Optoelektronik bilim ve teknolojisinin askeri alanda uygulanmasına genel bir bakış


WenYiLin tarafından
7 dakikalık okuma

An overview of the application of optoelectronic science and technology in the military field

ÖNSÖZ

Fotoelektrik bilimi ve teknolojisinin askeri alanda uygulanması esas olarak bilgi edinimi, bilgi iletimi, bilgi depolama ve görüntüleme, fotoelektrik karşı önlemler vb. alanlarda kendini göstermektedir. Bu makale, çeşitli yönlerden uygulamalara ve ilgili ürünlere ilişkin ayrıntılı bir giriş sağlayacaktır.

I. Bilgiye erişim


Yaygın askeri fotoelektrik sensörler şunları içerir:

CCD kameralar, kızılötesi (nokta hedef) dedektörler, kızılötesi görüntüleyiciler (termal görüntüleyiciler), multispektral kameralar, ultraviyole dedektörler, lazer mesafe ölçerler, lazer radarlar (görüntüleme, kimyasal savaş ajanı ve üretim ajanı tespiti, titreşim ölçümü, hız ölçümü), lazer jiroskoplar, fiber optik jiroskoplar, fiber optik hidrofonlar ve diğer fiber optik sensörler.

  1. CCD Kameralardaki Gelişmeler

CCD kameralar askeri uygulamalarda yaygın olarak kullanılır. Yüksek radyasyonlu ortamlarda, CCD'ler için alt tabaka olarak kullanılan Si malzemesi hasara eğilimlidir ve bu da yük transfer verimliliğinde düşüşe ve ciddi durumlarda tam arızaya yol açar. 1990'ların başında, yeni bir tür "Aktif Piksel Sensörü" (APS) geliştirildi. Bir APS'deki her pikselin kendi seçim ve okuma transistörü vardır ve yüksek radyasyonlu ortamlarda CCD'lerin yerini alır.

Sualtında veya sisli koşullarda görüntü bilgisi yakalamak için "Uzun Menzilli Kapılı Görüntüleme Teknolojisi" olarak bilinen aktif bir görüntüleme tekniği geliştirilmiştir. Mesafe kapısının dar genişliği (birkaç nanosaniyeden birkaç yüz nanosaniyeye kadar ayarlanabilir) nedeniyle, çoğu arka plan gürültüsü filtrelenebilir ve bu da hedef mesafe verileri elde edilirken net görüntüler elde edilmesini sağlar.

CCD Kameralardaki Gelişmeler
2. Kızılötesi görüntüleyici
Bireysel lazer mesafe ölçüm teleskopu

Örnek

LRF10000D

Göz güvenliği seviyesi

Sınıf 1(IEC60825-1)

Büyütme

Görüş alanı

6°/106mil

Öğrenci mesafesi

20mm

Kalibre al

Φ32mm

Diyoptri

-5~+5G

Lazer dalga boyu

1535nm

Aralık (bina)

≥ 20~10000m

Kesinlik

±1m

Sıklık

1Hz (Sürekli ölçüm modunda 3Hz)

Kesin

≥%98

Ayrışma açısı

0.4mrad

Açısal aralık

Azimut: 0~360°(±1°);

Eğim açısı: ±90° (±1°)

Güç kaynağı

DC 5~12V

Pil tipi

Şarj edilebilir pil 16340×2/CR123A×2

Pil ömrü (oda sıcaklığı)

5000 aralığında

Ağırlık

≤ 430g (pil dahil)

Hacim

141×81×53mm (U×G×Y)

Çalışma sıcaklığı

-40~+55℃

Depolama sıcaklığı

-50~+65℃

Su geçirmezlik derecesi

IP67

Bağlayıcı

Uart(TTL_3.3V)'den USB'ye

Kablosuz iletim

Bluetooth 5.0

Konumlandırma türü

GPS/BeiDou/GLONASS

Konum doğruluğu

≥50m

Diğer

Mobil Uygulama bağlantısı

Ürün sertifikasyonu

CE ve RoSH

3. Çok spektral kamera
Çok spektral kamera
4、Lazer Mesafe Ölçüm Cihazı
Lazer mesafe ölçümü, sıradan mesafe ölçümüne kıyasla uzak, doğru, hızlı, parazit önleyici, kör nokta olmaması vb. avantajlara sahiptir.
Lazer Mesafe Ölçüm Cihazı
  • TEKNİK ÖZELLİKLER

Örnek

LRF0105C

LRF0308C

LRF0405C

LRF0612C

LRF0816C

LRF0815C

LRF1017C

LRF1221C

LRF1525C

LRF1830C

LRF2535C

Lazer Dalga Boyu

1535±5nm

Mesafe ölçüm yeteneği (2.3mX2.3m hedef)

