传感技术在军事应用

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无线传感器网络在军事领域的应用

无线传感器网络在军事领域的应用

无线传感器网络在军事领域的应用随着科技的不断发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Network,简称WSN)在军事领域的应用也越来越广泛。

无线传感器网络是一种由大量分布在特定区域的无线传感器节点组成的网络系统,它可以实时感知、采集和传输各种军事信息,对军事作战具有重要的意义。

首先,无线传感器网络在军事领域的应用可以提高军事作战的情报收集能力。

通过部署在战场上的无线传感器节点,可以实时监测和感知敌方的动态信息,包括敌军的位置、数量、行动和武器装备等。

这些信息对于指挥官制定作战计划、调配兵力和武器装备具有重要的参考价值,可以提高军队的作战效能和胜算。

其次,无线传感器网络在军事领域的应用可以加强军事目标的监控和防御能力。

通过在军事目标周围部署无线传感器节点,可以实时监测目标周边的环境变化,包括敌方的侦察、渗透和攻击等。

一旦发现敌方的威胁,无线传感器网络可以及时发出警报,提醒军队采取相应的防御措施,保护军事目标的安全。

此外,无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事通信的效率和可靠性。

传统的军事通信系统往往依赖于有线网络,受到地理环境和敌方干扰的限制。

而无线传感器网络可以通过无线信号传输数据,不受地理环境的限制,可以在复杂的战场环境中实现军事通信的全面覆盖。

同时,无线传感器网络还具有自组织、自适应和自愈合的特点,可以在网络节点故障或遭受攻击时自动调整和修复,保证通信的可靠性和稳定性。

最后,无线传感器网络在军事领域的应用还可以提高军事作战的精确打击能力。

通过在军事目标附近部署无线传感器节点,可以实时监测目标的位置、速度和方向等信息,为军队提供精确的目标定位和打击指导。

同时,无线传感器网络还可以与军事装备和武器系统进行无线连接,实现信息的共享和协同作战,提高军事作战的整体效能和精确度。

综上所述,无线传感器网络在军事领域的应用具有重要的意义和价值。

它可以提高军事作战的情报收集能力、目标监控和防御能力、通信效率和可靠性,以及精确打击能力。

传感器在军事上的应用

传感器在军事上的应用

传感器在军事上的应用高技术武器发展的主要特征是电子化,其核心技术则是传感技术和计算机技术。

在战场上一方面靠外部传感器快速发现与精确测定敌方目标,并通过计算机,控制火炮,快速精确地打击敌方目标;另一方面,靠各种内部传感器,测定火控系统、发动机系统等各部位各类参数,通过计算机控制,用以保证武器本身处于最佳状态,发挥最大效能。

因此有人说在实战中,看得见、听得到要靠传感器,打得准靠传感器,全天候作战靠传感器,故障诊断靠传感器是毫不夸大的。

下面具体从航空航天、主战坦克、舰船、地面战场警戒系统、军用机器人、军事化学器材等方面说明传感器在军事国防建设中的应用情况。

•在航空航天方面的应用传感器在航空方面有四种用途。

即:提供航器工作信息,起诊断作用;判断各分系统间工作的协调性,验证设计方案;提供全系统自检所需信息,给指挥员下决心提供依据;提供各分系统、整机内部检测参数,验证设计的正确性。

美国航天飞机上使用的传感器约有100 多种4000 多个。

俄罗斯大型运载火箭、载人飞船迅速发展,所需的传感器也相应迅速增长。

发展高质量、高水平的传感器,其品种多样,如压力、压差、绝压、温度、热流、耗量、燃气浓度、介质成分、密度、湿度、应变、摩擦、电场、磁场、生物电势等传感器。

欧洲航天局的阿里安娜火箭在试验阶段需测量参数常规的达到1000 个,低温参数大600 个。

在军用航空中,各国都强调空中优势与防御。

目前每架军用飞机需20 多种力学量的传感器,对操纵杆拉力、起落着陆冲击力、发动机的推动力、救生装置弹射力、进气管压力场分布及动态中各种压力、振动、加速度、角加速度、位移等参量的测量,还要对过载和燃油密度及飞行员呼吸的流量等参数的测量,检测机舱内含氧量、舱内烟雾报警、机载火控系统的设计、隐型用传感器等。

•传感器在主战坦克中的应用坦克的电子化是衡量坦克先进性的一个重要标志,其传感器主要装备在: 1 )发动机系统中使用的有绝压、速度、流量、温度、氧分压等传感器,用来检测、控制发动机,从而使坦克达到加速快,控制自如,以最少能耗保证最大的动力。

光电传感器网络在军事侦察中的应用研究

光电传感器网络在军事侦察中的应用研究

光电传感器网络在军事侦察中的应用研究随着人类社会的不断发展,战争也从古代的冷兵器时代快速进入到了现代化高科技武器的时代。

在现代战争中,军事侦察是第一道防线,其重要性不言而喻。

然而,在大规模战争中进行情报收集、信息传递和战争指挥是一项相当繁琐的任务,需要大量的时间和人力物力。

随着现代兵器技术的迅猛发展,射程、精度和火力威力等都得到了极大提升,其弊端就在于越来越难以隐藏,如何进行有效的军事侦察成为各军事大国面临的一个难题。

光电传感器网络技术作为一种新型的信息采集手段,对于提高军事侦查的能力和效率起着至关重要的作用。

一、光电传感器网络的原理光电传感器网络是一种基于光纤传输技术进行监控和监测的新型传感网络。

它可以实现多种物理量的采集和传输,包括电流、电压、光强、温度、压力等。

传感器节点通常由光电传感器、信号处理电路、主控芯片组成。

主控芯片通过处理传感器节点采集到的数据,将采集的信息进行信息编码,通过光纤传输到中心指挥系统进行分析处理和指挥。

光电传感器网络可以广泛应用于各种领域,如民用建筑监控、水文监测、金属温度测量、气象观测等。

在军事应用中,光电传感器网络可以用于战争指挥、信息采集、情报收集和局势判断等多方面。

其灵敏度高、可靠性强、覆盖面广、维护成本低等特点,使得其在军事侦察中有着广泛且长远的应用前景。

二、光电传感器网络在军事侦察中的应用1. 无人机监测系统现代无人机越来越受到各军事大国的青睐,越来越多的无人机被应用于军事侦察、空中打击和情报收集等领域。

无人机是光电传感器技术的重要载体,通过光电传感器网络技术建立的无人机监测系统能够实现对地面、水面、空中三个维度的监测,可以对周边环境进行全方位、多目标的探测和跟踪,提高军事侦察的精度和效率。

