反應(yīng)速度。該系統(tǒng)也用于美海軍陸戰(zhàn)隊(duì)。

　　地面部隊(duì)

　　美陸軍地面部隊(duì)用的新一代在役夜視裝置主要為單筒眼鏡，如由ITT公司提供的AN/PVS-7D和當(dāng)前最先進(jìn)的AN/PVS-14。AN/PVS-14結(jié)合了第三代\"超級(jí)\" MX-10160型無(wú)源像增強(qiáng)管和航空用夜視鏡AN/AVS-6的優(yōu)點(diǎn)，有助于增強(qiáng)觀察、指揮和控制能力，它比AN/PVS-7D分辯率更高（1.3圈/微弧度，而AN/PVS-7D為1.15）、重量更輕（0.4公斤，而AN/PVS-7D為0.68公斤），步兵作戰(zhàn)小組指揮員使用起來(lái)更加靈活可戴到頭上, 觀察距離也大大增加。1996年，ITT和Litton兩公司跟美國(guó)陸軍通信-電子司令部研究、發(fā)展和工程中心所屬的夜視和電子感測(cè)器委員會(huì)（NVESD）簽訂了Omnibus(OMNI) Ⅴ共同生產(chǎn)合同，來(lái)生產(chǎn)AN/PVS-14裝置。迄今為止，AN/PVS-14裝置已部署了大約3000部。預(yù)期到2000年時(shí)，ITT公司將向美陸軍交付3萬(wàn)部這種裝置。Omnibus Ⅴ還繼續(xù)為地面戰(zhàn)斗應(yīng)用生產(chǎn)先進(jìn)的 AN/PVS-7D單管夜視護(hù)目鏡和Litton公司建議的先進(jìn)的I2改進(jìn)型AN/AVS-6飛行員護(hù)目鏡，這些工作希望在2001年3月31日前完成。據(jù)Litton公司的首席執(zhí)行官稱，該專(zhuān)案通過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)延長(zhǎng)了數(shù)千個(gè)野外系統(tǒng)的壽命，同時(shí)大大地提高了夜視系統(tǒng)的性能。

　　第三代像增強(qiáng)管也是AN/PVS-10狙擊手夜晚瞄準(zhǔn)具和改進(jìn)型晝/夜火控和觀察裝置的必要組成部分。該增強(qiáng)管的采辦由陸軍特種作戰(zhàn)司令部負(fù)責(zé)，以向特種部隊(duì)提供即時(shí)可見(jiàn)的像增強(qiáng)（I2）圖像，既可用于中型和重型阻擊步槍瞄準(zhǔn)，也可用于戰(zhàn)略偵察。

　　第三代像增強(qiáng)（I2）管也用于改進(jìn)釵h現(xiàn)役系統(tǒng)。例如，用于將70年代服役的AN/PVS-4型武器瞄準(zhǔn)具改進(jìn)為當(dāng)前的AN/PVS-4A型，到目前為止，已改進(jìn)了1000多個(gè)，計(jì)劃最終要改進(jìn)5000多個(gè)。

　　覆行全球作戰(zhàn)任務(wù)的一些美軍作戰(zhàn)部隊(duì)不久也將把\"目標(biāo)定位和觀察系統(tǒng)（TLOS）\" 裝配于其M-16系列步槍上。這種系統(tǒng)裝有一個(gè)第三代門(mén)控像增強(qiáng)管、兩個(gè)視域物鏡和一個(gè)鐳射發(fā)光器。該系統(tǒng)使用近紅外低能鐳射來(lái)直接獲取目標(biāo)光電資訊。該裝置不具有鐳射對(duì)抗能力，但可獲取無(wú)源式目標(biāo)資訊、提供夜晚隱蔽發(fā)光和直接射擊瞄準(zhǔn)。

　　英國(guó)精密儀器公司向德國(guó)聯(lián)邦國(guó)防軍提供的新型G22狙擊步槍的夜晚瞄準(zhǔn)具使用二代半像增強(qiáng)管（型號(hào)為NSV80 Ⅱ），可在漆黑的夜晚清楚地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。該瞄準(zhǔn)具安排在標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡前面特制的韋弗（Weaver）式導(dǎo)軌上，射手可隨意確定眼睛和瞄具的距離，隨意調(diào)整分劃，不改變瞄準(zhǔn)點(diǎn)位置，在數(shù)秒鐘后又可實(shí)施射擊。

　　難點(diǎn)和途徑

　　目前，國(guó)外像增強(qiáng)夜視儀存在兩方面的技術(shù)局限：（1）當(dāng)明亮的光照在這種夜視儀上會(huì)造成遠(yuǎn)處或附近的微光圖像丟失；（2）像增強(qiáng)管使用平面式成像面( 即位于焦平面上的為平面式微通道板)，這樣會(huì)造成光畸變，使目前為部隊(duì)所使用的夜視儀的視域最多為400×400，且人眼難以適應(yīng)。

