34 Средства скрытого наблюдения в инфракрасных и радио диапазонах.

Средства наблюдения в инфракрасном диапазоне

Для визуально-оптического наблюдения в инфракрасном диа­пазоне необходимо переместить невидимое для глаз изображение в инфракрасном диапазоне (более 0,76 мкм) в видимый диапазон. Эта задача решается в приборах ночного видения (ПНВ) и тепло­визорах.

Основу приборов ночного видения составляет электронно-оптический преобразователь (ЭОП), преобразующий невидимое глазом изображение объекта наблюдения в видимое.

Приборы ночного видения эффективно работают в условиях естественного ночного освещения, но не позволяют проводить на­блюдения в полной темноте (при отсутствии внешнего источни­ка света). Их чувствительность недостаточна для приема световых лучей в ИК-диапазоне, излучаемых телами.

Приборы ночного видения (ПНВ) разделяют на 3 группы:

• приборы малой дальности действия (ночные очки), позволяю­щие видеть фигуру человека на расстоянии 100-200 м. Вес и га­бариты этих приборов позволяют носить их в карманах, сумках, портфелях;
• приборы (ночные бинокли, трубы) средней дальности (человек виден до 300-400 м), наблюдение ведется с рук;
• приборы большой дальности действия (до 1000 м), устанавлива­емые для наблюдения на треноге или подвижном носителе.

По способу подсветки приборы ночного видения условно раз­деляют на три типа:

• объект наблюдения подсвечивается с помощью искусственного источника ИК-излучения, размещенного на приборе ночного видения;
• с подсветкой от естественного освещения;
• принимающего собственное тепловое излучение объекта на­блюдения.

Приборы ночного видения первого типа содержат ИК-фару в виде обычного источника света мощностью 25—100 Вт, закрытого спереди специальным фильтром.

Наблюдению объектов в полной темноте (при отсутствии вне­шних источников ИК-света) на рассмотренных принципах мешают тепловые шумы светоэлектрических преобразователей. Снижение уровня шумов достигается применением малошумящих свето­чувствительных материалов и охлаждением преобразователей. Для надежного обнаружения теплового излучения объекта наблю­дения на фоне шумов светоэлектрического преобразователя (обес­печения отношения сигнал/шум более 1) последний нуждается в охлаждении до весьма низких температур — (-70 ... - 200)°С.

Наблюдение объектов в свете собственных излучений (с точ­ки зрения наблюдателя — в полной темное) обеспечивается в теп­ловизорах с охлаждаемыми светоэлектрическими преобразова­телями. Охлаждение производится с помощью термоэлектричес­ких и микрокриогенных устройств до температуры порядка 70° К. В качестве светоэлектрических преобразователей применяют­ся ИК-матрицы размером до 640×480 из пироэлектрических эле­ментов и микроболометров.

Средства наблюдения в радиодиапазоне

Радиолокационное и радиотеплолокационное наблюдение осу­ществляется в радиодиапазоне электромагнитных волн с помощью способов и средств радиолокации и радиотеплолокации.

Для получения радиолокационного изображения в радиолока­торе формируется зондирующий узкий, сканирующий по горизон­тали и вертикали, луч электромагнитной волны, которым облуча­ется пространство с объектом наблюдения. Отраженный от повер­хности объекта радиосигнал принимается радиолокатором и мо­дулирует электронный луч электронно-лучевой трубки его инди­катора, который, перемещаясь, синхронно с зондирующим лучом «рисует» на экране изображение объекта. Принципы радиолокаци­онного наблюдения показаны на рис. 16.6.

Рис. 16.6. Принципы радиолокационного наблюдения

Прием слабых тепловых радиоизлучений материальных тел (объектов) обеспечивает пассивная радиолокация или радиотеплолокация. Мощность излучения объектов в радиодиапазоне с при­емлемой погрешностью определяется по формуле Релея—Джинса, в соответствии с которой энергетическая плотность (мощность в Вт на м²) излучения пропорциональна температуре в °К и обратно пропорциональна квадрату длины волны.

Радиотеплолокационное наблюдение объектов осуществля­ется с помощью специальных радиоприемных средств, называе­мых радиометрами. В радиометре производится суммирование тепловых радиоизлучений элементов поверхности объекта наблю­дения и усиление суммарного сигнала, его детектирование, уси­ление видеосигнала и формирование радиотеплолокационного изображения на индикаторе (экране) аналогично формированию изображения на индикаторе радиолокационной станции.

Основными показателями радиолокационных средств наблю­дения являются:

• дальность наблюдения;
• разрешающая способность на местности.

Дальность радиолокационного наблюдения зависит от из­лучаемой радиолокатором энергии (мощности передатчика лока­тора) и характеристик среды распространения электромагнитной волны.

Разрешение радиолокатора на местности определяется ве­личиной пятна, которое создает луч радиолокационной станции на поверхности объекта или местности. Пятно тем меньше, чем уже диаграмма направленности антенны радиолокатора. Ширина диаграммы направленности антенны, в свою очередь, обусловле­на соотношением геометрических размеров конструкции антен­ны и длины волны.