国外单兵热成像装备的现状与发展趋势
在现代战争条件下，应对高科技战争下对单兵作战的要求，单兵装备的高技术化就成为必然选择；作为单兵的“眼睛”，必须具备昼夜和低能见度条件下通用可视能力，这就使热像仪成为了单兵高技术装备的首选。
单兵热成像装备的使用平台简单，使用的器件可以从国际市场上购买，发展门槛相对较低，能够研制和生产此类装备的国家较多，除具有独立研制和生产此类装备的核心器件的美国、英国、法国、德国、以色列、俄罗斯、日本外，包括加拿大、瑞典、瑞士、荷兰、西班牙、土耳其、波兰、保加利亚、新加坡、韩国在内的国家均能够研制和生产单兵热成像装备。
目前，步兵作战已经从传统的以步兵作战单位之间、单兵之间的协同、步炮和步坦、空地简单协同、单兵独立作战等模式发展成与空军、海军、陆航、装甲兵和炮兵等军、兵种的联合作战。步兵也从一个直接进行火力作战的单元转变成一个信息获取和火力作战单元。为此，美、欧等国正在发展和装备功能更多、性能更先进的单兵热成像装备，除提高单兵的昼夜作战能力外，还通过单兵信息系统与战术互联网，实现与其它军、兵种和友邻的联合作战。为满足联合作战的要求，单兵热成像装备也从原来只具有观察、搜索、瞄准等功能，发展成与可见光、微光、激光组/融合、测距、计算、无线传输、火控解算等功能的综合光电系统。在应用层面，单兵热成像装备正在演化出微/小型多功能热像仪、轻武器集成式光电火控系统等；在系统层面，单兵热成像装备正在逐步融合进入各国积极发展的“未来士兵”作战系统。
1 红外/热成像技术的作用
在军事领域，红外/热成像技术主要具有以下3个方面的作用：
1) 在夜间和低能见度条件下实现成像观察、侦察、监视、制导等，作用距离远且能穿透薄
雾和烟尘，具备在全黑的夜间和低能见度条件下获取“单向透明”信息优势的能力。
图1 在全黑夜间作战时红外/热成像仪具有信息“单向透明”的优势
如图1所示：在全黑夜间作战时红外/热成像仪具有信息“单向透明”的优势。在全黑的夜间一片漆黑，看不见场景可见光（Visible）的图像（左），但同一时间和场景在长波红外却可以获得清晰的热图像（Thermal），识别出人、车、道路和树林。图片来自www.flircameras.com
图 2 红外/热成像仪具有穿透薄雾（Haze）的能力
如图2所示：红外/热成像仪具有穿透薄雾（Haze）的能力。薄雾时4.9km处的塔（Tower 4.9km）前、后的建筑物在可见光图像隐约可见（左），但在同一时间和场景用640×480锑化铟（InSb）热像仪拍摄的中波红外图像（右）中清晰可见。图片来自www.youtube.com
图 3 红外/热成像仪具有穿透浓烟（Smoke）的能力
如图3所示：红外/热成像仪具有穿透浓烟（Smoke）的能力。在一个房间内正向门外冒浓烟的可见光图像中（左）只能看到浓烟和房屋外弥漫的烟雾；但在同一时间和场景的长波红外图像中（右），可以看到在可见光图像中被浓烟遮住房间里站着的人和房屋左侧的细节，可见长波红外辐射可以穿透烟雾，使被烟雾挡住的场景变得“透明”。图片来自www.pcworld.com
2) 被动接收场景（包括目标和背景）在不同红外波段或波长的温度差、发射率差或反射率
差形成的红外辐射信号，具有识别伪装目标、感知目标状态、探测隐身目标的能力，隐蔽性好，不容易被干扰，有利于实现战术上的突然性。
图4 红外/热成像技术具有识别伪装目标的能力
如图4所示：红外/热成像技术具有识别伪装目标的能力。微光成像的机理是场景和物体表面反射可见光成像，只要场景和物体的表面反射相同时即难以识别（左），但热成像的机理是场景和物体自身发射红外辐射成像，只要场景和物体的温度和表面发射不同即可以探测和识别，在同一时间和场景的长波红外图像中，可清晰识别出树林中站着1个穿迷彩伪装服的人（右），因为迷彩伪装服不能复制场景的温度和表面发射率。图片来自www.flir.com
图5 红外/热成像技术具有感知目标状态的能力
如图5所示：红外/热成像技术具有感知目标状态的能力。在可见光图像中可以看见一辆皮卡（左），在同一时间和场景的长波红外图像中（右），不仅看见了皮卡，还可以看见其发动机很热但后轮发热已不明显，说明皮卡停车但发动机一直处于怠速状态，停车时间大致为后轮表面与地面达到热平衡的时间。图片来自www.thermalvideo.com
图6 储油罐群的长波红外图像
如图6所示：图为一个储油罐群的长波红外图像，因油的热量加热罐顶，所以罐顶的灰度反映了储油罐装油的情况，油罐顶为白色的储油罐装有较多油，油罐顶为黑色的的储油罐装有较少油、甚至是空的
3）具有精度高、体积小、重量轻、功耗低的优点，便于集成在多种武器装备和武器平台中使用。
未完待续…….