Gli ultimi sviluppi nel campo del miglioramento delle prestazioni, della riduzione delle dimensioni e del consumo energetico delle termocamere offrono opportunità senza precedenti non solo alle unità da combattimento, ma anche alle forze dell'ordine e alle strutture commerciali, come dimostrano perfettamente le immagini riprese dal dispositivo prodotto di FLIR Systems.
Al fine di soddisfare i severi requisiti di combattimento in materia di rilevamento, riconoscimento e identificazione di bersagli con qualsiasi luce e con qualsiasi condizione atmosferica, le capacità dei dispositivi a infrarossi a onde medie e lunghe sono in costante aumento migliorandone le caratteristiche e riducendone il peso, le dimensioni e parametri di consumo energetico.
La sensibilità, la risoluzione e il rapporto segnale-rumore sono parametri chiave in sistemi raffreddati ad alta efficienza e più piccoli non raffreddati. Si prevede che gli sviluppi nel campo dell'imaging a infrarossi a onde corte (SWIR) della gamma elettromagnetica (da 0,9 a 1,7 micron) saranno richiesti in un'ampia gamma di applicazioni di rilevamento e imaging militari. La raccolta e la sintesi di immagini dalle apparecchiature di rilevamento è diventata un'esigenza dominante nelle operazioni di combattimento, portando a dispositivi a doppio sensore per le operazioni smontate. Gli occhiali per la visione notturna i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles) di ITT Exelis, che combinano un intensificatore di immagini con una termocamera non raffreddata, nonché numerosi sistemi optoelettronici/a infrarossi per applicazioni terrestri e aeree sono un buon esempio in questo caso. Nel caso dei piccoli droni, questi sviluppi hanno anche permesso di passare da configurazioni a sensore singolo a configurazioni a doppio sensore delle apparecchiature di bordo, mentre lo sviluppo dell'elettronica per la generalizzazione dei dati dei sensori di bordo ha permesso di aumentare la consapevolezza situazionale del soldato riducendo il tempo necessario per identificare gli obiettivi.
La terza e ultima generazione di sistemi a infrarossi offre funzionalità avanzate come un numero elevato di pixel, frame rate elevati, migliore risoluzione termica e funzionalità multicolore ed elaborazione del segnale integrata per matrici di convertitori video a colori e non a colori. Nei sistemi di terza generazione sono attualmente in fase di sviluppo tre tecnologie di rilevamento:
• tellururo di cadmio e mercurio (MCT - mercurio-cadmio-tellururo) noto anche come HgCdTe;
• fotorivelatore ad infrarossi su pozzi quantistici - Quantum-Well Infrared Photodetector (QWIP);
• superreticoli (SLS) con strati stressati di tipo II a base di antimonidi.
Attualmente, il tellururo di cadmio-mercurio è il materiale semiconduttore più diffuso per i fotorivelatori a infrarossi e si prevede che, a causa delle proprietà di questo materiale, le sue possibilità e il suo campo di applicazione si espandano.
Il fotorilevatore QWIP molto compatto (matrice 384x288, pixel pitch 25 µm, infrarossi a onde lunghe) di Sofradir è particolarmente adatto per sistemi montati su veicoli come Catherine-XP TI di Thales. L'immagine mostra in una versione fissa
Poiché la tecnologia del fotorilevatore QWIP è in una fase iniziale di sviluppo, una struttura di superreticolo di tipo II relativamente nuova basata su InAS / Galnsb (Antimonide di indio / Antimonide di gallio e indio) potrebbe diventare un'alternativa alla tecnologia MCT nello spettro di lunghezze d'onda lunghe. L'array microbolometrico VOx (Vanadium Oxide) è attualmente la tecnologia più comune nei rivelatori non raffreddati. Ne vengono prodotti più di tutti gli altri array a infrarossi messi insieme e si prevede che questa tendenza si intensificherà nel prossimo futuro. Nel frattempo, lo sviluppo delle termocamere continua, ad esempio, DRS sta lavorando alla miniaturizzazione delle telecamere a onde lunghe (LWIR) nell'ambito del programma Aware (Advanced Wide-of-view Architecture for image Reconstruction and Exploitation - un'architettura moderna con un ampio campo visivo per il recupero e l'uso delle immagini), rilasciato dall'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata del Dipartimento della difesa degli Stati Uniti (Darpa). Questo programma è stato lanciato con l'obiettivo di aumentare il campo visivo, la risoluzione e le capacità giorno/notte delle termocamere con caratteristiche e costi ridotti di peso, dimensioni e consumo energetico. Lo sviluppo e l'ulteriore sviluppo di termocamere che operano nella regione dell'infrarosso a onde corte dello spettro contribuiscono a sostenere ulteriormente le operazioni di combattimento. Le termocamere di questo tipo offrono diversi vantaggi, tra cui: funzionamento sotto la luce delle stelle (possono ricevere una quantità adeguata di luce da sottili fenomeni naturali noti come bagliore notturno atmosferico), imaging vicino allo spettro visibile, rilevamento di bersagli nascosti nell'oscurità, permeabilità del camuffamento e, infine, la capacità di visualizzare beacon e laser utilizzati negli occhiali per la visione notturna.
