课件夜视技术

1、 一、概述： （一）什么叫夜视技术 （二）人眼的视觉原理和夜天光 （三）红外线的特性 （四）夜视器材的技术原理 （五）夜视器材的用途和分类 二、主动式红外夜视仪 三、微光夜视仪 四、微光电视 五、热像仪夜 视 技 术内容：1一、概述 夜视器材的产生及发展。 战 争 名 称 战 争 发 起 时 间 苏 联 入 侵 1968.8.22夜11:00捷 克 斯 洛 伐 克苏联入侵阿富汗 1979.12.27晚7:30美军空袭利比亚 1986.4.15夜2:00海 湾 战 争 1991.1.17夜2:35科索沃战争（一） 1999.3.24晚7:55 科索沃战争（二） 1999.3.28晚9:00 阿

2、富 汗 战 争 2001.10.8夜0:27 伊 拉 克 战 争 2003.3.20夜0:30现代战争往往从夜间发起2 应用光电探测和成像器材，将人眼不可视目标转换（或增强）成可视影像的信息采集、处理和显示技术。（一）什么叫夜视技术1、夜视技术 在黑暗或低亮度条件下，能够扩展观察者的视力范围，实现隐蔽观察的技术。2、夜视器材（夜视技术装备） 用于战场夜间观察的各种军用装备。（二）夜天光和人眼的视觉原理1、夜天光 夜天光（微光）是可见光。（波长为0.380.76m）3 天候条件与相应景物照度 天候条件 景物照度（勒克斯） 直射太阳光 105 全 日 光 104 阴 天 103 黄 昏 102 黎

3、 明 10 微 明 1 月、晴朗 110-2 无月、晴朗 110-3 无月、中等云 510-4 无月、有云 210-442、人眼的视觉原理 人眼的夜间观察“暗适应”。视网膜有两种细胞：（1）视锥细胞的作用： 感光； 辨色； 强光下起作用。（2）视杆细胞的作用： 感光； 不能辨色； 弱光下起作用。5（三）红外线的特性 61、物体温度高于-273（即0K），都会不断辐射红外线。红外辐射的波长和频率，取决于发射源的温度。右为物体热辐射光谱示意图7常见目标的最大辐射波长=max8 一种波长的红外线照射不同目标，有不同的反射率（图中红色直线）。 不同波长的红外线照射同一目标，也有不同的反射率（图中三条不

4、同颜色曲线）。几种地物的红外波谱反射特性2、红外反射特性93、红外线在大气中的传输特性 大气对红外线有很强的吸收作用，但对不同波长红外线的吸收程度很不相同，即大气对红外线有选择性。 大气窗口（红外线）： （1）0.761.2m；（2）35m；（3）814m。10（四）夜视器材的技术原理 夜天光（微光） 放大 红外光 转换成可见光总之，光电光。 （五）夜视器材的用途和分类1、用途火控系统的夜间瞄准、夜间驾驶、夜间侦察（监视）、导引头（微光电视、热像仪）、夜间照相等。2、分类： 主动式 主动式红外夜视仪 夜视器材- 微光夜视仪 被动式 微光电视 热像仪11二、主动式红外夜视仪（一）组成：（1）红外

5、探照灯；（2）红外变像管（实现光-电-光转换）；（3）红外光学系统；（4）电源。主动式红外夜视仪结构原理图红外滤光片12（二）工作原理（三）特点和运用13 1、受外界影响小。 其作用距离取决于红外探照灯的功率。 2、可搜索发现敌人的主动式红外夜视器材。 探测距离是观测距离的三倍以上。 3、具有部分揭示伪装的能力。 4、造价较低。不需制冷，在常温下工作。车辆（10W） 50200米步机枪（30W） 100300米观察（200W） 4001000米坦克（500W） 8003000米 5、保密性差，易被敌方发现红外光源。 6、作用距离近（双程损耗）。作战双方参战坦克战损坦克战损率阿 方3800辆21

6、00辆55%以色列1700辆1000辆59%第四次中东战争中坦克战损严重14三、微光夜视仪 将微弱的夜天光放大，实现夜间观察的仪器。（一）级联式微光夜视仪（第一代微光夜视仪）1、组成：（1）微光光学系统；（2）电源；（3）像增强器（又称微光管，实现光-电-光转换）镁钾钠铯光电阴极、纤维光学面板。级联式微光夜视仪结构 原理图15 一级微光管结构原理图2、特点和运用 优点：作用距离较远；成像质量良好；隐蔽性好。 缺点：微光管遇强光会损坏；结构尺寸较大。16（二）微通道板式微光夜视仪（第二代微光夜视仪）1、组成：（1）微光光学系统；（2）装有微通道板的像增强器（实现光-电-光转换）；（3）电源。 微

