Els darrers avenços en el camp de la millora del rendiment, la reducció de la mida i el consum d’energia de les imatges tèrmiques ofereixen oportunitats sense precedents no només per combatre les unitats, sinó també per fer complir la policia i les estructures comercials, cosa que queda perfectament demostrat per les imatges preses pel dispositiu fabricat. de FLIR Systems.
Per tal de complir els estrictes requisits de combat quant a la detecció, reconeixement i identificació d’objectius en qualsevol llum i en qualsevol clima, les capacitats dels dispositius infrarojos d’ona mitjana i d’ona llarga augmenten constantment millorant les seves característiques i reduint-ne el pes, la mida i paràmetres de consum d'energia.
La sensibilitat, la resolució i la relació senyal-soroll són paràmetres clau en sistemes refrigerats altament eficients i petits sense refredar. S'espera que els desenvolupaments en el camp de la imatge d'infrarojos d'ona curta (SWIR) del rang electromagnètic (0,9 a 1,7 micres) siguin demandats en una àmplia gamma d'aplicacions de detecció i imatges militars. La recopilació i síntesi d’imatges dels equips de detecció s’ha convertit en una necessitat dominant en les operacions de combat, donant lloc a dispositius de doble sensor per a operacions desmuntades. Les ulleres de visió nocturna i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles) d’ITT Exelis, que combinen un intensificador d’imatge amb un termògraf no refredat, així com nombrosos sistemes optoelectrònics / infrarojos per a aplicacions terrestres i aèries són un bon exemple en aquest cas. En el cas dels drons petits, aquests desenvolupaments també van permetre passar de configuracions d’un sensor a un sensor dual d’equips a bord, mentre que el desenvolupament d’electrònica per a la generalització de dades de sensors a bord va permetre augmentar la consciència de la situació del soldat reduint el temps necessari per identificar els objectius.
La tercera i última generació de sistemes infrarojos proporciona capacitats millorades com ara un alt recompte de píxels, altes velocitats de fotogrames, una millor resolució tèrmica i una funcionalitat multicolor i processament de senyal integrat per a matrius de convertidors de vídeo en color i sense color. En sistemes de tercera generació, actualment s’estan desenvolupant tres tecnologies de detecció:
• teluriur de cadmi i mercuri (MCT - teluriur de mercuri-cadmi) també conegut com HgCdTe;
• fotodetector d'infrarojos en pous quàntics - Fotodetector d'infrarojos quàntics (QWIP);
• superreixetes (SLS) amb capes estressades de tipus II basades en antimonides.
Actualment, el tel·lurur de cadmi i mercuri és el material semiconductor més estès per als fotodetectors d’infrarojos i s’espera que, a causa de les propietats d’aquest material, les seves possibilitats i el seu camp d’aplicació només s’expandiran.
El fotodetector QWIP molt compacte (matriu 384x288, pas de píxels de 25 µm, infraroig d'ona llarga) de Sofradir és molt adequat per a sistemes muntats en vehicles com el Catherine-XP TI de Thales. La imatge es mostra en una versió fixa
Atès que la tecnologia del fotodetector QWIP es troba en una etapa inicial del desenvolupament, una estructura de superreixeta de tipus II relativament nova basada en InAS / Galnsb (Antimonide Indium / Gallium Indium Antimonide) pot convertir-se en una alternativa a la tecnologia MCT en espectres de longituds d’ona llargues. La matriu microbolomètrica VOx (òxid de vanadi) és actualment la tecnologia més comuna en detectors no refrigerats. Es produeixen més que tots els altres conjunts d’infrarojos combinats i s’espera que aquesta tendència s’intensifiqui en un futur proper. Mentrestant, el desenvolupament de càmeres d’imatge tèrmica continua, per exemple, DRS treballa en la miniaturització de càmeres d’ona llarga (LWIR) sota el programa Aware (Advanced Wide-field-of-view Architecture for image Reconstruction and Exploration): una arquitectura moderna amb un ampli camp de visió per a la recuperació i ús de la imatge), emès per l'Agència de Projectes de Recerca Avançada del Departament de Defensa dels Estats Units (Darpa). Aquest programa es va llançar amb l'objectiu d'augmentar les capacitats de camp de visió, resolució i dia / nit de les imatges tèrmiques amb un pes, una mida i unes característiques i un cost de consum reduïts. El desenvolupament i el desenvolupament de les imatges tèrmiques que operen a la regió infraroja d'ona curta de l'espectre contribueixen a un suport addicional per a les operacions de combat. Les imatges tèrmiques d’aquest tipus ofereixen diversos avantatges, incloent: funcionament a la llum de les estrelles (poden rebre una quantitat adequada de llum de fenòmens naturals subtils coneguts com a resplendor nocturn atmosfèric), imatges a prop de l’espectre visible, detecció d’objectius ocults a la foscor, permeabilitat del camuflatge i, finalment, la possibilitat de mostrar balises i làsers utilitzats en ulleres de visió nocturna.