2. 边境防卫监控系统光电传感器网络系统可以用于建立边境防卫监控系统,对我国的边境地区进行全天候、多角度、实时的监测和控制,提高边防部门的控制能力和反应速度。

建立边境防卫监控系统能够有效的预防和打击非法越境、军事渗透、危险品走私等违法行为,维护国家安全稳定。

光纤传感技术在国防安全中的应用

光纤传感技术在国防安全中的应用

光纤传感技术在国防安全中的应用随着科技的发展,传感技术越来越成熟,其应用涉及到各个领域,其中光纤传感技术是一种新兴的技术。

光纤传感技术以其高精度、高灵敏度、高抗干扰等特性成为一种重要的应用技术,并被广泛应用于国防安全领域。

一、光纤传感技术的概述光纤传感技术是一种基于光学原理的传感技术,其工作原理基于光线在光纤中的传输。

光纤传感技术可以采集物理参数,如温度、压力、形变等,通过控制光纤传输时的相位、振幅、频率等特征,来实现精确的测量。

在光纤传感技术中,传输光纤是传感器的核心部件,其结构主要分为单模光纤和多模光纤。

在单模光纤传感系统中,光波只能沿着光纤的轴向传输,其能量主要集中在中心,因而能够实现高精度的测量;而多模光纤传感系统中,比单模光纤更容易制造和调制,但其空间均匀分布的特点容易受到干扰,从而使其测量结果不稳定。

二、在国防安全领域,光纤传感技术主要应用于通信、侦听、监测监控等方面,其特性能够保证数据的高精度和高保密性。

1. 光纤通信传统的通信方式很容易被窃听和干扰,而光纤传感技术的通讯信号主要是光信号,从而在传输过程中很难被干扰或窃听。

因此,光纤通信技术可以在军事通讯、情报交流等方面进行应用,以保证信息的安全性和保密性。

2. 光纤传感监测光纤传感监测技术可以实现对机械、电子设备的监测,并能够提供对底盘、航空航天等复杂系统的监控。

例如,飞行器的传感信号监测可以实时检测机载设备工作的状态,从而有效避免故障的发生,保证军事行动的成功;炮弹可以安装光纤传感设备,以检测其状态和位置,当发生异常的时候,可以及时进行调整,从而避免了人员伤亡和正常行动的失败。

3. 光纤传感侦听光纤传感技术可以应用于侦听领域。

如在早期的冷战中,苏联使用了一种叫做“光纤窃听器”的设备来刺探美国的机密情报。

这种设备通过在目标环境中铺设光纤传感器,再将信号传输至特定的信号处理器进行处理,从而实现对目标环境的隐蔽侦听。

4. 光纤传感防御光纤传感技术还可以用于国防安全领域的防御。

传感器技术在军事上的应用

传感器技术在军事上的应用

传感器技术在军事上的应用发布时间:2021-11-16T08:04:19.815Z 来源:《科学与技术》2021年第8月23期作者:崔迪1 孙玉涛2[导读] 传感器技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志崔迪1 孙玉涛21海军士官学校安徽蚌埠 2330122安徽财经大学安徽蚌埠 233012摘要:传感器技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志。

而信息化战争又要求作战系统“看得明、反应快、打得准”,谁在信息的获取、传输、处理上占据优势,谁就能掌握战争的主动权。

为了加强人们对传感器及其技术的重要性的认识,在分析传感器的发展现状基础之上,举例探讨传感器在军事领域的典型应用。

关键词:传感器技术;自动控制;军事应用一、引言目前传感器在军事上的应用可以说是极其普遍 ,大到星体、飞机、舰船等装备系统,小到单兵作战装备;从通信技侦系统到后勤保障系统;从军事科学试验到军事装备工程;从战场作战到战略、战术指挥;其应用遍及战争准备、战争实施的每一个环节。

二、传感器技术的现状传感器一种检测装置,可以对数据进行处理、分析和传输,然后,将数据转换成信号输出。

传感器技术同计算机技术与通信一起被称为信息技术的三大支柱。

传感器技术发展到今天,大体经历了三代。

第一代传感器被称为结构型传感器,第二代为固体传感器。

伴随着互联网和计算机科学的发展,出现了第三代智能传感器。

智能传感器技术是涉及微机械、计算机技术、信号处理技术、传感技术等多种学科的综合性技术。

现阶段,传感器技术呈现出集成化和智能化的特点,使得传感器技术愈发具有稳定性,为自动化控制提供了基础和前提。

同时,成本的降低和生产工艺的提高,使得传感器技术的应用领域进一步拓展。

三、传感器技术在军事领域上的应用世界各国都非常重视传感器技术的发展。

英国、法国等国家在传感器开发方面的投入逐年增加。

传感器技术列于原苏联军用航天计划第5条。

正是由于世界各国对传感器技术的高度重视,传感器产业发展迅速。

光纤传感技术在军事领域的应用研究

光纤传感技术在军事领域的应用研究

光纤传感技术在军事领域的应用研究光纤传感技术是一种重要的传感技术,它利用光纤的特殊性质进行信号传输和检测。

近年来,随着光纤传感技术的不断发展,其在军事领域的应用也逐渐引起人们的重视。

本文将对光纤传感技术在军事领域的应用进行研究,包括其在军事测量、监测、通信和侦察领域的应用。

首先,光纤传感技术在军事测量领域的应用非常广泛。

由于光纤传感器的高灵敏度和高精度特点,可以用于测量各种军事装备的运动、形态和环境参数。

例如,光纤传感技术可以实现对战车、飞机等装备的应力、压力、温度和振动等参数的实时监测,为装备的性能评估和故障诊断提供数据支持。

此外,光纤传感技术还可以用于航空航天器的姿态测量,通过监测光纤的弯曲程度来获取航天器的姿态角度,从而提高航天器的导航控制能力。

其次,光纤传感技术在军事监测领域的应用也非常重要。

军事基地、军事装备和边境地区的安全监测是军事领域的重要任务。

光纤传感技术可以通过在地表或建筑物内铺设光纤传感网络,实现对军事设施周围环境的全方位、实时监测。

通过光纤传感器感知温度、湿度、气体浓度和振动等环境参数的变化,可以及时发现和报警异常情况,帮助保障军事设施的安全。

此外,光纤传感技术还可以用于监测管道的泄漏和破坏情况,提高军事设施的安全性。

光纤传感技术在军事通信领域的应用也备受关注。

在军事作战中,快速、可靠的通信对于战场指挥的高效和作战能力的提升至关重要。

而光纤传感技术作为一种高速、宽带、抗干扰的通信方式,被广泛应用于军事通信系统中。

光纤传感技术可以实现军事通信系统的高速传输、保密传输和远距离传输,提供高质量的语音、视频和数据通信。

此外,光纤传感技术还可以通过光纤传感器实现对军事通信线路的状态监测,及时发现通信故障和攻击行为,提高军事通信的可靠性和安全性。

最后,光纤传感技术在军事侦察领域也具有重要意义。

在战场情报收集和侦察中,高效、隐蔽的侦察手段可以有效提升军事作战能力。

光纤传感技术可以通过光纤传感网络实现对潜在目标区域周围环境的实时监测和侦察。

光电传感技术在军事目标侦查中的应用

光电传感技术在军事目标侦查中的应用

光电传感技术在军事目标侦查中的应用光电传感技术是一项以光学、电子技术为基础的现代高科技技术,广泛应用于军事目标侦查中,为军事行动提供了重要的技术支持。

光电传感技术包括红外传感技术、激光雷达技术、夜视技术等多种技术,它们都具有较强的隐蔽性和远距离侦察能力,是目前军事领域中应用最为广泛的技术之一。

其中,红外传感技术是一种基于红外辐射的检测和侦察技术,具有在夜间和恶劣气候条件下均能有效工作的特点。

利用红外传感器可以接收远景、近景和微距目标的红外辐射能量,转化为电信号,并通过信号处理与分析,使目标的图像和特征得以提取和分析,从而实现对目标的侦察、跟踪、识别和定位等多种功能。

