现代战机的主要探测系统是机载火控雷达,这是一种主动探测设备,但其主动发射的电磁波,则会暴露自己的行踪,甚至因此成为敌人的目标,危及战机本身。特别是随着具备高雷达隐身性的五代机的出现,机载火控雷达的探测效果大打折扣。
那么,有没有什么办法可以改变这一现状呢?人们想到了早已存在的红外搜索跟踪系统。军事科普作家张亦驰告诉科技日报记者:“红外搜索跟踪系统是一种被动探测装置,不发出任何信号,不受电磁干扰的影响,而是通过目标的红外辐射来确定目标的方位。红外传感器不能确定目标的距离和速度,但可以通过综合到电源电路一起的激光测距仪来测量。”
全球第一种安装现代化红外搜索跟踪系统的战斗机一般公认是苏联的米格-29战机。现在,美国在这方面的技术水平已经超越了俄罗斯。美军“超级大黄蜂”战机安装的红外搜索跟踪系统,可以在各飞行阶段以被动方式探测多种目标,无需担心电子探测及无线电频率的反制。
而在F-35隐身战机上,也安装了被称为光电指示系统(EOTS)的红外搜索跟踪系统,同时还安装了开创性的被动式探测系统——机载光电分布式孔径系统(EODAS),在机身6处不同的位置上各安置一个红外传感器,可对全机360度范基础实用电路围内来袭的导弹或逼近的飞机进行红外探测及跟踪,并与雷达、电子战设备、数据链传来的信息融合,整体输出在飞行员的头盔显示器上,使得飞行员能具备全空域态势感知能力,从而最快最好地做出判断和决定。
红外热释电传感器
在自然界,任何高于绝对温度(-273K)的物体都将产生红外光谱,不同温度的物体释放的红外波长是不一样的,红外波长与温度相关,而且辐射能量的大小与物体表面温度有关。
人体都有恒定的体温,一般在37C左右,会发出10mm左右特定波长的红外线,被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而光电显示电路进行工作的。
被动红外探头的传感器包含2个串联的热释电元件,2个电极化方向正好相反,环境背景辐射对2个热释电元件几乎具有相同的作用,使其产生释电效应相互抵消,此时探测器无信号输出。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件,这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡,向外释放电荷,经检测处理后就能产生报警信号。
无线发射模块
无线传感器的无线发射模块选用的是Chipcon公司的CCII50单发芯片。ClI50具有丰富的频率资源,需要极少的外部元件。CCII50具有休眠状态,控制电路在没有报警信息的时候,可以将其设置为休眠状态,减少电池的电量消耗。当有报警信息时,无线发射模块被唤醒,发射报警信号完成后无线发射模块关闭。
低功耗设计
无线防盜报警探头采用纽扣电池供电,需要低功耗的处理器
要求无线传感器的体积尽可能小,以便安装,ATti-ny44小巧的封装也使得整个无线传感器体积大为缩小。ATtiny44平时工作在掉电状态下,为功耗最小模式。当有报警信号时处理器从中断中唤醒,判断是否为盗贼入侵,如果不是则重新回到掉电模式,如果是盗贼入侵则启动无线发射模块发射无线报警信息。