浅谈红外技术在军事目标安全警戒中的应用

作者 张继辉 来源 《无线电》杂志
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发布时间 2010-12-19

  红外光的光谱是介于微波和可见光之间的一个较广的波段范围,它也是一种电磁波。由于对红外光的调制和解调容易实现,特别是随着廉价的红外发光管及专用的红外信号调制、解调集成电路的大量出现,红外技术在日常生活中的应用已非常广泛,如各类家用电器(电视、录像、音响、空调等)的遥控,防盗、防火报警等系统和多种节电、节水开关,大多采用了红外控制技术,给人们带来了很大的方便。红外技术除了民用以外,在军事上,对重要目标(如燃料库、弹药库、指挥所、飞机洞库、地下坑道、导弹发射井等)的安全警戒和自动监控等系统中,同样也可以发挥重要的作用。下面介绍红外技术在军事目标安全警戒中的几种应用。

  1、主动式红外报警控制技术

  主动式红外报警控制技术是指用于控制的红外光源是由报警控制电路主动产生并发出的,红外光源经过一定的传播途径或直接或反射传输,被红外接收电路接收,经过放大、整形、选频识别等一系列处理后,控制输出电路的工作状态。在正常情况下,整个红外光路畅通(即发射的红外光可以不经阻隔地被接收电路所接收),红外控制信号使接收电路处于守候状态,不产生报警信号。当有无关人员进入警戒区域时,由于遮挡了红外光线,使接收电路收不到发射电路发出的红外控制信号,整个电路则立即被启动,发出声或光的报警信号并使一系列相关电路(如摄像机、录像机)工作,摄取并录下现场情况,根据需要还可通过相关控制电路向上级监控中心传送现场的图像,从而完成整个报警功能。

  这种主动式的红外报警电路的主要优点是发射电路产生的红外光可以根据需要先进行某种方式的调制后再发出,接收电路可利用相应的选频或识别电路加以选择,因此,这类电路可以有效地防止可见光及其它红外光线对系统产生的干扰,具有较高的稳定性和可靠性,比较适合安装在地下坑道或大型库区内的重要部位,作为监控无关人员擅自进入时的报警。该电路的主要缺点是收发电路需要分开设置,在安装上稍感不便。此外,由于此类电路产生的红外光线极易被红外侦察卫星等先进的红外电子侦察器材观测到,因此,从有利于军事目标伪装的角度考虑,此类报警电路不适于在坑道口、洞库门口等暴露在自然环境条件下的军事目标安装使用。

  2、被动式红外报警控制技术

  被动式红外报警控制技术是电路本身不发出红外光线,主要依靠自身的高灵敏传感器和放大器接收周围微弱变化的红外光线,它只对运动的发热体敏感,如人体、体积较大的动物、有热源的物体等。它主要由被动式红外传感器、整形、功放、输出控制等电路组成。其中,在被动式红外传感器的前面安装有一块菲涅尔透镜,在正常情况下,该透镜不起作用,但当在其有效探测范围内出现变化的红外热辐射时,通过该透镜便会在传感器的感应面上产生交替变化的盲点和高灵敏区,用它可以明显改善接收效果,其探测距离和视角依不同的传感器型号而有所区别,通常在10~20m,视角为90°~120°。当有运动的发热体通过红外传感器的有效探测区时,发热体辐射的热红外线则从菲涅尔透镜所产生的灵敏区移至盲点,又从盲点移至灵敏区,这样,在传感器上就会产生一个较强的交变信号输出,此信号经放大器做进一步放大后,推动输出电路完成相应的报警功能。

  电路的主要优点是体积小巧,安装方便,加之其本身不发射红外光线,因而不会对军事目标的伪装造成影响,故可以在坑道口及洞库房门口等暴露在自然环境的条件下的军事目标部位安装使用。该电路的主要缺点是因其红外检测电路使用了高灵敏的放大器并且对任何变化的红外光线都很敏感,特别是当有体积较大的动物在探测有效区域内活动时,同样会被探测器检测到,容易造成误报警。故其稳定性和可靠性不及主动式红外报警控制电路高,因此,在使用中需注意采用相应的技术手段进行识别和控制。同时,由于此类红外探头具有一定的视角,当只使用一只被动式红外报警电路的传感器时,会出现监测不到的死区,此时,可采取多只此类传感器以不同的角度安装并用的办法,使每只传感器的有效探测区域在边缘处重叠在一起,即可减小或消除监测死区。

  3、红外摄像技术

  红外摄像技术是一种较为成熟的技术,它是利用红外热成像的原理工作的,因此,可在光线较暗的条件下摄取被摄目标的影像,由于红外摄像技术独特的工作方式,已被广泛应用于军事侦察和重点设施及要害部门的安全监控系统中,其在夜间的监视效果明显优于哨兵的警戒能力,因此,在重要的坑道口、洞库门口等军事要害部门均可设置此类红外摄像机,用于夜间的安全监控。安装此类摄像机时有以下三点必须予以注意:其一是要设置可遥控水平转动和伏仰角的自动云台,以增大监视范围;其二是摄像机的安装位置要隐蔽、牢固,以防止人为破坏,同时还要考虑好设备在室外环境的适应能力,可采取必要的防尘、防水、防潮、冬季的防低温和夏季的防高温等技术措施;其三是红外摄像机也分为主动式与被动式,其主动式是依靠红外射灯照射被摄物体,摄像机接收物体反射的红外光线来工作的,如前面所述,从不暴露目标伪装的角度来考虑,主动式(用红外射灯的)红外摄像机也应禁止在坑道口及库房门口等暴露在自然环境的条件下的军事目标部位安装使用。

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