fornitori americani
Sistemi Flir
Flir Systems produce una varietà di moduli e matrici per videocamere per l'integrazione in sistemi più grandi. Il portafoglio di sensori a lunghezza d'onda lunga di Flir è stato recentemente ampliato con i sensori Quark e Tau 2. Il microbolometro all'ossido di vanadio non raffreddato Quark è disponibile con risoluzioni array di trasduttori video 640x512 o 336x256 con passo di 17 micron. Si dice che sia il più piccolo al mondo e, di conseguenza, l'opzione "senza rivali" per i piccoli droni. Misura 17 x 22 x 22 mm, pesa tra 18,3 e 28,8 grammi (a seconda degli obiettivi) e ha un consumo energetico inferiore a un watt. Le dimensioni molto compatte hanno permesso all'azienda danese Sky-Watch di sostituire un sensore con due nel suo drone Huginn Xl del peso di 1,5 kg. Ora è in grado di utilizzare sia un Quark 640 termico che una fotocamera convenzionale. Aerovironment continua ad aggiornare centinaia dei suoi UAV Raven Mantis basati su Quark. La nuova azienda Trillium ha lanciato un giunto cardanico a base di Quark da 6, 35 cm e un peso di 227 grammi.
Il microbolometro Quark non raffreddato di Flir Systems è considerato il più piccolo al mondo. È disponibile con risoluzione della matrice di conversione video 640 x 512 o 336 x 256 e pixel pitch di 17 micron
La famiglia di termocamere non raffreddate Tau 2 di nuova generazione è dotata di un'elettronica migliorata in tre formati (Tau 640x512, 336x256 e 324x256) con passo di due pixel (17 micron per 640/336 e 25 micron per 324) per una varietà di applicazioni, tra cui remote macchine controllate, ad esempio l'eliporto canadese Draganfly X6, gli UAV Desert Hawk III di Lockheed Martin e Puma di Aerovironment. L'array Tau è stato utilizzato in centinaia di sensori di consapevolezza situazionale a terra non presidiati prodotti da NGC Xetron, L-3 Nova Engineering e Digital Force Technologies.
Presentazione della termocamera tattica per visione notturna FLIR serie H con i miei sottotitoli
Flir presenta Photon HRC con uno dei sensori 640x512 più piccoli tra le telecamere refrigerate a onde medie. Una matrice di antimonide di indio con un passo di 15 micron pesa meno di 454 grammi ed è utilizzata in un'ampia varietà di applicazioni. Nella stessa gamma, Flir offre molti altri dei suoi prodotti. È la telecamera Neutrino più piccola e leggera su un antimoniuro di indio 640x512, 15 micron e una famiglia di rivelatori MCT 640x512 molto compatti basati su sensori µCore-275Z e Min-Core HRC con zoom ottico continuo, eliminando la necessità di obiettivi multipli, avanzati elaborazione delle immagini e ottiche con più campi visivi. È stato riferito che il modello base µCore-275Z ha una gamma di rilevamento, riconoscimento e identificazione di esseri umani e macchine, rispettivamente, 9, 2, 2, 9, 1, 2 e 15, 5, 6 e 3, 3 km. Infine, Flir offre la fotocamera Tau con un sensore di arseniuro di gallio da 640x512 o 320x240 da 25 micron. Entrambe le opzioni pesano solo 130 grammi con un obiettivo M24, il che le rende ideali per auto piccole e dispositivi di sorveglianza alimentati a batteria.
