Os mais recentes desenvolvimentos no campo da melhoria do desempenho, redução do tamanho e do consumo de energia dos termovisores oferecem oportunidades sem precedentes não só para as unidades de combate, mas também para as estruturas policiais e comerciais, o que é perfeitamente demonstrado pelas imagens obtidas pelo dispositivo fabricado pela FLIR Systems.
A fim de atender aos rigorosos requisitos de combate em relação à detecção, reconhecimento e identificação de alvos em qualquer luz e em qualquer clima, as capacidades dos dispositivos infravermelhos de ondas médias e longas estão constantemente aumentando, melhorando suas características e reduzindo seu peso, tamanho e parâmetros de consumo de energia.
Sensibilidade, resolução e relação sinal-ruído são parâmetros-chave em sistemas resfriados e menores não resfriados altamente eficientes. Espera-se que os desenvolvimentos no campo da imagem infravermelha de ondas curtas (SWIR) da faixa eletromagnética (0,9 a 1,7 mícron) estejam em demanda em uma ampla gama de aplicações militares de imagem e detecção. Coletar e sintetizar imagens de equipamentos de detecção tornou-se uma necessidade dominante em operações de combate, levando a dispositivos de dois sensores para operações desmontadas. Os óculos de visão noturna i-Aware TM NVG (Óculos de Visão Noturna de Mobilidade Tática) da ITT Exelis, que combinam um intensificador de imagem com um termovisor não resfriado, bem como vários sistemas optoeletrônicos / infravermelhos para aplicações terrestres e aéreas são um bom exemplo neste caso. No caso dos pequenos drones, esses desenvolvimentos também possibilitaram passar de configurações de sensor único para sensor duplo de equipamentos de bordo, enquanto o desenvolvimento de eletrônica para generalização de dados de sensores de bordo possibilitou aumentar a consciência situacional do soldado reduzindo o tempo necessário para identificar os alvos.
A terceira e última geração de sistemas infravermelhos oferece recursos aprimorados, como alta contagem de pixels, altas taxas de quadros, melhor resolução térmica e funcionalidade multicolorida e processamento de sinal integrado para matrizes conversoras de vídeo coloridas e não coloridas. Em sistemas de terceira geração, três tecnologias de detector estão sendo desenvolvidas:
• telureto de cádmio e mercúrio (MCT - mercúrio-cádmio-telureto) também conhecido como HgCdTe;
• fotodetector infravermelho em poços quânticos - Quantum-Well Infrared Photodetector (QWIP);
• superredes (SLS) com camadas estressadas do tipo II com base em antimonídeos.
Atualmente, o telureto de cádmio-mercúrio é o material semicondutor mais difundido para fotodetectores infravermelhos e espera-se que, devido às propriedades desse material, suas possibilidades e campo de aplicação se expandam.
O fotodetector QWIP muito compacto (matriz 384x288, espaçamento de pixel de 25 µm, infravermelho de onda longa) da Sofradir é adequado para sistemas montados em veículos como o Thales 'Catherine-XP TI. A imagem é exibida em uma versão estacionária
Uma vez que a tecnologia do fotodetector QWIP está em um estágio inicial de desenvolvimento, uma estrutura de superrede tipo II relativamente nova baseada em InAS / Galnsb (Antimoneto de Índio / Antimoneto de Gálio e Índio) pode se tornar uma alternativa à tecnologia MCT em comprimentos de onda longos. A matriz microbolométrica VOx (óxido de vanádio) é atualmente a tecnologia mais comum em detectores não resfriados. Mais deles são produzidos do que todas as outras matrizes infravermelhas combinadas, e essa tendência deve se intensificar em um futuro próximo. Enquanto isso, o desenvolvimento de câmeras de imagem térmica continua, por exemplo, a DRS está trabalhando na miniaturização de câmeras de ondas longas (LWIR) sob o programa Aware (Arquitetura de campo de visão amplo avançado para reconstrução e exploração de imagem - uma arquitetura moderna com um amplo campo de visão para recuperação e uso de imagens), emitido pela Advanced Research Projects Agency do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (Darpa). Este programa foi lançado com o objetivo de aumentar o campo de visão, resolução e capacidades dia / noite dos termovisores com redução de peso, tamanho e características de consumo de energia e custo. O desenvolvimento e o desenvolvimento de termovisores operando na região do infravermelho de ondas curtas do espectro contribuem para suporte adicional para operações de combate. Os termovisores deste tipo oferecem várias vantagens, incluindo: operação sob a luz das estrelas (eles podem receber uma quantidade adequada de luz de fenômenos naturais sutis conhecidos como brilho noturno atmosférico), imagens perto do espectro visível, detecção de alvos ocultos no escuro, permeabilidade de camuflagem e, finalmente, a capacidade de exibir faróis e lasers usados em óculos de visão noturna.
