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Applications de la science optoélectronique dans le domaine militaire

19 août 2024 WenYiLin
Optoelectronic Science In The Military Field

PREFACE

L'application de la science et de la technologie photoélectriques dans le domaine militaire se reflète principalement dans l'acquisition d'informations, la transmission d'informations, le stockage et l'affichage d'informations, les contre-mesures photoélectriques, etc. Cet article fournira une introduction détaillée aux applications dans divers aspects et aux produits connexes impliqués.

I. Accès à l'information


Les capteurs photoélectriques militaires courants comprennent :

caméras CCD, détecteurs infrarouges (cible ponctuelle), imageurs infrarouges (imageurs thermiques), caméras multispectrales, détecteurs ultraviolets, télémètres laser, radars laser (imagerie, détection d'agents de guerre chimique et de production, mesure de vibration, mesure de vitesse), gyroscopes laser, gyroscopes à fibre optique, hydrophones à fibre optique et autres capteurs à fibre optique.

  1. Avancées dans les caméras CCD

Les caméras CCD sont largement utilisées dans les applications militaires. Dans des environnements à haute radiation, le matériau Si utilisé comme substrat pour les CCD est sujet à des dommages, entraînant une diminution de l'efficacité de transfert de charge et un échec complet dans les cas graves. Au début des années 1990, un nouveau type de "Capteur à Pixel Actif" (APS) a été développé. Chaque pixel d'un APS a son propre transistor de sélection et de lecture, remplaçant les CCD dans des environnements à haute radiation.

Pour capturer des informations d'image sous l'eau ou dans des conditions brumeuses, une technique d'imagerie active connue sous le nom de "Technologie d'Imagerie à Longue Portée" a été développée. En raison de la largeur étroite de la porte de distance (ajustable de quelques nanosecondes à plusieurs centaines de nanosecondes), la plupart des bruits de fond peuvent être filtrés, ce qui permet d'obtenir des images claires tout en obtenant également des données de distance cible.

Advancements in CCD Cameras
2. Imageur infrarouge
Individual laser ranging telescope

Modèle

LRF10000D 

Niveau de sécurité oculaire

Classe 1(IEC60825-1)

Grossissement

Champ de vision

6°/106mil

Distance pupillaire

20mm

Calibre de réception

Φ32mm

Dioptrie

-5~+5D

Longueur d'onde laser

1535nm

Plage (bâtiment)

≥ 20~10000m

Précision

±1m

Fréquence

1Hz (3Hz en mode de mesure continue)

Précis

≥98%

Angle de divergence

0.4mrad

Plage angulaire

Azimut : 0~360°(±1°);

Angle de tangage : ±90° (±1°)

Alimentation

DC 5~12V

Type de batterie

Batterie rechargeable 16340×2/CR123A×2

Durée de vie de la batterie (température ambiante)

5000 mesures

Poids

≤ 430g (y compris la batterie)

Volume

141×81×53mm (L×l×H)

Température de fonctionnement

-40~+55℃

Température de stockage

-50~+65℃

Indice d'étanchéité

IP67

Connecteur

Uart(TTL_3.3V)vers USB

Transmission sans fil

Bluetooth 5.0

Type de positionnement

GPS/BeiDou/GLONASS

Précision de localisation

≥50m

Autre

Interconnexion avec l'application mobile

Certification du produit

CE、RoSH

3. Caméra multispectrale
Multi-spectral camera
4、Instrument de mesure de distance laser
La mesure de distance laser présente des avantages en termes de portée, de précision, de rapidité, de résistance aux interférences, sans angle mort, etc., par rapport à la mesure de distance ordinaire.
Laser Distance Measuring Instrument
  • SPÉCIFICATIONS TECHNIQUES

Modèle

LRF0105C

LRF0308C

LRF0405C

LRF0612C

LRF0816C

LRF0815C

LRF1017C

LRF1221C

LRF1525C

LRF1830C

LRF2535C

Longueur d'onde laser

1535±5nm

Capacité de mesure de distance (cible de 2.3mX2.3m)