≥3000m

≥3000m

≥4000m

≥6000m

≥8000m

≥8000m

≥10000m

≥12000m

≥15000m

≥18000m

≥25000m

Göz Güvenliği

Sınıf Ⅰ

Ayrışma Açısı

≤1mrad

≤0,6 mrad

≤4.21 mrad

≤0,35 mrad

≤0.3mrad

Lansman Lens Çapı

Φ8 mm

Φ8 mm

Φ12mm

Φ12mm

Φ15mm

Φ15mm

Φ18mm

Alıcı Lens Çapı

Φ20 mm

Φ16 mm

Φ25mm

Φ40mm

Φ45mm

Φ50mm

Φ60mm

Minimum Aralık

≤15 m

≤30 m

50 metre

Aralıklı Frekans

Tek, 1Hz~10Hz

Aralık Doğruluğu

±2 dakika

±1 dakika

±1 dakika

Aralık Çözünürlüğü

≤20 m

≤30 m

≤30 m

Hassasiyet Oranı

≥%98

≥%98

≥%98

Yanlış Alarm Oranı

≤%1

≤%1

≤%1

Besleme Voltajı

Doğru Akım 3~5V

DC4.5~16V

DC12V

Ağırlık

≤29±1 gr

≤32±1 gr

≤ 58±1g

≤175 gr

≤285 gr

≤380 gr

≤380 gr

400 gr

Boyut (mm)

Φ34×47.5

48×30,5×21

65×48×32

65×46×86

107×72×60

125×85×58

125×100×70

Çalışma Sıcaklığı

-40~+70 ℃

Depolama Sıcaklığı

-55~+75 ℃

5. LIDAR
LiDAR, santimetre hatta milimetre düzeyindeki çözünürlükleriyle yüksek hassasiyet ve görüntüleme avantajına sahiptir.

LIDAR

  1. Fiber Optik Jiroskop

Fiber optik jiroskop, eylemsiz navigasyon için kullanılan bir optik fiber sensörüdür. Optik fiberin uzunluğunu veya ışığın bobinde kat ettiği döngü sayısını değiştirerek farklı doğruluk seviyelerine ulaşabilir ve geniş bir dinamik aralığa sahiptir.

Fiber optik jiroskopların mobil operatörlerde ve askeri alanda son derece uygun bir şekilde kullanılabilmesi nedeniyle, çeşitli ülkelerin askeri güçleri bunların geliştirilmesine önemli miktarda finansal kaynak ve çaba yatırmıştır.

Şu anda, Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Almanya, Fransa, İtalya ve Rusya gibi bazı gelişmiş ülkeler fiber optik jiroskop araştırmalarında önemli ilerlemeler kaydetti. Bazı düşük ila orta hassasiyetli jiroskoplar halihazırda ticarileştirildi ve birkaç yüksek hassasiyetli ürün de askeri uygulamalarda ekipman hata ayıklamaya başladı.

II. Bilginin iletimi

Askeri bilgi iletiminde uydu haberleşmesi, fiber optik haberleşme, mikrodalga haberleşmesi ve kısa dalga haberleşmesi başta olmak üzere çeşitli haberleşme yöntemleri ile çoklu ağlar oluşturularak çeşitli haberleşme araçları kullanılmaktadır.

Optik fiber haberleşmesi askeri bilgi iletiminde önemli bir yere sahiptir.

Optik fiber haberleşme sistemleri ilk olarak askeri haberleşme alanında orduya yönelik taktik haberleşme sistemlerinde uygulanmıştır.

Optoelektronik Haberleşme Sisteminin Şematik Diyagramı:

Bilgi iletimi

Sistem, Mobil Kontrol Sistemi, Saha Topçu Taktik Veri Sistemi, İleri Alan Hava Savunma Komuta ve İstihbarat Sistemi, Her Kaynaklı Bilgi Analiz Sistemi, Muharebe Hizmet Destek ve Kontrol Sistemi ve İletişim Sistemi'ni içerir. İlk beş işlevsel alt sistemin her biri, bağımsız görevlerini tamamlamak için kendi işlevlerine sahiptir ve ayrıca birbirlerini desteklemek için yatay bir ağ oluştururlar. Aynı zamanda, alt sistemler komuta ve kontrol ilişkisine göre dikey bir ağ da oluşturarak daha yüksek ve daha düşük seviyeler arasında bilgi alışverişini sağlar. Beş alt sistemin yatay ve dikey bağlantıları (taktik) iletişim sistemi tarafından sağlanır.