Fornecedores americanos
Flir Systems
A Flir Systems fabrica uma variedade de módulos e matrizes de câmeras de vídeo para integração em sistemas maiores. O portfólio de sensores de comprimento de onda longo da Flir foi recentemente expandido com os sensores não resfriados Quark e Tau 2. O microbolômetro de óxido de vanádio não resfriado Quark está disponível em resoluções de array de transdutor de vídeo 640x512 ou 336x256 com 17 mícrons de pixel. É considerado o menor do mundo e, como resultado, a opção "incomparável" para pequenos drones. Mede 17 x 22 x 22 mm, pesa entre 18,3 e 28,8 gramas (dependendo das lentes) e tem um consumo de energia inferior a um watt. As dimensões muito compactas permitiram à empresa dinamarquesa Sky-Watch substituir um sensor por dois em seu drone Huginn Xl de 1,5 kg. Agora ele pode usar tanto um Quark 640 térmico quanto uma câmera convencional. A Aerovironment continua a atualizar centenas de seus UAVs Raven Mantis baseados no Quark. A nova empresa Trillium lançou uma junta universal à base de Quark em 6, 35 cm e um peso de 227 gramas.
O microbolômetro Quark não resfriado da Flir Systems é considerado o menor do mundo. Ele está disponível em resolução de matriz de conversor de vídeo de 640 x 512 ou 336 x 256 e pitch de pixel de 17 mícron
A nova geração da família Tau 2 de termovisores não resfriados vem com eletrônica aprimorada em três formatos (Tau 640x512, 336x256 e 324x256) com dois tamanhos de pixel (17 mícrons para 640/336 e 25 mícrons para 324) para uma variedade de aplicações, incluindo remotas máquinas controladas, por exemplo, heliporto canadense Draganfly X6, UAVs Desert Hawk III da Lockheed Martin e Puma da Aerovironment. A matriz Tau tem sido usada em centenas de sensores de consciência situacional baseados em solo autônomos, fabricados pela NGC Xetron, L-3 Nova Engineering e Digital Force Technologies.
Apresentação da câmera térmica noturna de visão noturna FLIR série H com minhas legendas
Flir apresenta o Photon HRC com um dos menores sensores 640x512 entre as câmeras resfriadas de ondas médias. Uma matriz de antimoneto de índio com um passo de 15 mícrons pesa menos de 454 gramas e é usada em uma ampla variedade de aplicações. Na mesma linha, a Flir oferece vários outros de seus produtos. É a menor e mais leve câmera Neutrino em um antimonídeo de índio 640x512, 15 mícrons e uma família de detectores MCT 640x512 muito compactos baseados em sensores µCore-275Z e Min-Core HRC com zoom óptico contínuo, eliminando a necessidade de lentes múltiplas, avançado processamento de imagem e óptica com múltiplos campos de visão. É relatado que o modelo básico µCore-275Z possui uma faixa de detecção, reconhecimento e identificação de humanos e máquinas, respectivamente, 9, 2, 2, 9, 1, 2 e 15, 5, 6 e 3, 3 km. Por fim, a Flir oferece a câmera Tau com um sensor de arsenieto de gálio de 25 mícrons de 640x512 ou 320x240. Ambas as opções pesam apenas 130 gramas com uma lente M24, tornando-as ideais para carros pequenos e dispositivos de vigilância alimentados por bateria.
