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首套进入现役的海军凝视红外搜索跟踪系统ARTEMIS


□ 安东

  如何对付非对称的军事威胁是各种环境下军用舰船面临的主要问题。为实现舰船自防护能力,泰勒斯公司设计了新一代舰载红外搜索跟踪(IRST)系统-ARTEMIS。它目前装备在法国海军的欧洲未来多用途护卫舰(FREMM)上。

  红外搜索跟踪系统是一种被动监视系统,能够探测和跟踪低俯仰的空中和水面威胁。它根据目标的自然温度、气动蒙皮加热效应、排出的尾烟来探测其红外辐射。作为水上传感器组件的一部分,红外搜索跟踪系统可提供航迹输出数据,这些航迹输出数据能对其它诸如雷达和电子战传感器等进行有效补充。这些红外航迹具有很高的角分辨率、精确的目标识别力,并可有效地避免对抗措施的干扰。而且,在发射控制变得日益重要的环境下,被动工作方式具有静默的电磁工作特性。

  目前的第二代红外搜索跟踪系统采用长线性焦平面阵列( FPA)进行扫描。当旋转的传感器扫过每个位置时,时间延迟积分处理对多个单独的探测元的序列输出进行延迟,然后,对各个输出进行积分,以增强总灵敏度,改善传感器信噪比。

  然而,扫描系统具有某些固有的局限。所采用的扫描速率要求在任意像元上的驻留时间为几十微秒量级,这样获得的信号值很低、信噪比相对较差,从而在探测与航迹报警之间造成极大的延迟,可能带来高虚警率的负面影响。此外,商分辨率成像的优势会因这些扫描系统固有的低更新率而有所减弱。而且,单个桅杆式扫描传感器头的视场将受限于桅杆和其它顶部附件,进而出现盲区。扫描型IRST系统包含复杂的机械结构,因此在关键系统发生故障的情况下容易出现冗余度缺失的现象。

  针对这些多样性需求的技术解决方案就是一种基于分布式凝视红外传感器的新型IRST系统。经典的全凝视设计采用十几个红外热像仪,并将其绕桅杆安装,或绕船体分布,其中,每个热像仪覆盖一小部分周视视场。由于需要许多红外探测器,直接造成这种方案成本较高、可靠性较低。全新的被动凝视IRST系统ARTEMIS的设计只用三个红外传感器实现360°周视覆盖范围,从而使上述缺点降至最小,并保持了完全凝视概念的高性能,能同时自动探测、跟踪空中、海上机动目标和隐身目标以及水面非对称攻击目标。

  ARTEMIS红外搜索跟踪系统在结构上采用完全凝视方案,为提供完整的周视观察,将360°方位分割开,用三个传感器覆盖,每个传感器水平视场大于120°,以保证方位360°空间的完整覆盖和连续跟踪。三个红外传感器绕桅杆安装在甲板上方,可覆盖周视全景,没有遮挡(如果可能,安装在同一桅杆上,以便在同一高度上密集分布)。每个传感器不设有稳定器件,但其垂直方向视场很大,能确保在舰船运动中的使用,随后再利用数字稳定技术从大视场中提取感兴趣的空域或水域图像加以处理,从而降低成本,实现系统的可采购性,可靠性和可维护性。并可加装第四个红外传感器,以提供更大的空间覆盖范围。

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摘自:现代军事
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