  1. Mobil Kontrol Sistemi

Bu sistem, her düzeydeki komutan ve personele harekât komutası ve muharebe alanıyla ilgili veri ve bilgileri (harekât görevleri, harekât planları, hareket planları, erken uyarılar, harekât emirleri, istihbarat, ateş desteği, ikmal durumları vb.) sağlayarak piyade ve zırhlı birliklerin muharebe operasyonlarının planlanmasını, koordine edilmesini ve kontrol edilmesini sağlar.

  1. Saha Topçu Taktik Veri Sistemi

Bu sistem, topçu destek planlarının geliştirilmesi ve topçu birliklerinin komuta ve kontrollerinin sağlanması amacıyla kullanılan entegre bir ateş destek komuta ve kontrol sistemidir.

  1. İleri Bölge Hava Savunma Komuta ve İstihbarat Sistemi

Bu sistem, yüksek, orta ve alçak irtifa hava savunma silahlarının komuta ve kontrolünde kullanılıyor.

  1. Tüm Kaynak Bilgi Analiz Sistemi

Bu sistem, esas olarak stratejik düzeyden taktik düzeye kadar çeşitli istihbarat bilgilerini ve elektronik harp kaynaklarını almak, görüntülemek, işlemek, dağıtmak ve sonuçları iletişim sistemi aracılığıyla her düzeydeki komutanlara ve muharip birliklere iletmek amacıyla kullanılan bir istihbarat/elektronik harp sistemidir.

  1. Muharebe Hizmet Destek ve Kontrol Sistemi

Bu sistem, komutanlara ve personele lojistik destek çalışmalarının (ikmal, bakım, ulaştırma, tıbbi bakım, finans, personel vb.) planlanması, koordine edilmesi ve kontrol edilmesinde yardımcı olan, hizmet destek bilgilerini hızla toplayabilen, analiz edebilen ve iletebilen bir hizmet destek sistemidir.

  1. İletişim Sistemi

İletişim sistemi, bilgi iletimi ve değişimini sağlamak için departmanlar tarafından kurulur. Tiyatro iletişim sistemi ve stratejik iletişim sistemi ile yukarı doğru ve çeşitli muharebe birimleri ile aşağı doğru birbirine bağlıdır. İletişim yöntemleri arasında ses, veri ve faks bulunur. İletişim aralığı bir ordunun operasyonel kapsamını kapsayabilir.

III. Bilgi depolama ve görüntüleme

  1. Hacimsel Holografik Depolama, üzerinde çalışılan en eski optik depolama teknolojilerinden biridir.

Hacimsel Holografik Depolamanın Avantajları:

a) Yüksek depolama yoğunluğu ve büyük kapasite: Holografik yöntemler kullanılarak, bilgi ortamın tüm hacmine depolanabilmekte, bu sayede aynı depolama hacmi içerisinde çok sayıda hologramın çoklu olarak depolanması sağlanabilmektedir.

b) Yüksek veri aktarım hızı ve kısa erişim süresi: Holografik depolamada, bilgiler sayfalarda depolanır ve bu da son derece yüksek veri aktarım hızlarına ulaşmak için paralel okuma ve yazmayı mümkün kılar. Ek olarak, holografik veri tabanları, disk ve optik depolamada kullanılan mekanik okuma/yazma kafalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırarak adresleme için elektro-optik sapma, akusto-optik sapma veya dalga boyu seçimi gibi eylemsiz ışın sapma yöntemlerini kullanabilir.

c) Yüksek veri yedekliliği: Holografik kayıt dağıtılır ve depolama ortamındaki kusurlar veya hasarlar yalnızca veri kaybına neden olmadan sinyal yoğunluğunu azaltır. Bu nedenle, hacim holografik depolama yüksek veri yedekliliğine ve güçlü gürültü direncine sahiptir.

d) Uzun depolama ömrü: Depolama ortamında kaydedilen bilgiler 30 yıldan uzun süre saklanabilir.

  1. Holografik Projeksiyon

Modern askeri savaş üç boyutlu operasyonları içerir. İki boyutlu bir yüzeyde perspektif ve gölgelendirme gibi efektlerle derinlik hissi yaratan düzlemsel ekran projeksiyonlarının aksine, holografik projeksiyon teknolojisi bir görüntünün farklı yönlerinin herhangi bir 360 derecelik açıdan görüntülenmesini sağlayarak gerçek anlamda 3 boyutlu bir görüntü sunar.

