夜視

孫曰，微乎微乎，形；乎乎，。故敵司。形隱，靜默，今制敵!

古夜珠夜晝…

朝鮮戰爭－中國人民志願軍的制勝法寶：近戰、夜戰…

現代戰爭－

1、非接觸式戰爭：精製導武器(空空導彈，視線外先機制敵)，防區外發射（美炸中駐南使館），前後方界限模糊，信息優勢與信息戰，心理戰，不戰而屈人之兵…

2、夜視技術優勢造成夜間單向透明局勢…1934年荷蘭人G·HOLST等人發明世界第一隻紅外變像管，拉開人類夜視的序幕；二戰末期，美軍率先將其運用於太平洋戰場，作為夜間瞄準鏡。

夜視技術漫談----夜視儀和戰爭

古今中外的戰場上，人們十分重視利用夜幕掩護，奪取白天難以取得的戰果。在朝鮮戰場上，美軍曾發出"太陽是我們的，月亮是中國人的"嘆息。然而，縱觀近期幾場局部戰爭，美軍卻幾乎全是從夜間發起的。正如海灣戰爭中的美軍空戰主要指揮官、空軍少將格羅松說："永遠不要忘記，海灣戰爭的開始、作戰和獲勝都是在夜間。"美軍從怯於夜戰到敢於夜戰，要歸功於夜視技術。夜視技術是應用光電探測和成像器材，將肉眼不可視目標轉換（或增強）成可視影像的信息採集、處理和顯示技術。

在夜暗環境中存在著少量的自然光，如月光、星光、大氣輝光等，統統稱為夜天光。因為它們和太陽光比起來十分微弱，所以又叫作夜微光。人眼視網膜的感光靈敏度不高，在微光條件下不能充分"曝光"。這是造成人們在夜暗環境中不能正常觀察的一個原因。夜暗環境中，除了有微光存在外，還有大量的紅外光。世界上一切物體每時每刻都在向外發射紅外線，所以無論白天黑夜，空間都充滿了紅外線。但紅外線不論強弱，人們都不能看到。

夜視器材就是利用微光和紅外線這兩個條件，把來自目標的人眼看不見的光（微光或紅外光）信號轉換成為電信號，然後再把電信號放大，並把電信號轉換成人眼可見的光信號。這種光-電-光的兩次轉換乃是一切夜視器材實現夜間觀察的共同途徑。

1934年，荷蘭的霍爾斯特（G·Holst）等人製成第一隻近貼式紅外變像管，樹立起了人類衝破夜暗的第一塊里程碑。隨著夜視技術的不斷進展，品種不斷增多，目前主要有：

主動式紅外夜視儀目前發展較成熟，造價低廉，而且由於自身攜帶紅外光源，所以受環境照明條件的影響較小，觀察效果比較好。觀察實用距離一般300米左右，主要用於近距離偵察與搜索、短射程武器的夜間瞄準和各種車輛的夜間駕駛。缺點主要是容易暴露。因為紅外探照燈發射的紅外光束雖不能被肉眼察覺，但能被對方用儀器探測到。

微光夜視儀和主動紅外夜視儀相比，微光夜視儀體積小、重量輕，而且由於工作方式是被動的，使用起來安全可靠，不易暴露。其作用距離同環境照明條件及天氣有關，在星光條件下，可以觀察到800米距離上的人員和1．5千米距離上的車輛。但它作用距離與觀察效果受到氣象影響很大，雨、霧天均不能正常工作，如果一點光線都沒有則完全失效。

微光電視微光夜視儀是攝像后直接顯示的所謂直視式夜視儀。它只能供單人觀察，而且觀察者必須和儀器一起親臨現場，甚至還要對目標直接進行觀察。而軍事上有很多場合則要求能間接進行觀察以及遠距離傳輸圖像，因而發展了微光電視。微光電視的圖像清晰，視距遠。在良好的天氣條件下，其攝像機的作用距離可超過10千米。微光電視還適用定向及定點觀察，在對敵固定目標的監視以及對我方重要目標的警戒和安全保衛工作中，都發揮重要作用。不過由於其體積大、笨重，耗電多，操作、維修複雜，而且對自然環境照明條件及天氣條件的依賴性大，使其應用範圍受到了一定限制。