La nuova generazione della famiglia Tau 2 Flir Systems di termocamere LWIR non raffreddate presenta un'elettronica migliorata ed è disponibile per una varietà di applicazioni, inclusi piccoli droni come il canadese Draganfly X6 e Desert Hawk III di Lockheed Martin (nella foto)
RAYTHEON
Raytheon, anche leader mondiale nelle termocamere raffreddate e non raffreddate, offre la più ampia gamma di prodotti per applicazioni spaziali, marittime, aeree, terrestri e smontate. Raytheon offre una gamma ampliata di kit multisensore aereo integrando termocamere raffreddate a onde medie e lunghe in piattaforme controllate e telecomandate.
D'altro canto, la sua tecnologia di rilevamento non raffreddata è destinata principalmente ad applicazioni terrestri; Il robusto ed estremamente leggero binocolo PhantomIRxr e i telescopi per imaging termico catturano i bersagli giorno e notte, in presenza di fumo e nebbia. I veicoli cingolati e gommati, dotati dell'amplificatore di visione del conducente DVE di Raytheon, non perdono la manovrabilità giorno e notte, inclusa la piena mobilità in caso di nebbia e foschia. Raytheon offre un sensore Vox non raffreddato a lunghezza d'onda lunga 320x240 e 640x480 con passo 25 micron, mentre offre un sensore non raffreddato con passo 640x512, 1280x1024 e 1920x512 con passo 20 micron.
L3
Alla fiera dei sistemi senza pilota AUVSI, L3 Cincinnati Electronics ha presentato il suo nuovo sistema a onde medie Night Warrior µCam 640, che l'azienda afferma essere una delle più piccole termocamere raffreddate. Questa termocamera si basa su una matrice 640x512 con passo 15 micron e tecnologie HOT (High Operating Temperature). Funziona a temperature più elevate rispetto ai prodotti all'antimonide di indio, producendo immagini di altissima qualità paragonabili ai sistemi di imaging termico non raffreddati. Con un peso inferiore a 500 grammi e un consumo di 6 watt, il NightWarrior 640 è dimensionato per una batteria C (denominata anche R14, 343, Baby), consentendone l'aggiunta a sistemi che in precedenza potevano essere utilizzati solo da dispositivi non raffreddati. Gli ingegneri di L-3 CE hanno progettato il NightWarrior 640 per una facile integrazione in una varietà di applicazioni, dai dispositivi portatili alle stazioni di armi controllate a distanza. L3 CE sta prendendo in considerazione una varietà di opzioni ottiche tra cui obiettivi da 250 mm di fascia media.
BAE
Allo stesso spettacolo, BAE Systems ha mostrato quella che chiama la più piccola telecamera multispettrale (che pesa solo 144 grammi) progettata per l'installazione su piccoli droni. L'azienda ha inoltre introdotto un sistema con una propria elaborazione dei dati sensoriali e la loro integrazione al fine di migliorare la consapevolezza situazionale del soldato riducendo i tempi per l'identificazione dei bersagli. Grazie al nuovo sistema di sensori a fusione digitale (DFSS), l'innovativo sensore combina l'immagine di una telecamera per la visione notturna ad alta sensibilità e l'immagine di una termocamera a onde lunghe non raffreddata (fornita da BAE Systems per i telescopi dei sistemi d'arma) su un singolo display, che consente ai soldati nel più breve tempo possibile di valutare intuitivamente la scena utilizzando un dispositivo telecomandato. Con questo tipo di tecnologia di fusione, i soldati non devono passare avanti e indietro tra le telecamere diurne e a infrarossi, secondo BAE Systems. Una serie di sensori multispettrali è stata mostrata su un drone con quattro rotori Air Robot AR-100B. Il sistema si adatta alle condizioni esterne di ogni attività, quindi l'operatore non deve scegliere tra un sensore diurno o a infrarossi prima di iniziare. BAE Systems sta esplorando la possibilità di utilizzare una telecamera per la visione notturna a colori oltre a un puntatore laser e una termocamera non raffreddata. Questo sistema è in fase di test da parte del Comando Operazioni Speciali degli Stati Uniti. Si sta anche valutando la possibilità di ottenere dati di immagini digitali a distanze fino a 3500 metri.