Proveïdors americans
Flir Systems
Flir Systems fabrica una varietat de mòduls i matrius de càmeres de vídeo per a la integració en sistemes més grans. La cartera de sensors de longitud d’ona llarga de Flir s’ha ampliat recentment amb els sensors Quark i Tau 2. sense refredar. El microbolòmetre d’òxid de vanadi sense refrigerar Quark està disponible en resolucions de matriu de transductors de vídeo de 640x512 o 336x256 amb un pas de 17 micres de píxels. Es diu que és la més petita del món i, en conseqüència, l'opció "inigualable" per als drons petits. Mesura 17 x 22 x 22 mm, pesa entre 18,3 i 28,8 grams (segons les lents) i té un consum d'energia inferior a un watt. Les dimensions molt compactes van permetre a l’empresa danesa Sky-Watch substituir un sensor per dos al seu dron Huginn Xl de 1,5 kg. Ara és capaç d’utilitzar una Quark 640 tèrmica i una càmera convencional. Aerovironment continua actualitzant centenars dels seus UAV Raven Mantis amb seu a Quark. La nova firma Trillium ha llançat una junta universal basada en Quark en 6, 35 cm i un pes de 227 grams.
El microbolòmetre Quark no refrigerat de Flir Systems es considera el més petit del món. Està disponible en resolució de la matriu del convertidor de vídeo 640 x 512 o 336 x 256 i pitch de 17 micres de píxels
La nova generació d’imatges tèrmiques sense refredar Tau 2 inclou una electrònica millorada en tres formats (Tau 640x512, 336x256 i 324x256) amb un pas de dos píxels (17 micres per 640/336 i 25 micres per 324) per a diverses aplicacions, inclòs el control remot màquines controlades, per exemple l’heliport canadenc Draganfly X6, els UAV Desert Hawk III de Lockheed Martin i Puma d’Aerovironment. La matriu Tau s’ha utilitzat en centenars de sensors de coneixement de la situació basats en el terreny sense vigilància fabricats per NGC Xetron, L-3 Nova Engineering i Digital Force Technologies.
Presentació de la càmera de visió nocturna tèrmica tàctica de la sèrie H FLIR amb els meus subtítols
Flir presenta el Photon HRC amb un dels sensors més petits de 640x512 entre les càmeres refrigerades per ona mitjana. Una matriu antimonida d’indi amb un pas de 15 micres pesa menys de 454 grams i s’utilitza en una àmplia varietat d’aplicacions. En la mateixa gamma, Flir ofereix diversos més dels seus productes. És la càmera Neutrino més petita i lleugera d’un antimonid indium 640x512, 15 micres i una família de detectors MCT 640x512 molt compactes basats en sensors µCore-275Z i Min-Core HRC amb zoom òptic continu, eliminant la necessitat de múltiples lents, avançat. processament d’imatges i òptica amb múltiples camps de visió. S'ha informat que el model base µCore-275Z té una gamma de detecció, reconeixement i identificació d'éssers humans i màquines, respectivament, 9, 2, 2, 9, 1, 2 i 15, 5, 6 i 3, 3 km. Finalment, Flir ofereix la càmera Tau amb un sensor d’arsènur de gali de 25 micres de 640x512 o 320x240. Ambdues opcions pesen només 130 grams amb un objectiu M24, cosa que les fa ideals per a vehicles petits i dispositius de vigilància amb bateria.