A nova geração da família Tau 2 Flir Systems de termovisores LWIR não resfriados apresenta eletrônica aprimorada e está disponível para uma variedade de aplicações, incluindo pequenos drones como Draganfly X6 do Canadá e Desert Hawk III da Lockheed Martin (foto)
RAYTHEON
A Raytheon, também líder global em termovisores não resfriados e não resfriados, oferece a mais ampla gama de produtos para aplicações espaciais, marítimas, aéreas, terrestres e desmontadas. A Raytheon oferece uma gama expandida de kits de multissensores aéreos integrando câmeras de imagem térmica resfriadas por ondas médias e longas em plataformas controladas e controladas remotamente.
Por outro lado, sua tecnologia de detector não resfriado destina-se principalmente a aplicações terrestres; Os robustos e extremamente leves binóculos PhantomIRxr e os osciloscópios de imagem térmica capturam alvos dia e noite, em meio a fumaça e neblina. Os veículos sobre esteiras e rodas, equipados com o amplificador de visão do motorista DVE da Raytheon, não perdem a capacidade de manobra durante o dia ou a noite, incluindo total mobilidade em neblina e neblina. A Raytheon oferece um sensor Vox de comprimento de onda longo não resfriado em 320x240 e 640x480 em pitch de 25 mícrons, enquanto oferece um sensor não resfriado em 640x512, 1280x1024 e 1920x512 em pitch de 20 mícron.
L3
Na feira de sistemas não tripulados AUVSI, a L3 Cincinnati Electronics apresentou seu novo sistema de onda média Night Warrior µCam 640, que a empresa afirma ser um dos menores termovisores resfriados. Este termovisor é baseado em uma matriz 640x512 com pitch de 15 mícrons e tecnologias HOT (High Operating Temperature). Ele opera em temperaturas mais altas do que os produtos de antimoneto de índio, produzindo imagens da mais alta qualidade comparáveis aos sistemas de imagens térmicas não resfriadas. Pesando menos de 500 gramas e consumindo 6 watts, o NightWarrior 640 é dimensionado para uma bateria C (também designada R14, 343, Baby), permitindo que seja adicionada a sistemas que antes só podiam ser usados por dispositivos não resfriados. Os engenheiros da L-3 CE projetaram o NightWarrior 640 para fácil integração em uma variedade de aplicações, de dispositivos portáteis a estações de armas controladas remotamente. A L3 CE está considerando uma variedade de opções ópticas, incluindo lentes de 250 mm de médio alcance.
querido
No mesmo show, a BAE Systems mostrou o que chama de a menor (pesando apenas 144 gramas) câmera multiespectral projetada para instalação em pequenos drones. A empresa também introduziu um sistema com processamento próprio de dados sensoriais e sua integração, a fim de melhorar a consciência situacional do soldado reduzindo o tempo de identificação de alvos. Graças ao novo Digitally Fused Sensor System (DFSS), o sensor inovador combina a imagem de uma câmera de visão noturna de alta sensibilidade e a imagem de um termovisor de ondas longas não resfriado (fornecido pela BAE Systems para escopos de sistemas de armas) em um único tela, que permite aos soldados no menor tempo possível avaliar intuitivamente a cena usando um dispositivo de controle remoto. Com esse tipo de tecnologia de fusão, os soldados não precisam alternar entre as câmeras diurnas e infravermelhas, de acordo com a BAE Systems. Um conjunto de sensores multiespectrais foi mostrado em um drone com quatro rotores Air Robot AR-100B. O sistema se ajusta às condições externas de cada tarefa, para que o operador não precise escolher entre sensor diurno ou infravermelho antes de iniciar. A BAE Systems está explorando a possibilidade de usar uma câmera de visão noturna colorida, além de um apontador laser e um termovisor não resfriado. Este sistema está sendo testado pelo Comando de Operações Especiais dos Estados Unidos. A possibilidade de obtenção de dados de imagem digital em alcances de até 3500 metros também está sendo considerada.