熱成像儀以上3種夜視器材都是利用目標反射的光線成像的，而熱成像儀則靠接收目標自身發射的紅外線成像，所顯示的圖像反映了目標表面各個部位發射紅外線的強弱，發射紅外線的強弱又取決於該部位的溫度高低，故所顯示的圖像實質上反映了目標表面各個部分的溫差，因而叫熱成像儀。

由於熱成像儀工作方式是完全被動的，不易被對方發現和干擾，同時由於熱輻射在大氣中的傳輸能力強，使熱成像儀無論白天黑夜都有透過霧、雨、雪進行觀察的能力，尤其適合夜間觀察。熱成像儀的優點還在於它可以探測到用其他手段所無法區別的目標。例如，它可以發現軍事人員車輛活動過後又撤離的地區，還可揭露各種軍事偽裝，"透過"偽裝網看清目標。其作用距離比較遠。用於手持觀察和瞄準射擊時，其作用距離為2～3千米；用於艦艇上進行水面觀察時，作用距離可達10千米。

紅外夜視儀是利用光電轉換技術的軍用夜視儀器。它分為主動式和被動式兩種：前者用紅外探照燈照射目標，接收反射的紅外輻射形成圖像；後者不發射紅外線，依靠目標自身的紅外輻射形成“熱圖像”，故又稱為”熱像儀”。夜間可見光很微弱，但人眼看不見的紅外線卻很豐富。紅外線視儀可以幫助人們在夜間進行觀察、搜索、瞄準和駕駛車輛。儘管人們很早就發現了紅外線，但受到紅外元器件的限制，紅外遙感技術發展很緩慢。直到1940年德國研製出硫化鉛和幾種紅外透射材料后，才使紅外遙感儀器的誕生成為可能。此後德國首先研製出主動式紅外夜視儀等幾種紅外探測儀器，但它們都未能在第二次世界大戰中實際使用。

幾乎同時，美國也在研製紅外夜視儀，雖然試驗成功的時間比德國晚，但卻搶先將其投入實戰應用。1945年夏，美軍登陸進攻沖繩島，隱藏在岩洞坑道里的日軍利用複雜的地形，夜晚出來偷襲美軍。於是美軍將一批剛剛製造出來的紅外夜儀緊急運往沖繩，把安有紅外夜視儀的槍炮架在岩洞附近，當日軍趁黑夜剛爬出洞口，立即被一陣準確的槍炮擊倒。洞內的日軍不明其因，繼續往外沖，又糊裡糊塗地送了命。紅外夜視儀初上戰場，就為肅清沖繩島上頑抗的日軍發揮了重要作用。

主動式紅外夜視儀具有成像清晰、製作簡單等特點，但它的致命弱點是紅外按照燈的紅外光會被敵人的紅外探測裝置發現。60年代，美國首先研製出被動式的熱像儀，它不發射紅外光，不易被敵發現，並具有透過霧、雨等進行觀察的能力。

1982年4月─6月，英國和阿根廷之間爆發馬爾維納斯群島戰爭。4月13日半夜，英軍攻擊承軍據守的最大據點斯坦利港。3000名英軍布設的雷區，突然出現在阿軍防線前。英國的所有槍支、火炮都配備了紅外夜視儀，能夠在黑夜中清楚地發現阿軍目標。而阿軍卻缺少夜視儀，不能發現英軍，只有被動挨打的份。在英軍火力準確的打擊下，阿軍支持不住，英軍趁機發起衝鋒。到黎明時，英軍已佔領了阿軍防線上的幾個主要制高點，阿軍完全處於英軍的火力控制下。6月14日晚9時，14000名阿軍不得不向英軍投降。英軍領先紅外夜視器材贏得了一場兵力懸殊的戰鬥。

1991年海灣戰爭中，在風沙和硝煙瀰漫的戰場上，由於美軍裝備了先進的紅外夜視器材，能夠先於伊拉克軍的坦克而發現對方，並開炮射擊。而伊軍只是從美軍坦克開炮時的炮口火光上才得知大敵在前。由此可以看出紅外夜視器材在現代戰爭中的重要作用。

（1）夜視技術裝備－狹義：人眼夜間助視器。廣義：將非可視目標轉化為人、裝備可視。如微光、紅外（熱）、激光/微波成像雷達等。微波雷達能探測脫水樹枝下隱蔽的金屬目標。

