Man mano che la guerra diventa più asimmetrica, i civili e altri non combattenti diventano una percentuale maggiore delle vittime, insieme a danni materiali non intenzionali.I militari, ovviamente, sperano di evitare questo tipo di vittime e distruzioni.Con le tecnologie avanzate che consentono una maggiore precisione dalle loro armi, hanno anche bisogno di migliori capacità di puntamento e mira, pur rimanendo nascosti.Sono inoltre necessarie tecnologie di targeting migliorate che consentano il rilevamento e l'identificazione a distanze di stallo più lunghe dai designatori.Ad esempio, i laser sono eccellenti nel puntamento di precisione, ma è importante che anche altri siano in grado di visualizzare di nascosto la scena.
Per affrontare queste sfide di mira, i militari hanno schierato laser che consentono loro non solo di designare il bersaglio dove le munizioni dovrebbero colpire, ma di utilizzare questi stessi laser per misurare la distanza dal bersaglio, illuminare l'area circostante o indicare ad altri qualcosa di interesse.Visualizzare dove puntano i laser, tracciare i bersagli in movimento e ridurre al minimo i danni collaterali richiedono sistemi di imaging che vedano i laser attivi utilizzati sul campo.Le telecamere all'arseniuro di indio e gallio (InGaAs) a temperatura ambiente offrono agli utenti questa capacità in condizioni diurne o notturne.
La maggior parte delle munizioni a guida laser sono dirette da laser con una lunghezza d'onda di 1,06 μm.Questi laser sono molto potenti e possono essere usati per puntare oggetti a molte miglia di distanza.La distanza è limitata in gran parte dalla precisione con cui l'utente può vedere ciò che sta designando.Ciò include il punto laser, il bersaglio e gli oggetti attorno al bersaglio.Attualmente, la maggior parte dei sistemi utilizza un array di rilevatori di antimoniuro di indio (InSb) per l'immagine del punto.Questi sistemi InSb sono assottigliati per consentire una risposta fino alla lunghezza d'onda del laser di 1,0 μm, che è molto al di sotto del normale intervallo di sensibilità di picco InSb (tra 3 e 5 μm).Quella gamma viene utilizzata per la sua applicazione principale come rilevatore termico IR a onde medie.
Le telecamere InSb consentono di vedere il laser a infrarossi e forniscono consapevolezza della situazione intorno al punto laser grazie alle emissioni termiche della scena.Lo svantaggio di questi sistemi è che il rilevatore necessita di un raffreddamento significativo (fino a 77 K) e la loro sensibilità ai laser da 1,06 μm è scarsa, a causa del 70% e del funzionamento a temperatura ambiente.Consentono l'imaging di punti laser a una distanza maggiore con un sistema molto più leggero.
FIGURA 1
I laser non sono utilizzati solo per guidare le munizioni verso il bersaglio, ma possono anche fornire al combattente informazioni sul bersaglio e sui suoi dintorni.I telemetri laser consentono all'utente di determinare la distanza dal bersaglio.Questi laser ora utilizzano una lunghezza d'onda di circa 1,5 μm.Questa lunghezza d'onda è considerata “sicuro per gli occhi” perché l'energia non si concentra sulla retina dell'occhio e la potenza ottica necessaria per accecare qualcuno colpito dal laser è molto alta.Questi laser sono invisibili agli occhiali per la visione notturna (NVG) e agli occhi, rendendoli così opportunamente nascosti.Il vantaggio è che il bersaglio non si rende conto di essere marcato dal laser;lo svantaggio è che anche il combattente ha difficoltà a sapere se è correttamente mirato al bersaglio.Poiché InGaAs è anche molto sensibile ai laser sicuri per gli occhi, le telecamere InGaAs di imaging SWIR vengono schierate in modo che i combattenti possano verificare che il loro sistema di puntamento sia ancora puntato correttamente, anche se il sistema è stato colpito sul campo.
Il laser più comune sul campo di battaglia è quello attaccato al fucile del soldato e in genere utilizza una lunghezza d'onda di circa 850 nm.Questo puntatore laser viene utilizzato dai soldati per indicare i bersagli l'un l'altro, nonché per aiutare a puntare i loro fucili di notte quando indossano NVG.Questi laser sono invisibili agli umani, ma visibili agli occhiali.I laser dei fucili non sono sicuri per gli occhi e sono rilevabili utilizzando molti altri tipi di tecnologie di rilevamento, vecchie e nuove.Il problema più grande è che mentre il combattente ha bisogno dei migliori NVG per vedere più lontano e nei momenti più bui durante la notte, il nemico può facilmente rilevare i laser con la vecchia ed economica tecnologia degli occhiali per la visione notturna.Gli imager InGaAs hanno il netto vantaggio di essere entrambi compatibili con le versioni precedenti, poiché visualizzano i laser più vecchi utilizzati con gli NVG, inoltre sono in grado di visualizzare immagini "sicure per gli occhi" e i sistemi laser di nuova generazione.
Una telecamera SWIR sviluppata appositamente per la mobilità dei soldati e il sistema di puntamento dei fucili dell'esercito americano, la telecamera KTX di SUI presenta un'elevata sensibilità nell'intervallo di lunghezze d'onda da 900 a 1700 nm e può essere utilizzata in una varietà di attività di imaging a basso livello di luce, tra cui il laser rilevamento.Con l'imaging ad ampia gamma dinamica alla luce parziale delle stelle fino all'illuminazione diretta del sole, l'imager SWIR è ideale per la sorveglianza nascosta e può essere facilmente integrato in UAV, veicoli terrestri senza equipaggio o altri dispositivi robotici o portatili in cui le dimensioni e il peso sono fondamentali.
Nei sistemi di imaging di prossima generazione, i laser non solo determineranno la distanza del bersaglio, ad esempio i telemetri laser, ma consentiranno immagini a lungo raggio attraverso nebbia oscurante, foschia e polvere.LADAR e imaging range-gated utilizzano un laser per illuminare un bersaglio a lunghe distanze.Questa lunga distanza di stallo consente al combattente di identificare bersagli a lungo raggio in qualsiasi condizione di luce e anche attraverso nebbia e fumo.
La maggior parte dei sistemi attualmente in fase di sviluppo utilizza laser da 1,5 μm per motivi di sicurezza degli occhi e perché sono anche nascosti all'attuale tecnologia NVG, che è proliferata nelle mani del nemico.Molti di questi sistemi di nuova generazione vengono sviluppati con array InGaAs a temperatura ambiente per risparmiare peso, potenza e dimensioni del sistema.Questi sviluppi si combinano con le caratteristiche di alta sensibilità dei rivelatori InGaAs-SWIR, offrendo prestazioni migliorate con condizioni più sicure per l'utente finale e per gli astanti innocenti.
Questo articolo è stato scritto dal Dr. Martin H. Ettenberg, Direttore, Imaging Products, e Doug Malchow, Manager, Commercial Business Development presso SUI (Sensors Unlimited, Inc.), parte di Goodrich Corporation, Princeton, NJ.
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Tempo di aggiornamento: aprile-01-2022