L'innovativo sensore combina l'immagine di una telecamera per la visione notturna altamente sensibile e l'immagine di una termocamera a onde lunghe non raffreddata (fornita da BAE Systems per cannocchiali da arma) in un'unica immagine grazie al nuovo sistema di fusione di immagini digitali Digitally Fused Sensor System (DFSS)
Le termocamere SWIR e LWIR di UTC Sensors Unlimited sono utilizzate dalla controllata Cloud Cap Technology per creare una famiglia di stazioni optoelettroniche Tase, inclusa la Tase 150 per piccoli droni.
società UTC
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited offre una linea completa di prodotti di imaging SWIR (infrarosso lontano [onde corte]). Lo scorso aprile, Sensors Unlimited ha presentato una fotocamera SWIR di nuova generazione in arseniuro di indio e gallio con caratteristiche di peso e dimensioni ridotte e consumo energetico e un'elevata sensibilità grazie a una matrice di 640x512 pixel con un pixel pitch di 12,5 micron, utilizzando algoritmi proprietari di miglioramento dell'immagine.
Questa fotocamera pesa meno di 55 grammi e ha un consumo energetico fino a 3 W, fornendo immagini in tempo reale in varie condizioni di illuminazione (dalla luce del giorno alla scarsa illuminazione), immagini termiche in grado di "vedere" attraverso nebbia, foschia e cortina fumogena, come oltre al puntamento laser… Nell'aprile 2012, Sensors Unlimited ha introdotto la nuova fotocamera GA640C-15 A "Cubic Inch" non raffreddata con una risoluzione di 640x512 pixel con incrementi di 15 micron. Con un peso inferiore a 26 grammi senza obiettivo e un consumo energetico di soli 1,5 W, è un candidato ideale per l'integrazione in soluzioni per soldati smontati. Le termocamere a onde corte e lunghe vengono utilizzate dalla controllata Cloud Cap Technology per creare una famiglia di stazioni optoelettroniche Tase, tra cui la Tase 150 per piccoli droni.
La più piccola della famiglia di micro-stazioni offerte da UTC Cloud Cap Technology include la Tase 150 da 900 grammi, che include un imager full frame 640x480 con due modalità (miglioramento dell'immagine e termocamera), un sistema GPS / INS in miniatura e il relativo interfacce
azienda DRS
DRS Technologies è un produttore leader di camere di microbolometro all'ossido di vanadio (Vox) non raffreddate e di camere refrigerate al tellururo di cadmio e mercurio (MCT). È stata la prima azienda ad offrire termocamere non raffreddate con passo da 17 micron e, più recentemente, termocamere MCT da 12 micron. DRS Technologies è il principale fornitore dell'esercito americano e di molti produttori di droni. Il dispositivo ultracompatto Tamarisk 320 ha un peso leggero (30 grammi), un basso consumo energetico (750 milliwatt). Il suo nucleo è un microbolometro VOx 320x240 con passo di 17 micron e tecnologia NIR non raffreddata. Viene offerto come telecamera autonoma o come modulo configurabile con diversi obiettivi e frame rate. Nel febbraio 2013, DRS Technologies ha introdotto la variante Tamarisk TI 640x480, che offre una qualità eccellente in dimensioni ridotte (46x40x31 mm senza ottica), peso ridotto (<60 grammi) e basso consumo energetico (<1,5 W). La famiglia di dispositivi Tamarisk è ampiamente utilizzata non solo nei veicoli, negli UAV, ma anche come parte dell'equipaggiamento dei soldati smontati. Il modello 640 di questa famiglia è installato sul drone Falcon.
Europa e resto del mondo
L'azienda SOFRADIR
Sofradir è uno dei leader mondiali nelle tecnologie al mercurio e al tellururo di cadmio. Con l'acquisizione di apparecchiature e tecnologie di antimoniuro di indio da Sagem, tecnologie QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) e matrici di arseniuro di indio e gallio da Thales nell'ambito di un accordo firmato nel dicembre 2012, Sofradir ha rafforzato la propria leadership di mercato in Europa e nel mondo come fornitore di un completo linea di tecnologie e prodotti refrigerati e non. Gli articoli non raffreddati sono a carico della sua controllata Ulis.