O sensor inovador combina a imagem de uma câmera de visão noturna altamente sensível e a imagem de um termovisor de onda longa não resfriado (fornecido pela BAE Systems para miras de armas) em uma única imagem graças ao novo sistema de fusão de imagem digital Digitally Fused Sensor System (DFSS)
As câmeras de imagem térmica SWIR e LWIR da UTC Sensors Unlimited são usadas pela subsidiária Cloud Cap Technology para criar uma família de estações optoeletrônicas Tase, incluindo a Tase 150 para pequenos drones.
Empresa UTC
A UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited oferece uma linha completa de produtos de imagem SWIR (infravermelho distante [de onda curta]). Em abril passado, a Sensors Unlimited apresentou uma câmera SWIR de arsenieto de gálio e índio de nova geração com características de consumo de energia e peso reduzidos e alta sensibilidade devido a uma matriz de 640x512 pixels com uma distância de pixel de 12,5 mícrons, usando algoritmos proprietários de aprimoramento de imagem.
Esta câmera pesa menos de 55 gramas e tem um consumo de energia de até 3W, fornecendo imagens em tempo real sob várias condições de iluminação (desde luz do dia até pouca luz), imagens térmicas que podem "ver" através de neblina, neblina e cortina de fumaça, como bem como mira a laser … Em abril de 2012, a Sensors Unlimited apresentou a nova câmera não resfriada GA640C-15 A “Cubic Inch” com resolução de 640x512 pixels em incrementos de 15 mícrons. Pesando menos de 26 gramas sem lente e consumo de energia de apenas 1,5 W, é um candidato ideal para integração em soluções de soldado desmontado. Câmeras térmicas de ondas curtas e longas estão sendo usadas pela subsidiária Cloud Cap Technology para criar uma família de estações optoeletrônicas Tase, incluindo a Tase 150 para pequenos drones.
A menor da família de microestações oferecidas pela UTC Cloud Cap Technology inclui a Tase 150 de 900 gramas, que inclui um gerador de imagens full-frame de 640x480 com dois modos (aprimoramento de imagem e termovisor), um sistema GPS / INS em miniatura e associado interfaces
Empresa DRS
A DRS Technologies é um fabricante líder de câmaras de microbolômetro de óxido de vanádio não resfriado (Vox) e câmaras de telureto de mercúrio de cádmio refrigerado (MCT). Foi a primeira empresa a oferecer imagens não resfriadas com pitch de 17 mícrons e, mais recentemente, termovisores MCT de 12 mícrons. A DRS Technologies é o principal fornecedor do Exército dos EUA e de muitos fabricantes de drones. O dispositivo ultracompacto Tamarisk 320 tem peso leve (30 gramas) e baixo consumo de energia (750 miliwatts). Seu núcleo é um microbolômetro VOx 320x240 com pitch de 17 mícrons e tecnologia NIR não resfriada. É oferecido como uma câmera autônoma ou como um módulo configurável com lentes e taxas de quadros diferentes. Em fevereiro de 2013, a DRS Technologies apresentou a variante Tamarisk TI 640x480, que oferece excelente qualidade em um tamanho pequeno (46x40x31 mm sem ótica), peso leve (<60 gramas) e baixo consumo de energia (<1,5 W). A família de dispositivos Tamarisk é amplamente utilizada não apenas em veículos, UAVs, mas também como parte do equipamento de soldados desmontados. O modelo 640 desta família é instalado no drone Falcon.
Europa e o resto do mundo
Empresa SOFRADIR
Sofradir é um dos líderes mundiais em tecnologias de mercúrio e telureto de cádmio. Com a aquisição de equipamento e tecnologia de antimoneto de índio da Sagem, tecnologias QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) e matrizes de arsenieto de gálio e índio da Thales sob um acordo assinado em dezembro de 2012, a Sofradir fortaleceu sua liderança de mercado na Europa e no mundo como fornecedora de um completo linha de tecnologias e produtos refrigerados e não refrigerados. Os itens não resfriados são de responsabilidade de sua subsidiária Ulis.