7、通道板式微光夜视仪结构示意图17 微通道板电子倍增原理示意图2、工作原理3、优缺点（与第一代相比）： 优点小而轻，有自动亮度控制功能。 缺点作用距离较近，多在千米以下。18美国部分夜视眼镜的性能 夜视器材 使 用 清 晰 观察距离（m） 名 称 条 件 等 级 坦克 站立单兵 AN/PVS-5A 星光下 0001 发现 565 200 型（二代） 勒克斯 识别 395 136 利顿公司 月光下01 发现 617 M909型 勒克斯 识别 450 308 （二代半） 星光下0001 发现 436 勒克斯 识别 340 23119第一、第二代微光夜视仪性能比较国 器材名称 使用条件 清晰 观察距离

8、（m）别 等级 坦克 吉普车 站立单兵美 头盔微光 有星、无 发现 348 348 137 观察镜 月、 晴 识别 137 137 124国 （二代） 夜，枯草 分清 124 124 58中 82无坐力 地上，远 发现 1000 1000 1000 炮微光瞄准 处有山 识别 600 600 600国 镜（一代） 分清 400 400 400美 炮用微光 星月皆无， 发现 1000 1000 267 瞄准镜 阴夜、乌 识别 400 400 230国 （二代） 云，枯草 分清 267 267 150中 远距离微 地上，远 发现 1100 1100 900 光观察仪 处有山。 识别 900 900

9、500国 （一代） 分清 400 400 20020微 光 夜 视 仪21微光夜视仪中的人和坦克英国“猫眼”夜视眼镜美国M982/M983微光夜视眼镜22我军部分夜视器材步兵使用夜视仪侦察兵使用夜视仪驾驶员佩带微光夜视仪23（三）以砷化镓为光电阴极的微光夜视仪（第三代微光夜视仪） 它感受光谱宽，除感受可见光，对近红外光（0.76-3m）也很敏感。 优点： 1、灵敏度高，作用距离成倍增加，图象更清晰； 2、一机两用。 缺点： 价格较昂贵。美军F-16战斗机24（四）采用电荷耦合器件的微光夜视仪（第四代微光夜视仪）1、电荷耦合器件（CCDCharge Coupled Device）2、优点：（1）

10、体积小，能耗少； （2）抗冲击，寿命长； （3）灵敏度高。 微光夜视仪的优缺点： 优点：隐蔽性好、体积小、重量轻、耗能少（数量最多、应用最广）。 缺点：1、作用距离和观察效果受天气、环境影响较大（有烟雾、无夜天光不能工作，易受欺骗和强光干扰）； 2、均为直视式，只能供单人观察。25四、微光电视 微光电视是微光夜视技术和电视技术相结合的成果。 分为闭路微光电视和开路微光电视。 优点：1、实现了远距离传输； 2、可多人多点同时观察。 缺点：受天气、环境影响较大；耗电多。 运用：地基、机载、炮射微光电视，常规武器的火控系统，精确制导武器的导引头等。26五、热像仪摄取目标和背景的热辐射“图象”的装备。

11、它把被摄景物各部分的温度差反映成图像，能在全黑的条件下发现目标，是真正的夜视。（一）组成：1、红外光学系统；2、红外探测器（半导体材料，实现光-电转换）；3、电子线路；4、显示器（发光二级管，实现电-光转换）；5、电源。热像仪工作原理图锑化铟（ 3-5）碲镉汞（ 8-14）27（二）工作原理 热像仪显示的是热图象，与可见光图象有本质的不同。 （三）优缺点 1、优点： （1）“全被动”观察，隐蔽性好。 （2）“全天候”观察。 （3）作用距离远，分辨率高： 地面观察1以上的人、2以上的车； 水面观察10以上； 空地观察20高度发现地面上的人群和车辆。 （4）能揭示伪装，获取目标状态信息。282、缺点：（1）如目标和背景温差小，造成图象模糊、分辨率低；（2）光学扫描机构复杂，成本高。红 外 扫 描 仪 原 理 示 意 图29第三代美国导弹预警卫星红外望远镜（探测器）：长3.66m；口径0.6m；焦距2m。敏感单元为碲镉汞探测元。（四）用途广泛： 陆军：步兵观察、瞄准、警戒，各种驾驶等。 海军：舰艇探测、识别、瞄