激光雷达技术是一种在雷达传感器中使用激光作为发射器的技术,其工作原理与普通雷达相似,但因为激光的波长比较短,具有更高的分辨率和探测能力。

利用激光雷达可以对地物的三维信息进行高精度获取和建模,从而实现对目标的跟踪、识别和定位等功能。

夜视技术是一种利用低光电子技术和红外技术,将暗光环境下的微弱光信号变成人眼可以看到的图像的技术。

其原理是通过镜头将光信号聚焦到光电转换器上,转换成电信号后再由显像管产生图像。

夜视技术具有隐蔽性强、工作距离远、无声无光等特点,是军事目标侦查中最重要的侦察装备之一。

基于上述技术的应用,在现代军事侦察中具有不可替代的作用。

在军事领域的广泛应用中,光电传感技术为军事行动提供了强有力的技术保障,提高了军队的战斗力和作战效率。

无论是作为枪支配套的瞄准器,还是作为侦察装备的手持抱贝雷,光电传感技术的应用给军事目标的侦查和打击提供了强有力的技术支持,为战斗决胜提供了坚实的基石。

正因为如此,目前光电传感技术也在不断发展中,不仅能够更好地满足军事行动的侦察需求,还有望在未来的发展中更广泛地应用于民用领域,为人们的生活提供更好的技术保障。

无线传感网络技术在军事应用中的应用教程

无线传感网络技术在军事应用中的应用教程

无线传感网络技术在军事应用中的应用教程军事领域一直以来都是科技创新的驱动者,随着现代战争的发展,无线传感网络技术在军事应用中扮演着越来越重要的角色。

本文将介绍无线传感网络技术在军事应用中的应用教程,包括其原理、应用领域以及关键问题的解决方案。

无线传感网络技术是一种由大量的传感器节点组成的网络,这些节点能够通过无线通信进行相互连接和协作。

在军事应用中,无线传感网络技术被广泛应用于监测、通信、情报收集和环境侦察等领域。

它能够实时获取情报信息,提高军事行动的效率和安全性。

首先,无线传感网络技术在监测领域的应用非常广泛。

通过在战场上布置大量的传感器节点,可以对敌方目标、天气状况和地形地貌等进行实时监测。

这些传感器能够收集各种信息,如温度、压力、声音、光线等,并通过无线通信将数据传输到指挥中心。

指挥官可以通过监测结果做出决策,提高作战效果。

其次,无线传感网络技术在通信方面也有着广泛的应用。

战场上时常存在电磁屏蔽或截获的风险,传统的通信方式可能受到干扰,影响指挥系统的正常运行。

而无线传感网络技术可以通过多路径传输和自组织网络的特性,提供灵活可靠的通信手段。

通过节点之间的密集互连,即使部分节点被破坏,整个网络依然能够正常工作。

再次,无线传感网络技术在情报收集方面具有独特的优势。

通过在战区内广泛部署传感器节点,可以收集到大量敌方信息,如敌军行动轨迹、战术部署和人员编制等。

这些信息对于作战决策具有重要的参考价值。

无线传感网络技术不仅可以实时获取情报,还可以在节点之间共享信息,提供更加全面和准确的情报支持。

最后,无线传感网络技术在环境侦察方面也有着广泛的应用。

在战争中,对敌方目标的准确判断和侦查是非常重要的。

传统的侦察手段可能存在暴露风险,而无线传感网络技术可以通过节点的分布式部署和自主协作,实现对目标的持续监测和侦查。

这种方式可以降低侦察人员的风险,并提供更加准确的情报。

然而,在无线传感网络技术的应用过程中,也存在一些关键问题需要解决。

光纤传感网络在军事装备监控中的应用研究

光纤传感网络在军事装备监控中的应用研究

光纤传感网络在军事装备监控中的应用研究近年来,随着科技的快速发展和军事装备需求的提升,光纤传感网络在军事装备监控中的应用受到了广泛关注。

光纤传感网络作为一种基于光学原理的传感技术,具备高精度、远距离传输和抗干扰等优势,为军事装备监控提供了良好的解决方案。

本文将从以下几个方面探讨光纤传感网络在军事装备监控中的应用研究。

首先,光纤传感网络在军事装备监控中具备高精度的特点。

光纤传感网络采用光纤作为传输介质,利用光学传感原理实现对温度、应变、振动、气压等物理参数的测量与监控。

相比传统的电缆传感系统,光纤传感网络具有更高的测量精度,能够达到亚毫米级的测量精度,保证了对军事装备的高精度监测。

例如,在火炮的控制系统中,通过光纤传感网络可以实时测量火炮的运行状态、炮管的变形等参数,为火炮的精确控制提供重要数据支持。

其次,光纤传感网络能够实现远距离传输,为军事装备监控提供广阔的应用空间。

光纤传感网络利用纤芯内光信号的传输和模态特性,可以实现信号在几十公里乃至几百公里的距离内传输。

这在军事装备监控中具有重要意义,可以远程监测军事装备的运行状态,实现对远离基地区域的监控。

例如,在无人机的监控系统中,通过光纤传感网络可以实时接收并传输无人机的图像信息,将高清图像传输到指挥中心进行分析和判断,为军事装备的远程监控提供了可行性。

此外,光纤传感网络具备良好的抗干扰性能,为军事装备监控提供可靠的数据传输保障。

光纤传感网络采用全光纤式的结构,其内部不含电磁信号,能够有效抵御外界电磁干扰和窃听威胁。

这在军事装备监控中具有重要意义,可以保证军事装备监控数据的安全性和可靠性。

例如,在战舰的信号传输中,通过光纤传感网络可以实现对各个系统之间信号的隔离和保护,阻止潜在的干扰和窃听行为,保证军事装备监控数据的保密性。

另外,光纤传感网络在军事装备监控中的应用还可以实现多参数的同时测量与监控。

光纤传感网络可以通过不同的传感头实现对多个参数的同步测量,从而提供综合、准确的数据支持。

光电传感技术在军事装备中的应用

光电传感技术在军事装备中的应用

光电传感技术在军事装备中的应用第一章:引言随着现代科技的不断进步和发展,光电传感技术在军事装备中的应用越来越广泛。

光电传感技术是一种基于光电效应的技术,能够检测和采集来自外部光源的信号。

在军事装备中,光电传感技术可以用于军事勘测、目标识别、导航定位等多个领域,其优势在于具有高分辨率、高稳定性、高精度和高灵敏性等特点,因此在现代军事战斗中起到了重要的作用。

第二章:光电传感技术在军事勘测中的应用军事勘测是军队进行战场情报收集和分析的重要手段。

在军事勘测中,光电传感技术作为一种基于物理的探测手段,可以利用夜视仪、红外线热像仪等设备对战场情况进行探测和记录,以实现对敌情、地形等方面的监视情报,为战争的胜利作出贡献。