≥3000m

≥3000m

≥4000m

≥6000m

≥8000m

≥8000m

≥10000m

≥12000m

≥15000m

≥18000m

≥25000m

Sécurité oculaire

Classe Ⅰ

Angle de divergence

≤1mrad

≤0.6 mrad

≤4.21 mrad

≤0.35 mrad

≤0.3mrad

Diamètre de lentille d'émission

Φ8 mm

Φ8 mm

Φ12mm

Φ12mm

Φ15mm

Φ15mm

Φ18mm

Diamètre de lentille de réception

Φ20 mm

Φ16 mm

Φ25mm

Φ40mm

Φ45mm

Φ50mm

Φ60mm

Plage minimale

≤15 m

≤30 m

50 m

Fréquence de mesure

Unique, 1Hz~10Hz

Précision de mesure

±2 m

±1 m

±1 m

Résolution de mesure

≤20 m

≤30 m

≤30 m

Taux de précision

≥98%

≥98%

≥98%

Taux de fausse alarme

≤1%

≤1%

≤1%

Tension d'alimentation

DC 3~5 V

DC4.5~16V

DC12 V

Poids

≤29±1 g

≤32±1 g

≤ 58±1g

≤175g

≤285g

≤380g

≤380g

400g

Dimension (mm)

Φ34×47.5

48×30.5×21

65×48×32

65×46×86

107×72×60

125×85×58

125×100×70

Température de fonctionnement

-40~+70 ℃

Température de stockage

-55~+75 ℃

5. LIDAR
Le LiDAR a un avantage en haute précision et en imagerie, avec une résolution de centimètres voire de millimètres.

LIDAR

  1. Gyroscope à fibre optique

Le gyroscope à fibre optique est un capteur à fibre optique utilisé pour la navigation inertielle. En modifiant la longueur de la fibre optique ou le nombre de boucles que la lumière parcourt dans la bobine, il peut atteindre différents niveaux de précision et possède une large plage dynamique.

En raison de l'application hautement adaptée des gyroscopes à fibre optique dans les transporteurs mobiles et le domaine militaire, les forces militaires de divers pays ont investi des ressources financières et des efforts considérables dans leur développement.

Actuellement, certains pays développés tels que les États-Unis, le Japon, l'Allemagne, la France, l'Italie et la Russie ont réalisé des progrès significatifs dans la recherche sur les gyroscopes à fibre optique. Certains gyroscopes de précision faible à moyenne ont déjà été commercialisés, et quelques produits de haute précision ont également commencé le débogage d'équipement dans des applications militaires.

II. Transmission d'informations

Il existe divers moyens de transmission d'informations militaires, comprenant principalement la communication par satellite, la communication par fibre optique, la communication par micro-ondes et la communication par ondes courtes, qui sont utilisés pour former plusieurs réseaux avec diverses méthodes de communication.

La communication par fibre optique occupe une position significative dans la transmission d'informations militaires.

Les systèmes de communication par fibre optique ont d'abord été appliqués dans les systèmes de communication tactique pour l'armée dans le domaine de la communication militaire.

Schéma du système de communication optoélectronique :

Transmission of information

Le système comprend le Système de Contrôle Mobile, le Système de Données Tactiques d'Artillerie de Campagne, le Système de Commandement et d'Intelligence de Défense Aérienne de Zone Avancée, le Système d'Analyse d'Information Multi-Sources, le Système de Soutien et de Contrôle des Services de Combat, et le Système de Communication. Chacun des cinq premiers sous-systèmes fonctionnels a ses propres fonctions pour accomplir ses tâches indépendantes, et ils forment également un réseau horizontal pour se soutenir mutuellement. En même temps, les sous-systèmes forment également un réseau vertical selon la relation de commandement et de contrôle, permettant l'échange d'informations entre les niveaux supérieurs et inférieurs. Les connexions horizontales et verticales des cinq sous-systèmes sont assurées par le système de communication (tactique).