Este grupo industrial francês oferece um novo detector não resfriado (42x30x9mm) baseado em uma matriz InGaAs (640x512, 15 mícrons, SWIR) chamado Snake. Ele tem alta sensibilidade e resolução e é adequado para uma ampla variedade de aplicações, como dispositivos de visão noturna portáteis e de mão e estações optoeletrônicas a bordo.
O fotodetector QWIP muito compacto (384x288, 25 mícrons, LWIR) é bem adequado para sistemas montados em veículos, como o Thales Catherine-XP TI, enquanto o termovisor Scorpio de onda longa é a mais nova adição à ampla família (640x512, 15 mícrons). Esta família oferece as qualidades necessárias para aplicações terrestres, como alta sensibilidade, alta resolução e alcance estendido.
Os detectores infravermelhos Sofradir são usados em uma ampla variedade de aplicações já comprovadas, incluindo o míssil MBDA Storm Shadow / SCALP EG, contêineres de navegação e mira Thales Damocles e Navflir, termovisores Thales Sophie portáteis e montados em veículos e Sagem Iris e Sada II termovisores (para veículos blindados dos EUA).
A empresa está trabalhando em novos detectores para inovar, melhorar a capacidade e a compactação de seus produtos. Os produtos recentes incluem e-APD (fotodiodo de avalanche), conversores de vídeo de banda dupla com diferença de temperatura de ruído equivalente muito baixa (NETD) e outras novas aplicações. A principal direção do desenvolvimento da Sofradir é reduzir ainda mais o tamanho do elemento mínimo da imagem, o que aumentará o número de pixels em um detector e manterá o tamanho geral do sistema. Nesse sentido, a empresa já demonstrou uma matriz com pitch de 10 mícrons. A Sofradir também está explorando a possibilidade de aumentar as temperaturas de operação até 150K para oferecer matrizes de resfriamento menores, mais leves e confiáveis para a criação de produtos com menor peso, dimensões e consumo de energia.
CASSIDIAN
A Cassidian Optronics oferece termovisores resfriados e não resfriados como parte da família Attica (Advanced Thermal Imagers with Bidimensional IR CMOS Array), que usa tecnologia de ponta para núcleos de comprimento de onda médio e longo. Eles podem ser montados em tripés e em veículos, enquanto uma câmera de imagem térmica LWIR em miniatura não resfriada é preferida para dispositivos portáteis. A Cassidian Optronics oferece produtos para uma variedade de aplicações, incluindo sistemas de vigilância para os sistemas aéreos Goshawk-II HD / HDT.
Empresa AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) é igualmente propriedade da Diehl BGT Defense e Rheinmetall e fornece núcleos e módulos para toda a faixa espectral de 1 a 15 mícrons com base nos detectores infravermelhos MCT e Tipo II com super grade (InAs / GaSb). Hoje, a Aim oferece termovisores HiPIR-640 (MWIR ou LWIR, 3ª Geração, 640x512, pixel de 15 mícrons) baseados em telureto de cádmio e mercúrio, com detectores do tipo MWIR operando em temperaturas acima de 120K. O portfólio da Aim inclui termovisores da série µCAM-640 (MWIR resfriado com base em MCT e LWIR não resfriado) para os drones Luna e Aladin, bem como a visão de imagem térmica HuntIR / RangIR para o exército alemão. A máquina criogênica MWIR / MWIR de duas cores baseada na super rede Tipo II fornece soluções inovadoras para sistemas de alerta de ataque de mísseis, enquanto o sensor de banda dupla 640x512 MWIR / LWIR da máquina criogênica está sendo desenvolvido para a câmera de próxima geração.