Questo gruppo industriale francese propone un nuovo rivelatore non raffreddato (42x30x9mm) basato su una matrice InGaAs (640x512, 15 micron, SWIR) chiamato Snake. Ha un'elevata sensibilità e risoluzione ed è adatto per un'ampia varietà di applicazioni, come dispositivi di visione notturna portatili e portatili e stazioni optoelettroniche di bordo.
Il fotorilevatore QWIP molto compatto (384x288, 25 micron, LWIR) è adatto per sistemi montati su veicoli come il Thales Catherine-XP TI, mentre la termocamera Scorpio a onde lunghe è l'ultima aggiunta alla famiglia diffusa (640x512, 15 micron). Questa famiglia fornisce le qualità necessarie per le applicazioni terrestri come l'alta sensibilità, l'alta risoluzione e la gamma estesa.
I rilevatori a infrarossi Sofradir sono utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni già collaudate, tra cui il missile MBDA Storm Shadow / SCALP EG, i contenitori di puntamento e navigazione Thales Damocles e Navflir, le termocamere portatili e veicolari Catherine Thales Sophie e Sagem Iris e Sada II termocamere (per veicoli corazzati statunitensi).
L'azienda sta lavorando a nuovi rilevatori per innovare, migliorare le capacità e la compattezza dei suoi prodotti. I prodotti recenti includono e-APD (fotodiodo a valanga), convertitori video dual-band con differenza di temperatura di rumore equivalente molto bassa (NETD) e altre nuove applicazioni. La principale direzione di sviluppo di Sofradir è ridurre ulteriormente la dimensione dell'elemento immagine minimo, che aumenterà il numero di pixel in un rivelatore e manterrà la dimensione complessiva del sistema. A questo proposito, l'azienda ha già dimostrato una matrice con un passo di 10 micron. Sofradir sta inoltre esplorando la possibilità di aumentare le temperature di esercizio fino a 150K al fine di offrire stampi di raffreddamento più piccoli, leggeri e affidabili per la creazione di prodotti con peso, dimensioni e consumo energetico inferiori.
CASSIDIAN
Cassidian Optronics offre termocamere raffreddate e non raffreddate come parte della famiglia Attica (Advanced Thermal imager with Two-dimensional IR CMOS Array), che utilizza una tecnologia all'avanguardia per core a media e lunga lunghezza d'onda. Possono essere montati su treppiedi e nei veicoli, mentre per i dispositivi portatili è preferibile una termocamera LWIR non raffreddata in miniatura. Cassidian Optronics offre prodotti per una varietà di applicazioni, compresi i sistemi di sorveglianza per i sistemi di antenne Goshawk-II HD / HDT.
Società AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) è equamente di proprietà di Diehl BGT Defense e Rheinmetall e fornisce nuclei e moduli per l'intera gamma spettrale da 1 a 15 micron basati su MCT e rivelatori a infrarossi di tipo II con super reticolo (InAs / GaSb). Oggi Aim offre termocamere HiPIR-640 (MWIR o LWIR, 3rd Gen, 640x512, pixel pitch 15 micron) a base di tellururo di cadmio e mercurio, con rilevatori di tipo MWIR operanti a temperature superiori a 120K. Il portafoglio di Aim include termocamere della serie µCAM-640 (MWIR raffreddato basato su MCT e LWIR non raffreddato) per i droni Luna e Aladin, nonché il mirino termico HuntIR / RangIR per l'esercito tedesco. La macchina criogenica MWIR / MWIR a due colori basata sul super reticolo di tipo II fornisce soluzioni innovative per i sistemi di allarme di attacco missilistico, mentre il sensore dual-band MWIR / LWIR 640x512 dalla macchina criogenica è in fase di sviluppo per la telecamera di prossima generazione.