　　美國(guó)洛斯·阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室正采用如下途徑來(lái)解決上述問(wèn)題：（1）將微通道板（MCP）分割成不同的電子區(qū)域（MCP的5%），對(duì)每個(gè)電子區(qū)域使用各自的自動(dòng)增益控制（AGC）電路。亮光只通過(guò)部分電子區(qū)域及其AGC，這樣，夜視儀在受到明亮的光照射的情況下仍能看清亮光后面模糊背景中的物體。微通道分割可用鐳射碾磨或\"選擇區(qū)域\"沉積（如平版印刷術(shù)）等工藝完成；（2）使用弧形微通道板來(lái)代替平面式微通道板，這種弧形微通道板目前用于ALEXIS太空船的X射線望遠(yuǎn)鏡上，這樣開(kāi)發(fā)出來(lái)的夜視儀為每只眼提供的視域?qū)⒅辽贋?00×600，當(dāng)級(jí)聯(lián)使用時(shí)，可提供900（水平）×600（垂直）的視域，為目前水平的3倍多，同時(shí)，人眼更容易適應(yīng)，長(zhǎng)期使用時(shí)，大大減少眼睛和頸部疲勞。

　　微光電視

　　微光電視是像增強(qiáng)管和電視攝像管相結(jié)合的微光夜視系統(tǒng)。它誕生于四十年代，七十年才迅速發(fā)展起來(lái)。它具有成像面積大、直觀性強(qiáng)、連續(xù)性、遠(yuǎn)距離多點(diǎn)多人觀察等優(yōu)點(diǎn)，目益廣泛地用于監(jiān)視、偵察、探測(cè)、制導(dǎo)、跟蹤等方面， 國(guó)外已裝備30余種。典型產(chǎn)品有法國(guó)的坦克用的 \"卡納斯特 \"微光電視系統(tǒng) 、美國(guó)的直機(jī)用UVR-700 型晝夜兩用電視跟蹤系統(tǒng)、英國(guó)的海軍用 V0084型微光電視系統(tǒng) 、瑞士的2704型遠(yuǎn)距離 ( 觀察距離為10公里 ) 微光電視攝像機(jī)等 。

　　目前的微光夜視裝置僅能提供單色的圖像，而利用彩色圖像會(huì)有助于目標(biāo) 識(shí)別，使識(shí)別速度提高30 %，識(shí)別錯(cuò)誤減少60%， 因此彩色微光夜視技術(shù)已受到關(guān)注。

　　美國(guó)Delft感測(cè)器系統(tǒng)公司采用光譜回應(yīng)不同的兩只像增強(qiáng)器管觀察同一場(chǎng)景，利用它們間的差別，通過(guò)濾光和特殊的電子處理技術(shù)，來(lái)產(chǎn)生彩色圖像。

　　麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室則將微光圖像和紅外熱像相結(jié)合，產(chǎn)生彩色圖像。林肯實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的小型彩色夜視系統(tǒng)采用與三代像增強(qiáng)器耦合的電荷耦合器件（CCD）獲得微光圖像，又用非致冷熱成像陣列獲得紅外熱像，然后用二向色分光鏡進(jìn)行匹配和圖像處理器處理，在液晶顯示器上顯示出逼真的彩色圖像。

　　美國(guó)伍德監(jiān)視技術(shù)公司研制出全彩色夜視攝像機(jī)。該攝像機(jī)的每一個(gè)原色有一個(gè)增強(qiáng)型CCD晶片，并采用了視頻增強(qiáng)技術(shù)，從而獲得了類(lèi)似于廣播級(jí)攝像機(jī)的彩色圖像。

　　俄羅斯的喀山光學(xué)和機(jī)械廠正在研制的彩色夜視系統(tǒng)，可將接收的不 同的紅外頻率轉(zhuǎn)換彩色圖像，估計(jì)幾年后可推入市場(chǎng)。

　　紅外

　　紅外夜視技術(shù)先後經(jīng)歷了早期的主動(dòng)紅外夜視成像技術(shù)和現(xiàn)在的被動(dòng)紅外（熱成像）技術(shù)。紅外探測(cè)器最早是用單元探測(cè)器，后來(lái)為了提高靈敏度和分辯率而發(fā)展為多元線列探測(cè)器，現(xiàn)已向多元面陣紅外探測(cè)器發(fā)展。相應(yīng)的系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)探測(cè)到目標(biāo)熱成像的飛躍。

　　紅外像

　　這種技術(shù)是利用光電圖像轉(zhuǎn)換原理來(lái)實(shí)現(xiàn)夜間觀察的。這類(lèi)儀器包括紅外光源和含有變像管的夜視鏡兩大部分。紅外光源照射目標(biāo)，夜視鏡將不可見(jiàn)光紅外像轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)像。這類(lèi)技術(shù)于三十代末期開(kāi)始研究，二戰(zhàn)中得到發(fā)展與應(yīng)用。裝有主動(dòng)紅外夜視儀的步槍瞄準(zhǔn)鏡廣泛地用于太平洋戰(zhàn)場(chǎng)上。六十代前后，該技術(shù)趨于成熟，觀察距離可達(dá)3000米，后廣泛裝備部隊(duì)，但因其具有靈敏度低、熱發(fā)射大、耗電多、體大、量重、觀察距離有限以及易于暴露的致命弱點(diǎn)，因此，逐漸被以后發(fā)展的夜視技術(shù)所取代，現(xiàn)在只有少數(shù)國(guó)家有小數(shù)量的裝備。