第三章:光电传感技术在目标识别中的应用在现代战争中,目标识别是一个至关重要的问题。

光电传感技术通过对光信号和电信号的处理,可以准确判断和识别目标,包括车辆、建筑物、人员等。

在战场上,利用红外线、激光雷达、高分辨率相机等光电传感设备可以对敌人的目标进行快速定位和标识,从而为军事行动提供有力的保障。

第四章:光电传感技术在导航定位中的应用军队在执行任务时需要精确的定位和导航,以便确定自己的位置和行动方向,为军事行动提供有力的保障。

光电传感技术可以通过全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)、光电测距仪等设备,对军队行动的位置、速度、方向等进行准确测量和确定,从而实现精确的导航和定位。

第五章:光电传感技术在军事装备中的发展趋势随着现代科技的不断进步和发展,光电传感技术在军事装备中的应用呈现出越来越广泛和多样化的特点。

未来,光电传感技术将进一步发展和完善,包括高分辨率、高灵敏度、实时性、自动化等方面的提高和改进,为军队提供更加精确、高效和安全的军事装备服务。

第六章:结论通过对光电传感技术在军事装备中的应用和发展进行分析和探讨,可以发现光电传感技术在军事装备中具有重要的作用和广泛的应用前景。

因此,军方需要进一步加强对光电传感技术的研发和应用,以满足现代战争的需要,为国家的安全和发展作出更大的贡献。

光电信息科学在军事领域的应用研究

光电信息科学在军事领域的应用研究

光电信息科学在军事领域的应用研究光电信息科学在军事领域的应用研究一直备受重视,并且取得了一系列重要的成果。

本文将探讨光电信息科学在军事领域的应用,并对其相关技术和未来发展进行分析。

一、引言光电信息科学是一门研究利用光和电子进行信息传输、处理和存储的学科。

在军事领域,准确、实时和高效的信息传输对于战斗力的提升具有重要意义。

因此,光电信息科学的应用在军队中得到了广泛应用。

二、光电传感技术在军事情报获取中的应用1. 光学成像技术光学成像技术是一种利用光学原理对目标进行成像的技术。

在军事情报获取中,光学成像技术可以用于侦察、监视和目标识别。

通过高分辨率的光学传感器,可以获取到远距离目标的清晰图像,并帮助军队判断敌方实力及动向。

2. 红外成像技术红外成像技术利用物体的红外辐射特性来进行成像。

它在军事情报获取中有着广泛的应用,尤其是在夜间或恶劣天气条件下。

红外成像技术可以实现对敌方目标的隐蔽监视,有效提高军事行动的隐蔽性和成功率。

三、光电导航技术在军事指挥控制中的应用1. 光纤陀螺仪光纤陀螺仪是一种基于光电效应原理工作的导航设备。

在军事指挥控制中,光纤陀螺仪可以用于精确测量飞机、舰船和导弹等平台的姿态和运动状态,并提供给指挥部门准确的数据支持。

2. 光电测距仪光电测距仪是一种利用光电探测技术测量距离的设备。

在军事指挥控制中,光电测距仪可以用于测量目标与自身的距离,为火力打击提供准确的数据信息,提高打击命中率和作战效果。

四、光电干扰技术在电子战中的应用1. 激光干扰激光干扰技术是一种利用激光束对敌方电子设备进行干扰的技术。

在电子战中,激光干扰技术可以用于干扰敌方通信、雷达和导航系统等关键设备,削弱敌方战斗力,提高己方生存能力。

2. 光纤通信干扰光纤通信干扰技术是一种利用光纤传输管道对敌方通信进行干扰的技术。

在电子战中,光纤通信干扰技术可以干扰敌方的通信链路,破坏敌方指挥系统和情报传输,从而扰乱敌方指挥控制。

五、光电信息科学发展趋势展望随着科技的不断进步,光电信息科学在军事领域的应用还将得到进一步的拓展和创新。

第8章 无线传感器网络在军事上的应用

第8章 无线传感器网络在军事上的应用

第8章 无线传感器网络在军事上的应用
当代的军事侦察卫星,是一双真正的千里眼,其主要优势 包括以下几个方面。
(1)运行速度快。 (2)辐射范围广。 (3)限制条件少。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
2.军事通信卫星 军事通信卫星是配置在空间无线电通信站、担负各种通 信任务的人造地球卫星,具有通信距离远、容量大、质量好、 可靠性高、保密性强、生存能力强、灵活机动等特点。战术 卫星是军事通信卫星的典型代表,是指在战场或作战区域中, 直接用于军事行动指挥控制的卫星通信装备、服务和程序。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
(7)武器发射控制。 武器发射控制的目的是控制武器到达正确的射击位置, 并按照预定的方式进行射击。通常会采用液压式或机电式随 动系统控制武器的射角、方位角与引信分划等射击诸元,使 之与火控计算机的输出值一致。当武器与运载体完全或部分 固连时,某些大口径自行火炮的方位角则同车体保持一致,此 时火控计算机的输出信息应传送给自动控制机构,驱动运载 体按照能够使弹头命中目标的方向运动。
第8章 无线传感器网络在军事上的应用
全球定位系统(GPS)技术的成熟和广泛应用使得对网络 节点位置信息的感知成为可能。通常会设定一些条件和前提 来降低节点定位技术的研究难度,比如节点具有测量与相邻 节点间距离的能力,节点不具有自主移动能力;或者如果有一 定比例的节点,其位置已知或者具有 GPS定位功能,那么这些 节点就可以作为定位的参考点;等等。但需要说明的是,在无 线传感器网络中,并不需要为所有节点配备 GPS接收装置,这 是因为一方面节点一般是廉价的,而 GPS接收装置的成本较 高;另一方面 GPS对使用环境有一定的限制,在水下、建筑物 等环境中不能直接使用。
(1)直升机障碍物规避激光雷达。 (2)化学战剂探测激光雷达。 (3)机载海洋激光雷达。 (4)成像激光雷达。