La nova generació de la família d’imatges tèrmiques LWIR sense refredar de la família Tau 2 Flir Systems presenta una electrònica millorada i està disponible per a una gran varietat d’aplicacions, inclosos els drons petits com el canadenc Draganfly X6 i Desert Hawk III de Lockheed Martin (a la foto)
RAYTHEON
Raytheon, també líder mundial en imatges tèrmiques no refrigerades i refrigerades, ofereix la més àmplia gamma de productes per a aplicacions espacials, marítimes, aèries, terrestres i desmuntades. Raytheon ofereix una àmplia gamma de kits multisensors aeris mitjançant la integració de càmeres d’imatge tèrmica refrigerades per ones mitjanes i llargues en plataformes controlades i controlades a distància.
D'altra banda, la seva tecnologia de detecció sense refredar està pensada principalment per a aplicacions terrestres; Els robustos i extremadament lleugers binoculars PhantomIRxr i els seus àmbits d’imatge tèrmica capturen objectius dia i nit, entre fum i boira. Els vehicles de rodes i rodes, equipats amb l’amplificador de visió del conductor DVE de Raytheon, no perden la maniobrabilitat ni de dia ni de nit, inclosa la plena mobilitat entre boira i boira. Raytheon ofereix un sensor Vox de longitud d’ona llarga sense refredar en 320x240 i 640x480 en pas de 25 micres, mentre que ofereix un sensor sense refredar en 640x512, 1280x1024 i 1920x512 en pas de 20 micres.
L3
A la fira de sistemes no tripulats AUVSI, L3 Cincinnati Electronics va presentar el seu nou sistema d’ones mitjanes Night Warrior µCam 640, que la companyia afirma que és un dels imatges tèrmics refrigerats més petits. Aquesta imatge tèrmica es basa en una matriu de 640x512 amb tecnologies de pas de 15 micres i HOT (alta temperatura de funcionament). Funciona a temperatures més altes que els productes antimonids d'indi, produint una imatge de màxima qualitat comparable als sistemes d'imatge tèrmica no refrigerats. Amb un pes inferior a 500 grams i un consum de 6 watts, el NightWarrior 640 té una mida per a una bateria C (també designada R14, 343, Baby), cosa que permet afegir-la a sistemes que abans només podien ser utilitzats per dispositius no refrigerats. Els enginyers de L-3 CE van dissenyar el NightWarrior 640 per a una fàcil integració en una gran varietat d’aplicacions, des de dispositius de mà fins a estacions d’armes controlades a distància. L3 CE està considerant una varietat d’opcions òptiques, incloses les lents de gamma mitjana de 250 mm.
BAE
Al mateix saló, BAE Systems va mostrar el que anomena la càmera multiespectral més petita (només pesa 144 grams) dissenyada per a la instal·lació en drons petits. La companyia també va introduir un sistema amb el seu propi processament de dades sensorials i la seva integració per tal de millorar la consciència de la situació del soldat reduint el temps per identificar objectius. Gràcies al nou sistema de sensor fusionat digitalment (DFSS), l’innovador sensor combina la imatge d’una càmera de visió nocturna d’alta sensibilitat i la imatge d’una càmera imatges tèrmiques d’ona llarga sense refredar (subministrada per BAE Systems per a sistemes d’arma). pantalla, que permet als soldats en el menor temps possible avaluar intuïtivament l’escena mitjançant un dispositiu controlat a distància. Amb aquest tipus de tecnologia de fusió, els soldats no han de canviar entre les càmeres diürnes i les càmeres infraroges, segons BAE Systems. Es va mostrar un conjunt de sensors multiespectrals en un dron amb quatre rotors Air Robot AR-100B. El sistema s’adapta a les condicions externes de cada tasca, de manera que l’operador no ha de triar entre un dia o un sensor d’infrarojos abans de començar. BAE Systems està explorant la possibilitat d’utilitzar una càmera de visió nocturna a tot color, a més d’un punter làser i un termògraf sense refredar. Aquest sistema està sent provat pel Comandament d’Operacions Especials dels Estats Units. També s’està plantejant la possibilitat d’obtenir dades d’imatges digitals amb un abast de fins a 3.500 metres.