Os sensores Sofradir são usados para uma ampla variedade de tecnologias comprovadas, incluindo o míssil MBDA Storm Shadow / Scalp EG, contêineres de navegação e mira Thales Damocles e Navflir, câmeras Catherine e Iris e a família Thales Sophie de sistemas portáteis (foto)
Detector Scorpio LW - o mais recente membro da família 640x512 15 mícrons
THERMOTEKNIX
A empresa britânica Thermoteknix Systems oferece a família Miricle de conversores de vídeo com tecnologia XTI shutterless. Inclui o modelo 110KS ultracompacto não resfriado e sem partes móveis (sem obturador), enquanto a Xenics Infrared Solutions da Bélgica oferece uma família de câmeras de alta resolução baseadas no chamado “Xenics Core”. Construída em uma plataforma comum (SWIR e MWIR FGA), a câmera Xenics SWIR XSW-640 e a câmera LWIR XTM-640 pesam menos de 100 gramas e consomem menos de 2 watts. Eles são facilmente combinados, as imagens correspondentes obtidas em qualquer clima e em qualquer luz, são sobrepostas e fundidas em uma imagem espectral complexa com maior conteúdo de informação.
A estação optoeletrônica M-STAMP da família Controp Stamp pesa apenas 1,2 kg. Inclui uma câmera com zoom diurno e uma câmera de imagem térmica não resfriada. Funciona bem para drones leves como o Elbit Systems Skylark-I e o Aeronautics Orbiter (foto)
ASELSAN Company
A fim de atender às necessidades nacionais e internacionais, a Aselsan desenvolveu uma família de drones estabilizados por gimbal biaxial para drones grandes e pequenos, que incluem um ponteiro laser e um sensor, uma câmera colorida diurna ou uma câmera infravermelha noturna não resfriada. A versão com câmera infravermelha foi apresentada na IDEF 2013 em minidrones e helicópteros ARI-1T.
Os militares e, posteriormente, as necessidades de exportação forçaram a indústria israelense a desenvolver suas capacidades nacionais neste setor. Igualmente propriedade da Rafael e da Elbit Systems, a Opgal Optronic Industries oferece uma ampla gama de sensores de imagem térmica ultracompactos e de baixa potência que servem como base para sistemas de imagem térmica fabricados em Israel e no exterior. Os sensores de imagem térmica Opgal com suporte para fotodetectores baseados em VOx e ASi são ideais para aplicações desmontadas, terrestres e aéreas. Também vale a pena mencionar a Semiconductor Devices (SCD), uma joint venture entre a Elbit Systems e a Rafael. Ela projeta e fabrica uma linha completa de detectores infravermelhos InSb, MCT e VOx e é o maior fornecedor mundial de matrizes 2D de antimoneto de índio.
A Controp recentemente mostrou seu T-Stamp de 3kg, que abriga uma câmera diurna, noturna e um apontador laser. A câmera de imagem térmica op está disponível em versões resfriadas ou não, mas ambas usam tecnologia exclusiva de lente de zoom ótico contínuo
Empresa CONTROP
A especialista Controp, de propriedade de Rafael e fabricante de UAV Aeronautics, é líder mundial em aviônica para drones leves, embora também fabrique produtos para plataformas terrestres, aéreas e offshore. O menor membro da família Stamp M-Stamp pesa apenas 1,2 kg com câmera diurna e câmera de imagem térmica não resfriada e é adequado para instalação em drones como Skylark-I da Elbit e Orbiter da Aeronautics e vários Bluebird Aero Systems.
Apresentando o drone Skylark-I-LE da Elbit
Em junho de 2013, a Controp introduziu uma estação optoeletrônica de carimbo T totalmente estabilizada com três sensores e pesando menos de 3 kg, que inclui uma câmera diurna e noturna e um apontador laser. A câmera de imagem térmica pode ser resfriada ou não e, como a maioria das câmeras térmicas Controp, essas opções têm uma lente de zoom ótico contínuo exclusivo. A empresa também fornece a família de câmeras FOX com lentes zoom x22, x36, x55, que incluem sensores de 3ª geração em comprimentos de onda médios 320x258 ou 640x512, bem como detectores de comprimento de onda longo não resfriados com lentes de zoom óptico contínuo patenteadas.