光电传感技术在军事中的应用研究

光电传感技术在军事中的应用研究

光电传感技术在军事中的应用研究光电传感技术是一种集光学、电子学和计算机技术于一体的复合技术,其关键技术包括光、电、机械等多个领域。

在军事中,光电传感技术是一项非常重要的技术,它可以改善军事情报收集、战场监视、目标指示等方面的技术水平,同时还可以提高军事作战的精确度和效率。

光电传感技术广泛应用于各种军事装备中,如无人机、侦察机、导弹、战斗机等。

这些装备中都配备着各式各样的光电传感器,用于侦察目标、搜寻敌军人员和装备、探测航空器等。

光电传感器还可以用于识别敌方航空器、反制无人机、监测目标区域等作用。

通过光电传感技术,军事装备的作战能力大大增强,能够更好地适应不同的作战环境和战斗任务。

在军事侦察方面,光电传感器的作用尤为重要。

光电传感器通过其特殊的波段探测技术,可以在复杂的大气环境中,对地面目标进行侦察和监测。

这种技术可以穿透不同媒介,例如烟雾、云雾、砂尘等,即便是在夜晚或黑暗的环境中,仍然可以对地面目标进行清晰的监测和探测。

这让军事侦察能够更加隐蔽、敏锐和灵敏,从而增加了其成功率和保密性。

另外,光电传感技术在导弹、卫星、天基雷达等领域同样发挥了重要的作用。

在导弹领域,光电传感器可以通过目标光辐射的辐射强度、波长、偏振等特征信息,精确地识别目标和跟踪目标的运动轨迹。

在天基雷达和卫星领域,光电传感器则可以用于探测不同的信号、辨别目标的类型等。

如果同步使用全色高分辨率光影像技术,将为军事侦察和作战提供更直观、更全面、更准确的情报信息。

但是,光电传感技术也存在着一些问题。

比如说,目前的光学设备还不能完全适应大气复杂环境和天气情况,还需要不断地改进和加强。

另外,军事中的光学设备很容易受到敌对方的破坏和攻击,需要通过一些防护措施和技术手段来保护其安全性和保密性。

总之,光电传感技术在军事中的应用是不可替代的,其可以用于军事侦察、作战指挥、精准打击等方面,对于提高军队战斗力和作战效率有着深远的影响。

目前,随着科技水平和技术手段的不断提升,光电传感技术必将不断完善和发展,为人类和军事领域提供更为强大的技术支持和作战手段。

光纤传感器在军事领域中的应用研究

光纤传感器在军事领域中的应用研究

光纤传感器在军事领域中的应用研究随着科技的不断发展,光纤传感技术在军事领域中得到了广泛的应用。

光纤传感技术与传统的传感技术不同,其利用光学和电子学的特性将物理、化学和生命过程转换成光学信号,具有高灵敏性、高分辨率、不受电磁干扰等特点,能够在恶劣环境下高效工作,被广泛应用于陆、海、空三军的通信、侦察、探测等多个领域。

一、光纤传感技术的原理光纤传感技术的工作原理类似于光纤通信,即通过光纤将物理、化学、生物等信息转换为光学信号,然后利用光电探测器将这些光学信号转换成电信号,并进行处理和分析。

光纤传感技术的典型应用包括温度、应变、振动和气体浓度等的探测。

与传统传感技术相比,光纤传感技术具有更高的灵敏度和精度,特别是对于一些小幅度振动的探测,它能够实现非常高的分辨率和灵敏度。

此外,由于光纤传输不需要外界电磁脉冲的干扰,也使得光纤传感技术在军事领域中应用更为可靠。

二、光纤传感技术在军事领域中的应用1. 战场通信在现代战争中,通信是极其重要的。

在许多情况下,通信中断可能导致战争失败。

由于光纤传感技术的高速传输和无电磁干扰的特性,它成为通信传输方案的最佳选择,能够在云层高度、全球范围内实现高速数据传输,从而大幅度提高作战中的信息传输效率和精度。

2. 侦察和监控在侦察和监控中,光纤传感技术具有较好的性能和优势。

它可以通过光纤传感技术在不同地形和环境条件下实现目标位置的准确探测和布控。

例如,在城市或山区深入侦察,光纤传感器可以探测到地下水位变化、地面振动、音频等多种信息,这些信息是其他传感器无法探测到的。

3. 兵器监控在军事领域中,光纤传感技术还可以用于兵器监控,实时监测兵器的状态和使用情况。

例如,可以通过光纤传感技术对武器内的温度、气压、振动以及结构变化等各种因素进行精确控制和监测,及时发现问题并采取有效措施,那么即使敌人进攻时,也能够及时发现问题并做出反应。

三、结语总的来说,光纤传感技术在应对现代战争战术和需求方面具有不可忽视的优势。

传感器网络在军事上的应用

传感器网络在军事上的应用

传感器网络在军事领域的应用信息化战争将是未来战争的基本形态,作战力量体现高度综合化、一体化、网络化的特征,各兵种“小单元”通过战场“大网络”实现横向间的“无缝”连接,上下级之间、人与武器、环境之间需要实时协同;信息化战争要求作战系统“看得明、反应快、打得准”,谁在信息的获取、传输、处理上占据优势(取得制信息权),谁就能掌握战争的主动权。

传感器网络技术的问世,对现有军事系统格局产生了巨大冲击。

它的影响绝不亚于互联网在军事领域里的广泛应用,将触发军事变革的一次重新启动,使军队建设和作战方式发生新的重大变化。

具体地说,传感器网络具有以下优势:●生存能力强传感器网络具有灵活的部署方式,例如通过飞机高空布撒,节点自组织地快速形成一个无线网络。

节点既是信息的采集和发出者,也充当信息的路由者,采集的数据通过多跳路由到达网关,各个节点地位平等,没有严格的控制中心。

每个传感器节点可以随时加入或离开网络,而不会影响整个网络的正常运行。

当某些传感器节点由于环境干扰或人为破坏而不能正常工作时,随机布设的大量传感器节点之间可以协调互补,动态连接成新的传感网络系统,保证部分传感器节点的损坏不会影响到全局任务。

因此,无线传感器网络在恶劣的战场环境下有着很强的生存能力。

●精确性和可靠性高由于传感器网络系统可以在监测区域大量布设低成本的传感器节点,使得传感器节点能够与探测目标近距离地接触,极大地消除了环境噪声对系统性能的影响。

通过多种类传感器的混合应用,可以在提高探测性能指标的同时从不同空间视角对监测对象进行监测,而多节点联合和多方位信息的综合能够有效地提高信噪比,形成覆盖面积较大的实时探测区域,从而提高监测准确性,克服卫星和雷达这类独立系统的技术难题。

由于传感器网络其特有的无需架设网络设施、具有生存能力强、探测精度高、成本低等特点,非常适合应用于恶劣的战场环境中,执行战场感知侦察、边境监控和后勤保障等任务。

以下将从这三个方面具体展开应用和相关技术介绍:1、传感器网络在战场感知侦察上的应用近期几场高技术局部战争表明,谁拥有感知战场态势的能力,谁就能够透彻地了解对手,掌握我情,洞察环境,先敌决策,快于对手行动,从而完全控制战场以至赢得战争的胜利。