  1. Üç Boyutlu Savaş Alanı Ortamı Simülasyon Sistemi

Üç Boyutlu Savaş Alanı Ortam Simülasyon Sistemi, üç boyutlu araziyi hızla oluşturmak ve sahne nesnelerini simüle etmek için elektronik bir kum masası kullanır ve gerçekçi bir üç boyutlu ortamı yeniden üretir. Her seviyedeki muharebe komutanlığı için üç boyutlu, dinamik ve etkileşimli simüle edilmiş bir arazi ortamı sağlar. Entegrasyon kavramına dayalı olarak geliştirilen Ortak Harekat Görev Sistemi, günlük kamp iletişimi, video gözetimi, uzaktan video konferans, kablosuz video dönüş iletimi ve tiyatro haritası gösterimi gibi işlevleri gerçekleştirebilir. Bu, birlik komutasını ve planlama operasyonlarını birleşik bir ortak harekat komuta ve planlama sistemiyle entegre eden bir platformdur.

IV Optik karşı önlemler

Fotoelektrik karşı önlemler, ışık dalgalarının etkisiyle rakibin fotoelektrik radyasyon kaynaklarına ait bilgileri yakalamak ve tespit etmek için fotoelektrik ekipman veya aygıtlar kullanan ve bu cihazların etkinliğini zayıflatmayı veya hatta yok etmeyi amaçlayan teknik önlemlere denir.

Fotoelektrik karşı önlemler, silah platformları ve diğer kritik askeri tesislerin savunulması (meşru müdafaa) ve keşif uyduları gibi rakibin fotoelektrik ekipmanlarına karşı önleyici müdahale ve baskılamayı kapsamaktadır.

Yaygın olarak kullanılan cihazlar arasında lazer uyarı sistemleri, lazer karıştırma cihazları, kızılötesi aldatıcı fişekler, kızılötesi karıştırma fişekleri, lazer koruyucu gözlükler, kızılötesi gizli kıyafetler vb. yer almaktadır.

  1. Kızılötesi Karıştırma Flaşları

Kızılötesi karıştırma fişekleri tutuştuklarında yüksek sıcaklıkta alevler üretirler ve belirli bir spektral aralıkta güçlü kızılötesi radyasyon enerjisi üretirler, böylece düşmanın kızılötesi algılama sistemlerini veya kızılötesi güdüm sistemlerini aldatırlar veya yanıltırlar.
Kızılötesi Karıştırma Flaşları

2. Lazer koruyucu gözlük

Lazer koruyucu gözlük

3, kızılötesi gizlilik teknolojisi
Kızılötesi gizlilik, düşmanın kızılötesi termal görüntüleme cihazının tespitinden kaçınmak (böylece kızılötesi monitördeki insanları insanlık dışı bir şekilde izlemek) ve böylece düşmanın yargısını bozarak düşmanın sizi bulamamasıdır.

kızılötesi gizli teknoloji

V. Gelişim eğilimleri

Askeri Alanda Fotoelektrik Bilim ve Teknolojisinin Gelecekteki Gelişim Eğilimleri

  1. Fotoelektronik Cihaz ve Sistemlerin Minyatürleştirilmesi

Daha büyük silah ve ekipmanlarda bile sensörlerin hafif, güç tasarruflu ve bakım gerektirmeyen olması istenmektedir. Bu nedenle çeşitli askeri fotoelektronik cihaz ve sistemlerin minyatürleştirilmesi önemli bir geliştirme yönü haline gelmiştir.

  1. Yeni Malzemelere Dayalı Fotoelektronik Aygıtlar

Fotoelektronik cihazların performansı büyük ölçüde kullanılan malzemelere bağlıdır.

Yukarıdaki bilgiler Zhonglian Xunke'den alınmıştır.

Ek: Hafif Silah Lazer Atış Sistemi

Hafif silah atış pratiği, askeri ve polis kuvvetleri için günlük eğitim konularından biridir. Şu anda, Çin'in askeri ve polis kuvvetlerindeki canlı atış eğitim poligonlarının çoğu hala manuel hedef sunumu, doğrulama ve puanlamaya dayanmaktadır. Askeri ve polis kuvvetleri için eğitim görevleri ağırlaştıkça, iş ve eğitim arasındaki çelişki giderek daha belirgin hale gelmekte ve manuel puanlamanın düşük verimliliği ve zayıf güvenliği gibi sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu sorunları ele almak için çözümler bulmak amacıyla teknolojik araçlar kullanılabilir. Bazı askeri ve polis kuvvetleri, atış eğitim poligonlarına yüksek hassasiyetli otomatik puanlama sistemleri sunmuş, canlı atışta puanlama yöntemlerini aktif olarak iyileştirmekte, süreç boyunca tamamen otomatik puanlama uygulamakta, puanlamada birden fazla adımı azaltmakta ve eğitim verimliliğini ve güvenliğini artırmaktadır.


Yorum yapın