shipborne infrared tracker
jianting hongwai genzongyi
利用目标的红外辐射发现、识别和自动跟踪目标的舰艇光电探测设备。具有测角精度高、隐蔽性好、能穿透烟雾、识别伪装，低角跟踪性能好、抗电磁干扰能力强等优点。主要用于舰艇火控、夜间导航和战场侦察与监视等。与电视跟踪仪、激光测距仪组合，构成光电跟踪系统。可作为小型舰艇的主要探测设备和中型以上舰艇的辅助探测设备。
舰艇红外跟踪仪由红外光学系统、光机扫描或调制盘机构、红外探测器、信号放大与处理器、控制器、显示与记录器、致冷装置、伺服系统、跟踪架等部分组成(见图)。红外光学系统、光机扫描或调制盘机构、红外探测器、致冷装置通常组装一起，构成跟踪头，安装在舰艇较高部位的跟踪架上。信号放大与处理器、显示与记录器、控制器通常有机组合，构成显示控制台，安放在舱室内。
红外跟踪仪的组成及工作原理图
红外跟踪仪按提取目标在视场中所在位置的计算方法，分为形心跟踪、边缘跟踪、区域平衡跟踪和相关跟踪等。按信息提供方式，分为点源跟踪和成像跟踪两类。点源跟踪通常工作在3～5微米波段，有调制盘式和十字叉式两种。成像跟踪通常工作在8～14微米波段，有光机扫描和电子扫描两种。调制盘式红外跟踪仪，是将目标和背景的红外辐射，经红外光学系统聚焦在调制盘上。调制盘是一种具有透明和不透明栅格图案组成的斩光器，栅格尺寸与光学像质相匹配。当目标对调制盘相对运动时，调制盘即对目标红外辐射进行调制并滤去背景的红外辐射。红外探测器将受调制的目标红外辐射信号转换成电信号，经放大后，在信号处理器中与基准信号进行比较，产生俯仰和方向的跟踪误差信号，通过伺服系统驱动跟踪架，使红外跟踪仪的光轴指向目标。信号处理器同时输出显示信号，在显示器上出现某种图形显示跟踪情况。控制器可控制系统工作状态，当捕获目标需要人工干预时，可通过控制器实施控制。致冷装置对红外探测器进行致冷，以降低热噪声，提高信噪比。当采用碲镉汞红外探测器时，需将探测器致冷到77～80K(－196℃～－193℃)超低温的工作温度上。十字叉式红外跟踪仪将四个(组)探测器摆成十字形，它不需要调制盘，让像面相对于探测器作圆周运动。红外探测器输出的电信号与基准信号比较，如果目标不在光轴上，信号处理器将有跟踪误差信号输出，通过伺服系统，使光轴跟踪目标。热成像跟踪中的光机扫描热成像跟踪仪，利用目标与背影的温差，通过二维光机扫描摄取目标图像，并进行跟踪(见舰艇热像仪)。电子扫描热成像跟踪仪实际上就是红外电视跟踪仪，它以大规模红外电荷耦合器件(IRCCD)为摄像器件，被称为第三代红外热像跟踪仪。
红外跟踪技术首先应用于导弹制导。20世纪50年代美国生产的“响尾蛇”空空导弹，应用红外点源跟踪原理，制导导弹进行尾追攻击。70年代，作为跟踪探测设备的红外跟踪仪已广泛装备于舰艇上。80年代以来，随着红外焦平面技术和模式识别技术的发展，以及计算机技术的应用，红外跟踪仪向着多功能、自适应、智能化方向发展。