武器系统中传感器技术的应用

武器系统中传感器技术的应用

武器系统中传感器技术的应用在当今的军事领域,武器系统的发展日新月异,而传感器技术在其中扮演着至关重要的角色。

传感器就如同武器系统的“眼睛”和“耳朵”,能够收集、处理和传递各种关键信息,为武器的精确打击、有效防御和高效作战提供有力支持。

传感器技术的种类繁多,包括但不限于光学传感器、声学传感器、电磁传感器、压力传感器、温度传感器等。

这些传感器在武器系统中发挥着不同的作用,相互配合,共同提升武器系统的性能。

光学传感器在武器系统中的应用十分广泛。

例如,在导弹制导系统中,红外成像传感器能够通过捕捉目标物体发出的红外辐射,从而实现对目标的追踪和锁定。

在夜间作战或者恶劣天气条件下,这种传感器能够发挥出巨大的优势,让导弹准确地击中目标。

此外,光学传感器还可以用于侦察卫星和无人机上,对地面目标进行高清成像和监测,为军事决策提供重要的情报支持。

声学传感器在潜艇作战中有着不可或缺的地位。

潜艇在水下航行时,依靠声纳传感器来探测周围的敌方舰艇、潜艇和水雷等目标。

声纳传感器通过发射和接收声波,并对回波进行分析,能够确定目标的位置、速度和类型。

现代声纳技术不断发展,使得潜艇能够在更远的距离上发现潜在威胁,并做出及时的应对措施。

电磁传感器在武器系统中的应用也非常重要。

雷达就是一种典型的电磁传感器,它通过发射电磁波并接收反射回来的信号,来探测空中、地面和海面的目标。

在防空系统中,高性能的雷达能够同时跟踪多个目标,并引导防空导弹进行拦截。

此外,电磁传感器还可以用于电子战中,对敌方的电磁信号进行监测、分析和干扰,削弱敌方的作战能力。

压力传感器在火炮系统中发挥着关键作用。

通过测量火炮发射时的膛内压力,能够优化火炮的设计和发射参数,提高火炮的射程和精度。

同时,压力传感器还可以用于监测武器系统的液压和气压系统,确保其正常运行。

温度传感器则在武器系统的热管理方面发挥着重要作用。

例如,在战斗机的发动机中,温度传感器能够实时监测发动机的温度,防止发动机过热而出现故障。

光纤光栅传感技术的应用与发展

光纤光栅传感技术的应用与发展

光纤光栅传感技术的应用与发展光纤光栅传感技术是指通过在光纤内部刻写一定的光栅结构,利用光栅和光纤的相互作用实现对物理量的测量的技术。

该技术具有灵敏度高、精度高、响应快和可靠性好等优点,已被广泛应用于工业、军事、生物医学等领域,并不断得到发展和改良。

一、应用领域1. 工业领域光纤光栅传感技术在工业领域主要应用于传感器领域,包括温度、压力、应力、振动等物理量的测量。

例如,利用光纤光栅传感技术可以实现对结构严密性和耐久性的实时监测,保证各种工业生产流程的稳定性和安全性。

2. 军事领域在军事领域,光纤光栅传感技术被广泛应用于火炮固定位系统、弹药储存和输送系统、导弹制导系统等领域。

3. 生物医学领域光纤光栅传感技术也广泛应用于生物医学领域。

通过对生物体内温度、压力、流速等生物参数的测量,可以实现对患者的精准治疗,为医学研究提供技术支持。

二、技术发展光纤光栅传感技术虽在以上领域得到广泛应用,但也面临着许多技术难题,例如信号干扰、自身稳定性等方面。

因此,技术研发人员不断改进和开发新技术,以满足各种实际应用环境的需求。

1. 新型光纤光栅传感技术新型光纤光栅传感技术包括弯曲光纤光栅、光纤微结构传感技术、多模干涉光纤光栅传感技术等。

这些技术在灵敏度和稳定性方面都有了显著提高。

2. 光谱光纤传感技术光谱光纤传感技术是近年来发展起来的一种新技术。

它利用光栅和光纤的互作用,将光信号转换为光谱信号,并通过光谱分析技术实现物理量的测量。

该技术具有非接触、快速、精确等特点,被广泛应用于生物医学、环境监测、化工等领域。

三、未来展望随着现代科技的不断发展,光纤光栅传感技术将在许多领域得到广泛应用,并不断进行技术升级和改进。

例如,基于光纤光栅传感技术的智能化生产系统、智能化城市建设等新应用领域将会广泛涉及。

同时,研发人员也会继续针对光纤光栅传感技术的实际应用需求,开发更加灵敏、精确、稳定的新型传感技术,以推动光纤光栅传感技术的发展和应用。

光电传感技术在军事装备中的应用

光电传感技术在军事装备中的应用

光电传感技术在军事装备中的应用随着科技的不断发展,军事装备也在不断地更新换代与升级,而光电传感技术就是其中不可或缺的一环。

光电传感技术是一种光学、电子技术相结合的技术,主要利用光线传输信息以实现各种目的,如检测、测量、控制等。

在军事领域中,光电传感技术已经广泛地应用于各种战斗装备中,为战争的胜利做出了重要贡献。

一、光电传感技术在夜战中的应用夜战是一种重要的作战形式,对于夜战而言,准确的掌握敌军动态信息是十分关键的。

而光电传感技术在夜晚战斗中起到了非常重要的作用。

由于夜晚的光线很弱,传统的观测手段很难得到有效的结果。

但是,光电传感技术可以利用红外光线感知,形成高清晰度的红外图像,从而实现敌军的有效侦查和分辨。

利用这种方式,可以实现在夜间的目标定位和跟踪,并且在精确度上也不逊于白天。

二、光电传感技术在卫星制导系统中的应用卫星制导系统是一种基于卫星定位和导航技术的位置信息系统。

在现代战争中,这一技术已经成为一种不可缺少的武器。

而光电传感技术在这一系统中则扮演了重要角色。

利用光电传感器可以实时获取卫星的位置和速度信息,并且实现卫星定位和导航。

这种技术可以实现高度的精准度和可靠性,使得卫星得以实现高效的指挥和监视。

三、光电传感技术在导弹制导系统中的应用导弹制导系统是一种在现代空战中广泛使用的技术。

而光电传感技术则是导弹制导系统中的重要组成部分。

由于导弹运行速度非常快,传统的雷达制导方式具有灵活性不够的问题。

而光电传感器则可以利用类似于夜视仪的红外光方式进行制导,实现更精准的飞行和控制。

这种方式在军事目标较小、移动速度较快的空战场景下更加有效。

四、光电传感技术在军事通信中的应用军事通信是领导指挥和士兵之间传递信息的重要途径。

而在这一过程中,安全性和保密性显然是十分重要的。

而光电传感技术则是军事通信中的保密手段之一。

通过利用光传输数据和信号,可以实现高度的保密性和安全性。

同时,利用光纤通信的方式还可以消除电磁波的干扰和窃听问题。

光纤传感技术及其军事应用

光纤传感技术及其军事应用

光纤传感技术及其军事应用王丹阳(电子工程学院20123949)摘要:文章简述了光纤传感技术和光纤传感器在军事上的重要应用状况,以光纤陀螺为例进行了详细说明,最后简述了光纤传感技术在军事上的发展趋势。

关键词:光纤传感技术光纤传感器光纤传感网络光纤陀螺1.引言随着传统通信技术的发展和成熟,光通信技术正朝着超高速、大容量通信的方向发展。

而光纤传感技术正是伴随着光纤技术和光纤通信技术的发展而发展起来的一种传感技术【1】。

早在 20 世纪60年代中期就出现了第一个关于光纤传感器专利以来,至今几十年,传感技术成为一项令当今世人瞩目的迅猛发展的高新技术之一,也是当代科学技术发展的一个重要标志,它与通信技术和计算机技术构成信息产业的三大支柱。