L’innovador sensor combina la imatge d’una càmera de visió nocturna altament sensible i la imatge d’una càmera d’imatges tèrmiques d’ona llarga sense refredar (subministrada per BAE Systems per a àmbits d’armes) en una sola imatge gràcies al nou sistema de fusió d’imatges digitals Digitally Fused Sensor System (DFSS)
Les càmeres d’imatges tèrmiques SWIR i LWIR de UTC Sensors Unlimited són utilitzades per la tecnologia subsidiària Cloud Cap per crear una família d’estacions optoelectròniques Tase, inclosa la Tase 150 per a drons petits.
Companyia UTC
Sistemes aeroespacials UTC: Sensors Unlimited ofereix una línia completa de productes d’imatge SWIR (infraroig llunyà [ona curta]). El passat mes d’abril, Sensors Unlimited va presentar una càmera SWIR d’arsènur d’indi gali de nova generació amb característiques de pes i mida reduïdes i consum d’energia i alta sensibilitat a causa d’una matriu de 640x512 píxels amb un pas de píxels de 12,5 micres, mitjançant algoritmes de millora de la imatge propietaris.
Aquesta càmera pesa menys de 55 grams i té un consum d'energia de fins a 3 W, que proporciona imatges en temps real en diverses condicions d'il·luminació (des de la llum del dia fins a la poca llum), imatges tèrmiques que poden "veure" a través de boira, boira i pantalla de fum, com així com la segmentació per làser … L’abril de 2012, Sensors Unlimited va presentar la nova càmera sense refrigerar GA640C-15 A “Cúbica polzada” amb una resolució de 640x512 píxels en increments de 15 micres. Pesant menys de 26 grams sense lent i un consum d'energia de només 1,5 W, és un candidat ideal per a la integració en solucions de soldats desmuntats. Les càmeres tèrmiques d’ona curta i llarga estan sent utilitzades per la filial Cloud Cap Technology per crear una família d’estacions optoelectròniques Tase, inclosa la Tase 150 per a drons petits.
La més petita de la família de microestacions que ofereix la tecnologia UTC Cloud Cap inclou la Tase 150 de 900 grams, que inclou una imatge de 640x480 de fotograma complet amb dos modes (millora d’imatges i imatges tèrmiques), un sistema GPS / INS en miniatura i interfícies
Empresa DRS
DRS Technologies és un fabricant líder de cambres de microbolòmetre d’òxid de vanadi (Vox) sense refredar i cambres refrigerades de tel·lurur de mercuri de cadmi (MCT). Va ser la primera empresa que va oferir imatges sense refredar de 17 micres i més recentment imatges tèrmiques MCT de 12 micres. DRS Technologies és el principal proveïdor de l’exèrcit nord-americà i de molts fabricants de drons. El dispositiu ultracompacte Tamarisk 320 té un pes lleuger (30 grams), un baix consum d’energia (750 milliwatts). El seu nucli és un microbolòmetre VOx 320x240 amb un pas de 17 micres i tecnologia NIR sense refredar. S'ofereix com a càmera independent o com a mòdul configurable amb diferents objectius i freqüències de fotogrames. El febrer de 2013, DRS Technologies va presentar la variant Tamarisk TI 640x480, que proporciona una qualitat excel·lent en una mida petita (46x40x31 mm sense òptica), pes lleuger (<60 grams) i baix consum d’energia (<1,5 W). La família de dispositius Tamarisk s’utilitza àmpliament no només en vehicles, vehicles UAV, sinó també com a part de l’equipament de soldats desmuntats. El model 640 d’aquesta família s’instal·la al dron Falcon.
Europa i la resta del món
Empresa SOFRADIR
Sofradir és un dels líders mundials en tecnologies de telurur de mercuri i cadmi. Amb l’adquisició d’equips i tecnologia antimonida d’indi de Sagem, tecnologies QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) i matrius d’arseniur de gali d’indi de Thales en virtut d’un acord signat el desembre de 2012, Sofradir va reforçar el seu lideratge de mercat a Europa i a tot el món com a proveïdor línia de productes i tecnologies refrigerades i sense refredar. Els articles no refrigerats són responsabilitat de la seva filial Ulis.