　　被動(dòng)紅外

　　紅外熱像儀是一種最有發(fā)展前途的紅外探測(cè)器，代表著夜視器材的發(fā)展方向。它采用一種內(nèi)光電效應(yīng)半導(dǎo)體器件作探測(cè)器，將景物的輻射圖像轉(zhuǎn)換成電荷圖像，經(jīng)資訊處理后，由顯示器件轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)圖像。一些典型型號(hào)包括：

　　美國(guó)Raytheon系統(tǒng)公司為美陸軍研制的ANS/PAS-13 型\"熱力武器瞄準(zhǔn)器（TWS）\" 是乞今為止最為先進(jìn)的被動(dòng)紅外夜視設(shè)備 ，這是一種使用第二代前視紅外技術(shù)的熱成像瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)使用的技術(shù)包括：用于小型望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)距離目標(biāo)獲取的高靈敏度碲化鎘焦平面技術(shù)；以高級(jí)塑膠作外殼的輕質(zhì)、高傳輸率二元光學(xué)部件；小體積、低弁茠熄W大型積體電路（VLSI）電子部件；無(wú)聲操作、高可靠性、拇指大小的熱電致冷器；低弁荂B高亮度發(fā)光二極體（LED）顯示；適用于

　　夜戰(zhàn)時(shí)間

　　夜間和不良天氣占全年時(shí)間的比例相當(dāng)大，夜視裝備使夜間變得透明，大大延長(zhǎng)了有效作戰(zhàn)時(shí)間。紅外夜視器材分辯率高，具有探測(cè)掠海飛行目標(biāo)的優(yōu)勢(shì)。艦載跟蹤用紅外熱像儀既可用于為發(fā)射導(dǎo)彈提供目標(biāo)資料，還可用于探測(cè)敵方掠海飛行導(dǎo)彈。配備熱成像設(shè)備在內(nèi)的光電火控系統(tǒng)，便于識(shí)別目標(biāo)并縮短武器系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間。

　　軍事地位

　　西方發(fā)達(dá)國(guó)家隨著三軍大量裝備夜視裝備，已將主宰夜晚作戰(zhàn)作為制勝策略。

　　武器效能

　　夜視技術(shù)與武器裝備相結(jié)合將大大提高武器裝備在夜間和不良天氣下區(qū)獲取資訊、實(shí)施打擊、指揮部隊(duì)、機(jī)動(dòng)兵力和協(xié)同作戰(zhàn)的效能。

　　減少事故

　　通過(guò)在飛機(jī)上使用配備前視紅外攝像機(jī)的導(dǎo)航吊倉(cāng)和讓飛行員配戴裝有夜視鏡的護(hù)目鏡，可大大減少航空事故。

　　安全

　　夜晚駕駛安全一般解決方案

　　1普通太陽(yáng)鏡或變色鏡：只適合在白天戴，晚上開(kāi)車(chē)會(huì)嚴(yán)重影響視野（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求夜晚駕駛眼鏡透光率必須>75%）,一般的太陽(yáng)鏡透光率達(dá)不到要求。如果透射比<75%，人眼觀察路面時(shí)為了獲得正常的光通量，就必須調(diào)節(jié)睫狀肌使瞳孔放大，長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)節(jié)睫狀肌，會(huì)使眼睛容易疲勞。

　　2普通淺黃色夜晚駕駛鏡及漸變色全天候駕駛鏡：普通淺黃色夜視鏡只能擋20-30%強(qiáng)光阻擋不夠；全天候駕駛鏡雖可減弱強(qiáng)光，但視野變暗影響路況安全，同樣不符合夜晚駕駛眼鏡國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

　　3擋光板,減光條及夜視寶：安置在前車(chē)玻璃上的這種減光物件會(huì)擋住駕駛?cè)藛T前方的部分視野，形成視野的盲區(qū)，再者，這種遮擋物隨著車(chē)體在駕駛者眼前不斷的顛簸晃動(dòng)，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)使人產(chǎn)生頭痛頭暈和惡心的不良反應(yīng)，而且部分產(chǎn)品易碎不安全。

　　一副好的夜晚駕駛鏡應(yīng)做到“擋強(qiáng)光，看路明”，能阻擋對(duì)方汽車(chē)強(qiáng)光80%以上，同時(shí)主鏡片透光率必須>75%，觀察道路不受影響，夜間佩戴一副好的駕駛夜視鏡，開(kāi)車(chē)族不但可以看清行車(chē)路面，而且可以有效減弱對(duì)方汽車(chē)大燈射來(lái)的刺眼強(qiáng)光眩光及其它有害光線，在擋強(qiáng)光的同時(shí)可以正常看清路面，從而保證您的行車(chē)安全。