2.光纤传感技术研发进展2.1光纤传感技术随着光纤传感技术的发展,传统的通信用光纤及光纤器件已经无法满足传感技术日益发展的需要,在一定程度上制约了光纤传感技术发展速度【2-3】。

因而,世界各国将传感用光纤列为光纤技术领域中的重要研究课题之一。

目前,主要通过5种途径研发传感光纤:①对石英光纤进行某些特殊处理,使之获得传感器所需要的特性,这是早期光纤传感器所需要的光纤。

②改变光纤结构,获得两种工作类型的传感光纤,一种是保偏光纤,另一种是偏振光纤。

③改变光纤的掺杂材料,可以制成具有新特性的传感光纤,即在石英光纤种利用掺杂稀土金属离子,可制造出多种传感光纤。

④液芯光纤,是一种具有新型结构的光纤,它是用于传输紫外光波段光线的液芯光纤,现已开始用于研制测量温度、电压和折射率等参量的光纤传感器。

⑤光子晶体光纤(PCF)。

2.2光纤传感器光纤传感器是利用光纤优良的传输性能和奇特的传感功能来感测各种物理量和机械量,由于其具有灵敏度高、固有安全性、抗电磁干扰性强、高绝缘性、质轻柔软和集传感与传输于一体,以及能与数字通信系统兼容、防爆性好、光路可挠曲、易于与计算机连接、便于遥测、结构简单、体积小、重量轻、耗电少等诸多优点,在军事领域有着极其广泛的应用前景。