Aquest grup industrial francès ofereix un nou detector sense refredar (42x30x9mm) basat en una matriu InGaAs (640x512, 15 micres, SWIR) anomenada Serp. Té una alta sensibilitat i resolució i és molt adequat per a una àmplia varietat d’aplicacions, com ara dispositius de visió nocturna portàtils i portàtils i estacions optoelectròniques a bord.
El fotodetector QWIP, molt compacte (384x288, 25 micres, LWIR), és molt adequat per a sistemes muntats en vehicles com el Thales Catherine-XP TI, mentre que la imatge tèrmica d’ona llarga Scorpio és la nova incorporació a la família generalitzada (640x512, 15 micres). Aquesta família proporciona les qualitats necessàries per a aplicacions terrestres com ara alta sensibilitat, alta resolució i abast ampliat.
Els detectors d’infrarojos Sofradir s’utilitzen en una àmplia varietat d’aplicacions ja provades, inclosos els míssils MBDA Storm Shadow / SCALP EG, contenidors d’orientació i navegació Thales Damocles i Navflir, imatges tèrmiques Catherine de mà i de Thales Sophie, i Sagem Iris i Sada II imatges tèrmiques (per a vehicles blindats nord-americans).
L’empresa treballa en nous detectors per innovar, millorar les capacitats i la compacitat dels seus productes. Els productes més recents inclouen e-APD (fotodiode d’allaus), convertidors de vídeo de doble banda amb diferència de temperatura de soroll equivalent (NETD) molt baixa i altres aplicacions noves. La principal direcció de desenvolupament de Sofradir és reduir encara més la mida de l’element mínim de la imatge, cosa que augmentarà el nombre de píxels d’un detector i mantindrà la mida general del sistema. En aquest sentit, la companyia ja ha demostrat una matriu amb un pas de 10 micres. Sofradir també està explorant la possibilitat d'augmentar les temperatures de funcionament fins a 150 K per oferir matrius de refrigeració més petits, lleugers i fiables per crear productes amb un pes, dimensions i consum d'energia més baixos.
CASSIDIÀ
Cassidian Optronics ofereix imatges tèrmiques refrigerades i no refredades com a part de la família Attica (Advanced Thermal imagers with Two-dimensional IR CMOS Array), que utilitza tecnologia d’última generació per a nuclis de longitud d’ona mitjana i llarga. Es poden muntar en trípodes i en vehicles, mentre que es prefereix una càmera d'imatge tèrmica LWIR en miniatura sense refredar per als dispositius de mà. Cassidian Optronics ofereix productes per a diverses aplicacions, inclosos sistemes de vigilància per als sistemes aeris Goshawk-II HD / HDT.
Empresa AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) és propietat igual de Diehl BGT Defence i Rheinmetall i subministra nuclis i mòduls per a tota la gamma espectral d’1 a 15 micres basats en detectors d’infrarojos MCT i Tipus II amb super reixeta (InAs / GaSb). Avui, Aim ofereix imatges tèrmiques HiPIR-640 (MWIR o LWIR, 3a generació, 640x512, pas de 15 micres de píxels) basades en telurur de cadmi i mercuri, amb detectors de tipus MWIR que funcionen a temperatures superiors a 120K. La cartera d’Aim inclou imatges tèrmiques de la sèrie µCAM-640 (MWIR refredat basat en MCT i LWIR sense refredar) per als drons Luna i Aladin, així com la visió tèrmica HuntIR / RangIR per a l’exèrcit alemany. La màquina criogènica MWIR / MWIR de dos colors basada en el superreixit tipus II proporciona solucions innovadores per als sistemes d’alerta d’atacs de míssils, mentre que el sensor de banda doble MWIR / LWIR de 640x512 de la màquina criogènica s’està desenvolupant per a la càmera de pròxima generació.