  1. Système de Contrôle Mobile

Ce système fournit aux commandants et au personnel à tous les niveaux des données et informations de commandement opérationnel et liées au champ de bataille (telles que les tâches opérationnelles, les plans opérationnels, les plans de mobilité, les alertes précoces, les ordres opérationnels, ainsi que le renseignement, le soutien d'artillerie, les situations d'approvisionnement, etc.), permettant ainsi de planifier, coordonner et contrôler les opérations de combat des unités d'infanterie et de blindés.

  1. Système de Données Tactiques d'Artillerie de Campagne

Ce système est un système intégré de commandement et de contrôle de soutien d'artillerie utilisé pour développer des plans de soutien d'artillerie et commander et contrôler les unités d'artillerie.

  1. Système de Commandement et d'Intelligence de Défense Aérienne de Zone Avancée

Ce système est utilisé pour commander et contrôler les armes de défense aérienne à haute, moyenne et basse altitude.

  1. Système d'Analyse d'Information Multi-Sources

Ce système est un système de renseignement/guerre électronique principalement utilisé pour recevoir, afficher, traiter et distribuer diverses informations de renseignement et ressources de guerre électronique des niveaux stratégique à tactique, et transmettre les résultats aux commandants et unités de combat à tous les niveaux via le système de communication.

  1. Système de Soutien et de Contrôle des Services de Combat

Ce système est un système de soutien de service qui peut rapidement collecter, analyser et transmettre des informations de soutien de service, aidant les commandants et le personnel à planifier, coordonner et contrôler le travail de soutien logistique (tel que l'approvisionnement, la maintenance, le transport, les soins médicaux, les finances et le personnel, etc.).

  1. Système de Communication

Le système de communication est établi par des départements pour réaliser la transmission et l'échange d'informations. Il est interconnecté avec le système de communication de théâtre et le système de communication stratégique vers le haut et avec diverses entités de combat vers le bas. Les méthodes de communication comprennent la voix, les données et le fax. Son champ de communication peut couvrir la portée opérationnelle d'une armée.

III. Stockage et affichage d'informations

  1. Le stockage holographique volumique est l'une des technologies de stockage optique les plus anciennes étudiées.

Avantages du stockage holographique volumique :

a) Haute densité de stockage et grande capacité : En utilisant des méthodes holographiques, les informations peuvent être stockées dans l'ensemble du volume du support, permettant le stockage multiplexé de nombreux hologrammes dans le même volume de stockage.

b) Taux de transfert de données élevé et temps d'accès court : Dans le stockage holographique, les informations sont stockées par pages, permettant une lecture et une écriture parallèles pour atteindre des taux de transfert de données extrêmement élevés. De plus, les bases de données holographiques peuvent utiliser des méthodes de déviation de faisceau inerte telles que la déviation électro-optique, la déviation acousto-optique ou la sélection de longueur d'onde pour l'adressage, éliminant ainsi le besoin de têtes de lecture/écriture mécaniques utilisées dans le stockage sur disque et optique.

c) Haute redondance des données : L'enregistrement holographique est distribué, et les défauts ou dommages au support de stockage ne réduisent que l'intensité du signal sans entraîner de perte de données. Par conséquent, le stockage holographique volumique a une haute redondance des données et une forte résistance au bruit.

d) Longue durée de vie de stockage : Les informations enregistrées sur le support de stockage peuvent être conservées pendant plus de 30 ans.

  1. Projection holographique

La guerre moderne met en avant des opérations tridimensionnelles. Contrairement aux projections sur écran planaire qui créent une sensation de profondeur grâce à des effets tels que la perspective et l'ombrage sur une surface bidimensionnelle, la technologie de projection holographique permet de voir différents aspects d'une image sous n'importe quel angle à 360 degrés, présentant véritablement une image 3D.

