紫外探测技术在军事上的应用

紫外探测技术在军事上的应用

【摘要】本文介绍紫外探测技术在紫外通信、紫外告警、紫外双色制导等军事方面应用并分析了紫外探测器的发展发展。

【关键词】紫外探测技术；真空型紫外探测器；通道光电倍增管；固体紫外探测器

随着紫外探测器性能的发展，紫外探测技术也已经在军用和民用领域得到了较为广泛的应用。

一、紫外探测技术在装甲装备上的应用

（一）导弹逼近紫外告警

坦克、装甲车辆容易受到低空飞机与直升机发射的红外制导与激光制导导弹的攻击，因此，地面车辆大都发展新型的导弹紫外告警技术。

紫外告警具有以下几个优点：

1.工作背景良好。由于避开了最强的太阳辐射背景，信息处理负担明显减轻，信号处理速度快，是低空防御的必备装置；

2.虚警率低。日盲紫外中近地空间的紫外背景辐射较少，紫外型系统适合于在中低空工作，同时也避开了最大的自然光源，信号探测难度降低，虚警率减少，探测效率提高：

3.紫外告警系统结构简化，体积小，重量轻，无需制冷。

（二）紫外通信

1.紫外通信特点：紫外光具有良好的散射特性，因此紫外光的空间传播通常分为视线型（line.of-sight简称los）和非视线型

（nonline—of-sight简称nlos）。其中通信系统的非视线工作方式正是基于这种强散射特性。它克服了其他空间光必须工作在直视方式的弱点。美国军方在20世纪70年代中期就已经开始了紫外波段的大气传输通信研究，利用“日盲区”大气中的紫外散射进行近距离通信。

总的说来紫外通信具有如下特点：

（1）低窃听率。是由紫外光在传输的过程中大气中的臭氧量、烟雾量和含尘粒子的吸收与散射，能量衰减得很快。因此紫外通信是一种有限距离通信（1km～2km），在通信距离之外即使使用紫外探测器也不能窃听。克服了短波、超短波、微波等通信手段有可能在极远距离发现通信信号的弱点。使得紫外光大气通信比其他大气通信方式具有更好的局域保密性。

（2）低分辨能力。由于紫外光通信的作用距离受限于大气层，故敌方即便在当地也难以截收紫外通信信号。常规无线电收发设备无法探测或干扰采用紫外技术的远方台站的通信环境。即使探测到紫外辐射，由于大气的散射作用，也很难从这些散射的信号中判断处发射机的位置。

（3）抗干扰。由于在日盲区工作，无太阳的紫外干扰，光通信系统将不会受自昼和夜晚环境的影响。紫外在大气中衰减强，敌人也难以干扰。

（4）全方位可非直视通信。紫外线具有较大的散射特性，决定了它不仅可以像其它通信系统一样进行定向通信，而且也可以进行

大角度非视线通信，克服各种地形障碍，并能绕过山丘，楼房等障碍物。

2.国内外紫外光通信系统发展现状。在1939美国海军就开始着手紫外光通信领域的研究，到2000年年美国gte公司为美国海军研制了一种实用的新型隐蔽式紫外光无线通信系统，已装备部队。目前，紫外通信技术表现出两个发展趋势，一个趋势是远距离低速率紫外光通信，通信距离一般要求为2～10 km，可传输数据和语音；另一趋势是高速率紫外光保密通信，一般要求通信距离为1 km 以内，通信速率要达到mbit·s 的水平。

（三）紫外/红外双色跟踪制导

第一代红外寻的精确制导导弹是目前导弹制导的主流。

第二代制导技术采用了紫外/红外双色跟踪制导（uv/ir）探测的方法，响应0.3～0.5 m紫外辐射波段和3～5 m中红外波段的辐射，以期获得更多的辐射信息，这种双色制导的导弹以美国研制与装备陆海军的“毒刺后继型”（stinger-post）为典型代表，双色制导系统的主要特点是：采用uv/ir双色探测器。

（四）紫外火控目标瞄准系统

紫外火控目标瞄准系统是相关装备火控系统的子系统，它主要将紫外成像仪、激光测距仪、火控数据计算机等设备进行合理配置，以完成对目标进行探测、跟踪，并指挥火力装置打击敌对目标的任务。

二、紫外探测器的发展

紫外探测技术的发展和各种应用都是建立在紫外探测与成像技术基础上的，紫外探测器是系统中的关键部件。目前，有多种紫外探测器可供选择，以满足不同领域的要求。

（一）真空型紫外探测器

1.早期真空型紫外探测器以光电倍增管（pmt）为代表，pmt是一种光电子发射型探测器，二次发射增益可达到 104，对单个光子能够响应，具有极高的响应速度，可实现微弱信号探测。

2.微通道光电倍增管（mcp）。带有微通道板（mcp）的光电倍增管——通道光电倍增管（mcp）是一种较新的紫外光电倍增管，不但探测灵敏度和角分辨率高，而且能成像。

3.多阳极微通道阵列（mama）探测器。探测器结构与微通道板成像探测器一样，只是阳极采用了多阳阵列技术，输出信号可转化成视频信号，并且可探测极高速移动的目标。

（二）固体紫外探测器

固体紫外探测器工作原理基于材料的内光电效应。光子在半导体内被吸收产生光生载流子，而后被电场分开，产生正比于光子流的电流。

三、结束语

随着紫外探测技术不断发展，紫外军用装备已向凝视型和多波段方向发展。但是也面临技术难题，如何把可见光和臭氧层不能反射的长波紫外线过滤出去、如何加大uv辐射的探测距离等。在一段时间内研制各种紫外与红外、可见光、毫米波或激光技术相结合的

军用装备和系统是紫外军事应用的发展趋势。