I sensori Sofradir sono utilizzati per un'ampia varietà di tecnologie comprovate, tra cui il missile MBDA Storm Shadow/Scalp EG, i contenitori di puntamento e navigazione Thales Damocles e Navflir, le fotocamere Catherine e Iris e la famiglia di sistemi portatili Thales Sophie (nella foto)
Rilevatore Scorpio LW - l'ultimo membro della famiglia 640x512 15 micron
THERMOTEKNIX
L'azienda britannica Thermoteknix Systems offre la famiglia di convertitori video Miricle con tecnologia XTI shutterless. Include il modello 110KS ultracompatto non raffreddato senza parti mobili (senza otturatore), mentre la Xenics Infrared Solutions belga offre una famiglia di telecamere ad alta risoluzione basate sul cosiddetto "Xenics Core". Costruite su una piattaforma comune (SWIR e MWIR FGA), la telecamera Xenics SWIR XSW-640 e la telecamera LWIR XTM-640 pesano meno di 100 grammi e consumano meno di 2 watt. Sono facilmente combinabili, le immagini corrispondenti ottenute in qualsiasi condizione atmosferica e con qualsiasi luce, vengono sovrapposte e fuse in un'immagine spettrale complessa con un maggiore contenuto informativo.
La stazione optoelettronica M-STAMP della famiglia Controp Stamp pesa solo 1,2 kg. Include una fotocamera con zoom diurno e una termocamera non raffreddata. Funziona bene per droni leggeri come Elbit Systems Skylark-I e Aeronautics Orbiter (nella foto)
Azienda ASELSAN
Per soddisfare le esigenze nazionali e internazionali, Aselsan ha sviluppato una famiglia di droni stabilizzati a gimbal biassiali per droni grandi e piccoli, che includono un puntatore laser e un sensore, una telecamera a colori diurna o una telecamera a infrarossi notturna non raffreddata. La versione con telecamera a infrarossi è stata mostrata all'IDEF 2013 su minidroni e velivoli ad ala rotante ARI-1T.
Le esigenze militari, e in seguito le esportazioni, hanno costretto l'industria israeliana a sviluppare le sue capacità nazionali in questo settore. Di proprietà di Rafael ed Elbit Systems, Opgal Optronic Industries offre un'ampia gamma di sensori di imaging termico ultracompatti e a bassa potenza che fungono da base per i sistemi di imaging termico prodotti sia in Israele che all'estero. I sensori di imaging termico Opgal con supporto per fotorivelatori basati su VOx e ASi sono ideali per applicazioni smontate, terrestri e aeree. Degno di menzione è anche Semiconductor Devices (SCD), una joint venture tra Elbit Systems e Rafael. Progetta e produce una gamma completa di rivelatori a infrarossi InSb, MCT e VOx ed è il più grande fornitore al mondo di array 2D di antimoniuro di indio.
Controp ha recentemente mostrato il suo T-Stamp da 3 kg, che ospita una telecamera diurna, una telecamera notturna e un puntatore laser. La termocamera op è disponibile nelle versioni raffreddate o non raffreddate, ma entrambe utilizzano la tecnologia unica dell'obiettivo con zoom ottico continuo
azienda CONTROP
Lo specialista Controp, di proprietà di Rafael e del produttore di UAV Aeronautics, è il leader mondiale nell'avionica per droni leggeri, sebbene produca anche prodotti per piattaforme terrestri, aeree e offshore. Il membro più piccolo della famiglia Stamp M-Stamp pesa solo 1,2 kg con fotocamera diurna e termocamera non raffreddata ed è adatto per l'installazione su droni come Skylark-I di Elbit e Orbiter di aeronautica e vari sistemi Bluebird Aero.
Presentazione del drone Skylark-I-LE di Elbit
Nel giugno 2013, Controp ha introdotto una stazione optoelettronica T-stamp a tre sensori, completamente stabilizzata, di peso inferiore a 3 kg, che include una telecamera diurna e notturna e un puntatore laser. La termocamera può essere raffreddata o meno, inoltre, come la maggior parte delle termocamere Controp, queste opzioni hanno un esclusivo obiettivo con zoom ottico continuo. L'azienda fornisce anche la famiglia di telecamere FOX con obiettivi zoom x22, x36, x55, che includono sensori di terza generazione in lunghezze d'onda medie 320x258 o 640x512, nonché rilevatori a lunghezza d'onda non raffreddati con obiettivi con zoom ottico continuo brevettato.