（2）效能－微光夜視：800m內有效助視，裝在飛行員頭盔上，夜間高速低空飛行，發現並攻擊坦克一類目標。

（3）紅外/熱成像：800～3000m有效助視；晝間探測20km飛機、100km艦船，24h全天時工作。

（4）激光成像雷達：成像距離3～5km，飛機盲目（夜間）著陸起飛，巡航導彈巡航（地形匹配製導）、攻擊目標（影像匹配）等。

1934年至今已發展3代，用於夜視和晝間、霧、水下助視；夜視設備敏感頻段大體分佈3波段，熱輻射成像、近紅外和可見光成像、紫外成像；有手持、佩戴和固定式（平台上）；又分主（發射信號目標反射）/被動式。下表（P156表4.1）列各類夜視器材，大體5類

（1）微光夜視儀（第三代產品較先進）；

（2）微光電視；

（3）熱成像儀（凝視型較先進）；

（4）激光成像雷達；

（5）主動式紅外夜視儀。

此外尚有紫外光（線）成像，微波雷達成像，超聲波成像和紅外照相等。

（1）圖像視覺原理－身外物景反射的自然光，部分進入人眼；經水晶體（生物透鏡）聚焦到眼底視網膜，傳至大腦感覺到像的形態－物存在…

（2）白視覺與暗視覺－

人眼底感光細胞2種：桿狀/夜、錐狀/白細胞。錐狀白晝敏感，0.76～～0.55～0.38μm有效，能分辨色彩。桿狀夜間敏感，只對0.5μm有效，不能分辨色彩；靈敏度高上千倍，解析度降25倍…

（3）動態環境調節適應－亮暗（照射光亮度≤3×10-3坎德拉/m2）驟變時，需經30～60″適應；由桿狀細胞還原出視紫紅質，增加眼的感受能力，瞳孔放大到5～8mm直徑。轉換中人眼感到目眩。暗亮驟變時，需10″適應時間；也感目眩。激光使人目眩原理類似…

夜間並非一團漆黑，只是人眼感覺不出那許多光信息。像增強器（如紅外）可將景像信號放大5～10×104倍，人員最大發現距離1～1.5km。

不同材料、顏色、溫度物體反射波長、強度不一。人工塗綠色與活體綠色植物，晝間對自然光反射率差不多，而在0.8～1.3μm紅外波段，差別很大，故夜間用紅外夜視器材探測可區分開來。

利用夜視器材，在人眼和不匹配的物景反射之間，架設橋樑通道，讓人眼夜間看到景物…

（1）用大孔徑光學系統儘可能收集更多的物景弱反射光…

（2）將上述弱光進行光信號放大…

（3）用光電器件將弱光信號轉換成電信號…

（4）將上述電信號放大處理…

（5）通過熒光屏、液晶屏等顯示夜間物體的圖像供人觀察…

3.3.1微光夜視器材－已發展3代產品

第1代/上世紀60年代美軍在越戰使用的“星光鏡”；第2代/2～3個1代產品級聯，放大萬倍，用於馬島戰爭；海灣戰爭3代產品大獲成功…

（1）原理（圖4.3，微光像增強器）關鍵是聚焦加速，動能放大，致

使亮度放大。

（2）性能(P166表4.4)

（3）發展

①將微光夜視圖像與紅外熱成像融合互補；

②由黑白圖像向彩色圖像過渡；

③適合夜視感光的CCD自掃描夜視儀。

3.3.2熱成像器材－不依賴夜間自然光，而是利用目標自己向外輻射的紅外線，有獨到優勢。

（1）原理（P173圖4.4）

關鍵是水平、垂直轉鏡完成光機掃描成像。

（2）性能（P172表4.7）－在L>1000m處優於微光夜視儀。

（3）發展

①非致冷紅外探測器；

②CCD光電轉換、電自動掃描取代光機掃描；

③多功能識別技術：前視紅外、毫米波、激光雷達、可見光電視等綜合識別；

④凝視焦平面陣列技術：多元成陣，每個陣元在焦面上負責目標地面一塊地方。可搜索、可凝視。如美軍計劃星載紅外焦平面陣列單元5千萬個，每元覆蓋1km2地面。隨衛星飛行時，搜索地面，對1/2地球表面監視，發現可疑點，再盯住監視（凝視）。