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3.2 红外探测器的应用
(1) 对战略弹道导弹的预警 为了适应未来战争的需要,美军于1994 年提出建立探测与跟踪 为了适应未来战争的需要,美军于 导弹发射的新一代卫星监视系统,以取代目前的DSP 计划。该计划 计划。 导弹发射的新一代卫星监视系统,以取代目前的 称为SBIRS计划 天基红外系统 ,由高轨与低轨卫星系统组成。高轨 计划(天基红外系统 称为 计划 天基红外系统) 由高轨与低轨卫星系统组成。 颗静止轨道卫星、 颗大椭圆轨道卫星组成, 由4 颗静止轨道卫星、2 颗大椭圆轨道卫星组成,主要用于探测与跟 踪处于助推段的弹道导弹:低轨系统计划用24 颗卫星组成, 踪处于助推段的弹道导弹:低轨系统计划用 颗卫星组成,用于捕 获与跟踪中段飞行的导弹, 计划预算230 亿美元。整个系统 亿美元。 获与跟踪中段飞行的导弹,SBIRS 计划预算 计划2020 年部署完毕。SBIRS 将具备同时跟踪战略与战术弹道导弹 年部署完毕。 计划 的能力,采用全新设计的红外传感器, 的能力,采用全新设计的红外传感器,高轨卫星采用扫描与凝视传感 低轨卫星采用捕获与跟踪传感器, 器,低轨卫星采用捕获与跟踪传感器,使卫星能对小型战术弹道导弹 快速发现与跟踪较弱信号,并采用复合星座设计, 快速发现与跟踪较弱信号,并采用复合星座设计,提高对各种导弹的 发现能力,扩大跟踪范围,尤其是中段跟踪,实现全过程监视与预警。 发现能力,扩大跟踪范围,尤其是中段跟踪,实现全过程监视与预警。
2 军用传感器的特征
• 传感器是一项军民两用的高技术,军用传感器是传感器产 传感器是一项军民两用的高技术, 业中的一个重要分支。与民用传感器相比, 业中的一个重要分支。与民用传感器相比,军用传感器具 有品种结构特殊,使用环境恶劣、技术指标高、 有品种结构特殊,使用环境恶劣、技术指标高、质量水平 产品的一致性、稳定性和可靠性) 等特殊要求, 高(产品的一致性、稳定性和可靠性) 等特殊要求,研制 生产难度大。 生产难度大。 • 近十年来,在微电子技术、微机械加工技术、纳米技术以 近十年来,在微电子技术、微机械加工技术、 及新型材料科学等高技术的推动下, 及新型材料科学等高技术的推动下,传感器技术已从单一 的物性型传感器进入功能更为强大、 的物性型传感器进入功能更为强大、技术高度集成的新型 传感器阶段。因此, 传感器阶段。因此,当代军用传感器已进入新型军用传感 器阶段,其典型特征是微型化 多功能化、数字化、 微型化、 器阶段,其典型特征是微型化、多功能化、数字化、智能 化、系统化和网络化,它必将对军用电子装备的发展起到 系统化和网络化, 先导和促进作用。 先导和促进作用。
3 传感器在军事上的应用
• 重点应用领域 当今,传感器在军事上的应用极为广泛,可以说无时不 当今,传感器在军事上的应用极为广泛,可以说无时不 无处不用,大到星体、两弹、飞机、舰船、坦克、 用、无处不用,大到星体、两弹、飞机、舰船、坦克、火 炮等装备系统,小到单兵作战武器; 炮等装备系统,小到单兵作战武器;从参战的武器系统到 后勤保障;从军事科学试验到军事装备工程; 后勤保障;从军事科学试验到军事装备工程;从战场作战 到战略、战术指挥, I”系统 从战争准备、 系统; 到战略、战术指挥,如:“C3I”系统;从战争准备、战 略决策到战争实施,遍及整个作战系统及战争的全过程, 略决策到战争实施,遍及整个作战系统及战争的全过程, 而且必将在未来的高技术战争中促使作战的时域、 而且必将在未来的高技术战争中促使作战的时域、空域和 频域更加扩大,更加影响和改变作战的方式和效率, 频域更加扩大,更加影响和改变作战的方式和效率,大幅 度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。 度提高武器的威力和作战指挥及战场管理能力。 列出了新型传感器在武器装备中的应用。 图1 列出了新型传感器在武器装备中的应用。
3.3 光纤传感器的应用
(1)光纤传感器在军事信息技术中的应用主要集中在如下几个方面: )光纤传感器在军事信息技术中的应用主要集中在如下几个方面: 基于光纤陀螺的对飞行器、水下兵器、 ① 基于光纤陀螺的对飞行器、水下兵器、陆用战车的惯性制导和对运动载体的 姿态控制; 姿态控制; 基于微振动传感器和光纤信息传输网, ② 基于微振动传感器和光纤信息传输网,用于海洋防卫和反潜作战的的光纤水 听器传感器阵列网和用于核外炸核查以及反核查光纤地震波监测网; 听器传感器阵列网和用于核外炸核查以及反核查光纤地震波监测网; 基于温度、压力、振动传感器的智能结构, ③ 基于温度、压力、振动传感器的智能结构,广泛用于水下兵器及航空航天等 领域 (2) 光纤陀螺成为惯性导航及控制领域的重点应用领域,它的应用可覆盖传统机 光纤陀螺成为惯性导航及控制领域的重点应用领域, 电陀螺的所有领域以及机电陀螺在惯性制导及姿态控制领域中可望而不可及 的领域,导致了强冲击下火炮捷联控制、炮射制导武器系统的发展。 的领域,导致了强冲击下火炮捷联控制、炮射制导武器系统的发展。 (3) 近十几年以来 已有多种高性能光纤水听器系统问世。如美海军研究实验室 近十几年以来,已有多种高性能光纤水听器系统问世 已有多种高性能光纤水听器系统问世。 (NRL) 与Litton 制导与控制公司共同研制的光纤水听器已装备在688 级攻击 制导与控制公司共同研制的光纤水听器已装备在 潜艇上并做了公开演示。 潜艇上并做了公开演示。 (4) 光纤传感器易于进行多点及分布式传感,实现智能结构。光纤传感器在军事 光纤传感器易于进行多点及分布式传感 实现智能结构。 多点及分布式传感, 上的其它应用包括地震波检测、核辐射检测、化学侦查、监测等。 上的其它应用包括地震波检测、核辐射检测、化学侦查、监测等。
1 军பைடு நூலகம்传感器类别
• 按军用传感器在装备中的作用和特点分为两类: 按军用传感器在装备中的作用和特点分为两类: • 用于探测军用装备外界信息的传感器称为外部传感器,如 用于探测军用装备外界信息的传感器称为外部传感器, 外部传感器 用于目标探测、精确打击、姿态控制的光电传感器、红外 用于目标探测、精确打击、姿态控制的光电传感器、 传感器、光纤陀螺等; 传感器、光纤陀螺等; • 而所有检测与控制内部各子系统、各部件、参数的传感器 而所有检测与控制内部各子系统、各部件、 均为内部传感器 如用于各类发动机系统、 内部传感器, 均为内部传感器,如用于各类发动机系统、火控系统和监 控系统的力学量传感器、温度传感器、光电传感器等。 控系统的力学量传感器、温度传感器、光电传感器等。 • 在实战中,各类武器装备一方面靠外部传感器快速发现与 在实战中, 精确测定并打击敌方目标; 精确测定并打击敌方目标;另一方面靠各种内部传感器保 证武器装备本身处于最佳状态,发挥最大效能。因此, 证武器装备本身处于最佳状态,发挥最大效能。因此,两 类传感器同等重要。 类传感器同等重要。
4 军用传感器的发展趋势
(1)微型传感器 ) 微型传感器是指芯片的特征尺寸为微米级, 微型传感器是指芯片的特征尺寸为微米级,采用微电子机械加工制作的 各类传感器的总称,是近代先进的微电子机械系统(MEMS) 中的重要组成部 各类传感器的总称,是近代先进的微电子机械系统 分。 工业发达国家的微型传感器发展迅速,且生产工艺成熟,现在已形成产 工业发达国家的微型传感器发展迅速,且生产工艺成熟 现在已形成产 品和正在研究中的微型传感器有压力、 力矩、加速度、速度、位置、 品和正在研究中的微型传感器有压力、力、力矩、加速度、速度、位置、流 电量、磁场、温度、气体、湿度、 离子浓度、 量、电量、磁场、温度、气体、湿度、pH 值、离子浓度、微型陀螺以及无 线网络传感器等,产品质量达到很高水平。 线网络传感器等,产品质量达到很高水平。 公司采用表面微机械加工技术在直径为100 mm 的SOI 基片上制作了 如Tronic 公司采用表面微机械加工技术在直径为 5500 多个电容式压力敏感元件,其压力测量范围为 ~145 kPa ,灵敏度 多个电容式压力敏感元件,其压力测量范围为65~ 为1 p F/ 100 kPa ,准确度< 1 %F·S ,产品尺寸为0. 5 mm ×2 cm 。 准确度 产品尺寸为 美国研制出一种用3 陀螺和3 美国研制出一种用 个MEMS 陀螺和 个MEMS 加速度计组成的微型 捷联式惯性导航系统样机,尺寸仅为2 质量5 捷联式惯性导航系统样机,尺寸仅为 cm ×2 cm ×0. 5 cm ,质量 g ,功 率小于1 ,它的体积、质量、耗电功率、价格和小型惯性导航系统之比为: 率小于 W,它的体积、质量、耗电功率、价格和小型惯性导航系统之比为: 体积比为0. 耗电功率比为4. 价格比为2 , 体积比为 012 %,质量比为 12 %耗电功率比为 2 %价格比为 %,美 ,质量比为0. 耗电功率比为 价格比为 国研制成功的MEMS 加速度计能承受火炮发射时产生的近 加速度计能承受火炮发射时产生的近105 g n 的冲击力, 的冲击力, 国研制成功的 可以为制导导弹提供一种经济的制导系统。 可以为制导导弹提供一种经济的制导系统。
• 传感器在军事上的应用举例 • 美国的军用传感器处于世界领先水平,且 美国的军用传感器处于世界领先水平, 已在天、 已在天、空、海、陆平台的实战中得到应 见表1 用,见表 。
3.1 微型传感器的应用
(1)在微型侦察卫星上的应用: )在微型侦察卫星上的应用: 2002 年2 月,美国成功地将世界上第一颗皮型卫星(小于 kg) 发射 美国成功地将世界上第一颗皮型卫星 小于1 小于 到离地面750 km 的轨道上,其外形尺寸为 in ×3 in ×4 in ,注:1in = 0. 的轨道上,其外形尺寸为(1 到离地面 025 4m) ,质量仅为 质量仅为245 g。另美国研制成功一个微尘卫星 小于 小于500 g) ,装 。另美国研制成功一个微尘卫星(小于 有7 个不同轴向的传感器,包括2 个磁传感器,2 个加速度传感器以及光、 个不同轴向的传感器,包括 个磁传感器, 个加速度传感器以及光、 湿度、压力传感器。 湿度、压力传感器。 (2)在导航系统上的应用: 在导航系统上的应用: 在导航系统上的应用 惯性传感器, 美国研制成功的一种加速度达105 g 的MEMS 惯性传感器,已用于智 美国研制成功的一种加速度达 能弹头和钻地弹头中,其抗震能力足以使弹头钻入地下后, 能弹头和钻地弹头中,其抗震能力足以使弹头钻入地下后,仍能对其进行制 控制并引爆。 导、控制并引爆。 (3) 用于陆军单兵作战的多功能电子设备: 用于陆军单兵作战的多功能电子设备: 该装置安装在士兵身上的各个部位,包括各类MEMS 传感器及其测控 该装置安装在士兵身上的各个部位,包括各类 系统,主要有智能头盔(包括夜视仪 红外/激光瞄准器等 包括夜视仪、 激光瞄准器等) 系统,主要有智能头盔 包括夜视仪、红外 激光瞄准器等 ,能有效地提高士 兵作战能力, 年起已逐步装备于陆军单兵作战。 兵作战能力,从2003 年起已逐步装备于陆军单兵作战。 (4) 在分布式机器人中的应用: 在分布式机器人中的应用: 美国军方列入研究计划的装有多种微型传感器的各类军用机器人有100 美国军方列入研究计划的装有多种微型传感器的各类军用机器人有 多种,其中已投入实际使用的有机器人坦克、自主式地面车辆、扫雷机器人、 多种,其中已投入实际使用的有机器人坦克、自主式地面车辆、扫雷机器人、 武器装备自动故障与排除系统等。 武器装备自动故障与排除系统等。
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