多元探測器

簡介

定義

多元探側器又稱多元紅外探測器，由多個單元紅外探測器按一定規則排列而成的線列或面陣器件，是一種新型的探測器，探測器接收到經過衰減的紅外信號，經過放大、濾波後判定視場中是否存在目標。有時也稱為多元陣列器件。多元探測器可由光電導探測器或光伏探測器組成，也可以由熱釋電型探測器組成，主要用於紅外成像系統。改進其信號處理方法，可以提高探側器的探側距離，使得飛彈可以在更遠距離上發現目標。但在遠距離上，探測器接受到的信號很弱，如何在保持低虛普率的條件下，提高紅外系統的發現機率是一個急需解決的間題。可採用多元探側器的導引頭信號處理方法，提高其在中遠距離上對目標的檢測性能。

優點

隨著紅外技術套用的擴大，以及抗干擾能力的增強，對多元陣列的要求也越加迫切。它除去能使紅外裝置減輕重量，縮小體積，提高可靠性等優點外，主要還有如下特點:

1.視場大，可提高探測精度，提高信噪比

目前為了提高探測目標的探測能力，通常使用幾個乃至成百個多元探測器陣列來代替單個器件。它與簡單的光學掃描技術相結合，比單個器件能提供較高的靈敏度和較大的視場範圍。過去，為了擴大視場，探測器要使用大量的設備或者要提高轉換率，方能提高器件的信噪比，現在用多元陣列連續探測一個較寬的視場，一方面可提高大視場單個探測器的信噪比，同時又可不用複雜的機械掃描，省去很多設備。與探測同樣大小視場的單個器件相比，探測靈敏度提高杯√N(N為元件數)，即信噪比與探測元件數的平方根成正比。

2.動態範圍大，可進行多目標跟蹤

多元鑲嵌器件在整個使用波長具有較高的靈敏度，能跟蹤多目標，動態範圍大。由幾個元件組成的線性陣列可改進探測精度及抑制干擾源等能力，兩維鑲嵌陣列能進行邊跟蹤、邊掃描，可在跟蹤多目標的同時，連續搜尋其它目標。這種不用掃描的感測裝置具有1，000個PbS探測器陣列和緊湊的微型電路。據稱，這種裝置有可能用在美帝647預警衛星上。

3.可提高抑制背景的能力

對遙遠的目標來說，探測器在光學系統視場內，從背景接收的輻射顯著超過從目標接收的輻射，但目標是一個點輻射源，所以有可能用多元陣列來區別背景輻射。多元陣列裝置可提高信噪比並在瞬時視場內準確提高目標位置。

4.提高幀速率，擴大作用距離，不用機械掃描

過去用單個元件要在水平和垂直方向掃描，需用複雜的稜鏡，而且得不到幀速率、解析度和靈敏度很高的圖象。單個系統在陰極射線管上顯示的速度僅16幀/秒，現用10個77°KInsb線性陣列，只要在水平方向機械掃描12次，就可得到120條線圖象，掃描速率達47幀/秒，能分辨小於0.2°C的溫差目標。

過去熱成象用單個元件進行兩維機械掃描，需半分鐘才建立圖形，角解析度為1.7毫弧度，噪聲等效溫度為0.1°C，現用128個元件組成一維陣列，用一維機械掃描，整個圖形在一秒鐘內建立，由100線組成，角解析度為2毫弧度，噪聲等效溫度為1°C。製成單片熱電器件陣列的熱成象系統，能使可見光、紅外輻射和X射線成象，成象速率為30幀/秒，原用5x5個元件，現正設計2500個點元件的大規模器件。目前的前視紅外系統探測陣列有幾百個元件組成，以後發展將有上千個或更多的探測元件，這將增大信息速率，擴大系統的作用距離，並改進角視場。據報導，現已能獲得46公里的遠距成象。由於軍用要求靈敏度高、設備簡單、可靠，儘量不用複雜的機械掃描，現用一維陣列一維機械掃描。若用兩維多元陣列，兩維取樣，就可省去機械掃描。