Els sensors Sofradir s’utilitzen per a una àmplia varietat de tecnologies provades, inclosos els míssils MBDA Storm Shadow / Scalp EG, els contenidors d’orientació i navegació Thales Damocles i Navflir, les càmeres Catherine i Iris i la família de sistemes de mà Thales Sophie (a la imatge)
Detector Scorpio LW: l’últim membre de la família de 640x512 de 15 micres
THERMOTEKNIX
L’empresa britànica Thermoteknix Systems ofereix a la família de convertidors de vídeo Miricle amb tecnologia sense obturador XTI. Inclou el model ultracompacte sense refredar 110KS sense parts mòbils (sense obturador), mentre que les solucions infraroges de Xenics de Bèlgica ofereixen una família de càmeres d’alta resolució basades en l’anomenat “Xenics Core”. Construïdes sobre una plataforma comuna (SWIR i MWIR FGA), la càmera Xenics SWIR XSW-640 i la càmera LWIR XTM-640 pesen menys de 100 grams i consumeixen menys de 2 watts. Es combinen fàcilment, les imatges corresponents s’obtenen en qualsevol temps i amb qualsevol llum, se superposen i fusionen en una imatge espectral complexa amb un contingut d’informació augmentat.
L’estació optoelectrònica M-STAMP de la família Controp Stamp pesa només 1,2 kg. Inclou una càmera amb zoom diürn i una càmera d’imatges tèrmiques sense refredar. Funciona bé per a drons lleugers com Elbit Systems Skylark-I i Aeronautics Orbiter (a la foto)
Companyia ASELSAN
Per tal de satisfer les necessitats nacionals i internacionals, Aselsan ha desenvolupat una família de drons estabilitzats de cardà biaxial per a drons grans i petits, que inclouen un punter làser i un sensor, ja sigui una càmera de color diürna o una càmera infraroja nocturna sense refredar. La versió amb càmera d’infrarojos es va mostrar a l’IDEF 2013 amb minirrones i rotorcraft ARI-1T.
Les necessitats militars i les exportacions posteriors van obligar la indústria israeliana a desenvolupar les seves capacitats nacionals en aquest sector. Opgal Optronic Industries, propietat igual de Rafael i Elbit Systems, ofereix una àmplia gamma de sensors d’imatge tèrmica ultra compactes i de baixa potència que serveixen de base per als sistemes d’imatge tèrmica fabricats tant a Israel com a l’estranger. Els sensors d’imatge tèrmica Opgal amb suport per a fotodetectors basats en VOx i ASi són ideals per a aplicacions desmuntades, terrestres i aèries. També cal esmentar Semiconductor Devices (SCD), una empresa conjunta entre Elbit Systems i Rafael. Dissenya i fabrica una gamma completa de detectors d'infrarojos InSb, MCT i VOx i és el proveïdor més gran del món de matrius 2D antimonida d'indi.
Controp ha mostrat recentment el seu segell T de 3 kg, que alberga una càmera de dia, una càmera nocturna i un punter làser. La càmera d’imatge tèrmica op està disponible en versions refrigerades o sense refredar, però ambdues utilitzen la tecnologia exclusiva d’objectius de zoom òptic continu
Empresa CONTROP
Specialist Controp, propietat de Rafael i el fabricant de drones Aeronautics, és el líder mundial en aviónica per a drons lleugers, tot i que també fabrica productes per a plataformes terrestres, aèries i offshore. El membre més petit de la família Stamp M-Stamp pesa només 1,2 kg amb càmera diürna i càmera d’imatge tèrmica sense refredar i és molt adequat per a la instal·lació en drons com Elbit’s Skylark-I i Aeronautics’Orbiter i diversos sistemes Bluebird Aero.
Presentació del dron Skylark-I-LE d’Elbit
El juny de 2013, Controp va introduir una estació optoelectrònica de segell T totalment estabilitzada de tres sensors, que pesava menys de 3 kg, que inclou una càmera de dia i de nit i un punter làser. La càmera d’imatges tèrmiques es pot refredar o refredar, a més, com la majoria de càmeres tèrmiques Controp, aquestes opcions tenen un objectiu de zoom òptic continu únic. L’empresa també subministra la família de càmeres FOX amb objectius de zoom x22, x36, x55, que inclouen sensors de tercera generació en longituds d’ona mitjanes de 320x258 o 640x512, així com detectors de longitud d’ona llarga sense refredar amb objectius de zoom òptic continu patentat.