  1. Système de Simulation de l'Environnement de Champ de Bataille en Trois Dimensions

Le Système de Simulation de l'Environnement de Champ de Bataille en Trois Dimensions utilise une table de sable électronique pour générer rapidement un terrain tridimensionnel et simuler des objets de scène, reproduisant un réalisme thenvironnement tridimensionnel. Il fournit un environnement de terrain simulé tridimensionnel, dynamique et interactif pour le commandement de combat à tous les niveaux. Le Système de Devoirs d'Opérations Conjointes développé sur la base du concept d'intégration peut réaliser des fonctions telles que la communication quotidienne au camp, la surveillance vidéo, la vidéoconférence à distance, la transmission vidéo sans fil et l'affichage de cartes de théâtre. C'est une plateforme qui intègre le commandement des troupes et les opérations de planification avec un système unifié de commandement et de planification des opérations conjointes.

Contre-mesures optiques

Les contre-mesures photoélectriques désignent des mesures techniques qui utilisent des équipements ou dispositifs photoélectriques pour intercepter et identifier les informations des sources de radiation photoélectrique de l'adversaire par l'action des ondes lumineuses, dans le but d'affaiblir ou même de détruire l'efficacité de leurs équipements photoélectriques.

Les contre-mesures photoélectriques incluent la défense (auto-défense) des plateformes d'armement et d'autres installations militaires critiques, ainsi que l'interférence préventive et la suppression contre les équipements photoélectriques de l'adversaire tels que les satellites de reconnaissance.

Les dispositifs couramment utilisés incluent des systèmes d'alerte laser, des dispositifs de brouillage laser, des fusées leurres infrarouges, des fusées de brouillage infrarouges, des lunettes de protection laser, des combinaisons furtives infrarouges, etc.

  1. Fusées de brouillage infrarouges

Les fusées de brouillage infrarouges produisent des flammes à haute température lors de l'allumage et génèrent une forte énergie de radiation infrarouge dans une plage spectrale spécifiée, trompant ou induisant en erreur les systèmes de détection infrarouge ou les systèmes de guidage infrarouge de l'adversaire.
Infrared Jamming Flares

2. Lunettes de protection laser

Laser protective goggles

3, technologie de furtivité infrarouge
La furtivité infrarouge consiste à éviter la détection par le dispositif d'imagerie thermique infrarouge de l'ennemi (de sorte que les personnes soient invisibles sous le moniteur infrarouge) et ainsi perturber le jugement de l'ennemi, de sorte que l'ennemi ne puisse pas vous trouver.

infrared stealth technology

V. Tendances de développement

Tendances de développement futures de la science et de la technologie photoélectriques dans le domaine militaire

  1. Miniaturisation des dispositifs et systèmes photoélectroniques

Même dans des armements et équipements plus grands, les capteurs doivent être légers, économes en énergie et sans entretien. Par conséquent, la miniaturisation de divers dispositifs et systèmes photoélectroniques militaires est devenue une direction de développement importante.

  1. Dispositifs photoélectroniques basés sur de nouveaux matériaux

La performance des dispositifs photoélectroniques dépend largement des matériaux utilisés.

Les informations ci-dessus proviennent de Zhonglian Xunke.

Pièce jointe : Système de Tir Laser d'Armes Légères

La pratique de tir d'armes légères est l'un des sujets de formation quotidienne essentiels pour les forces militaires et policières. Actuellement, la plupart des champs de tir à balles réelles des forces militaires et policières en Chine reposent encore sur la présentation manuelle des cibles, la vérification et le scoring. À mesure que les tâches d'entraînement pour les forces militaires et policières deviennent plus lourdes, la contradiction entre le travail et l'entraînement devient de plus en plus marquée, et des problèmes tels que l'efficacité faible et la sécurité médiocre du scoring manuel ont émergé. Pour résoudre ces problèmes, des moyens technologiques peuvent être employés pour trouver des solutions. Certaines forces militaires et policières ont déjà introduit des systèmes de scoring automatique de haute précision dans leurs champs de tir, améliorant activement les méthodes de scoring dans le tir à balles réelles, mettant en œuvre un scoring entièrement automatique tout au long du processus, réduisant plusieurs étapes dans le scoring, et améliorant l'efficacité et la sécurité de l'entraînement.

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