Los últimos avances en el campo de la mejora del rendimiento, la reducción del tamaño y el consumo de energía de las cámaras termográficas ofrecen oportunidades sin precedentes no solo para las unidades de combate, sino también para las fuerzas del orden y las estructuras comerciales, lo que queda perfectamente demostrado por las imágenes tomadas por el dispositivo fabricado. por FLIR Systems.
Con el fin de cumplir con los estrictos requisitos de combate en cuanto a detección, reconocimiento e identificación de objetivos con cualquier luz y en cualquier clima, las capacidades de los dispositivos infrarrojos de onda media y onda larga aumentan constantemente mejorando sus características y reduciendo su peso y tamaño. y parámetros de consumo de energía.
La sensibilidad, la resolución y la relación señal / ruido son parámetros clave en sistemas refrigerados y no refrigerados más pequeños altamente eficientes. Se espera que los desarrollos en el campo de la generación de imágenes infrarrojas de onda corta (SWIR) del rango electromagnético (0,9 a 1,7 micrones) tengan demanda en una amplia gama de aplicaciones de detección y generación de imágenes militares. La recopilación y síntesis de imágenes de equipos de detección se ha convertido en una necesidad dominante en las operaciones de combate, lo que ha llevado a dispositivos de doble sensor para operaciones desmontadas. Las gafas de visión nocturna i-Aware TM NVG (Tactical Mobility Night Vision Goggles) de ITT Exelis, que combinan un intensificador de imagen con una cámara termográfica no refrigerada, así como numerosos sistemas optoelectrónicos / infrarrojos para aplicaciones terrestres y aéreas, son un buen ejemplo en este caso.. En el caso de los drones pequeños, estos desarrollos también hicieron posible pasar de configuraciones de un solo sensor a configuraciones de doble sensor de los equipos de a bordo, mientras que el desarrollo de la electrónica para la generalización de datos de los sensores a bordo hizo posible aumentar la conciencia situacional del soldado. reduciendo el tiempo necesario para identificar los objetivos.
La tercera y última generación de sistemas de infrarrojos proporciona capacidades mejoradas, como un alto número de píxeles, altas velocidades de cuadro, mejor resolución térmica y funcionalidad multicolor y procesamiento de señal integrado para matrices de conversión de video en color y sin color. En los sistemas de tercera generación, actualmente se están desarrollando tres tecnologías de detectores:
• telururo de cadmio y mercurio (MCT - telururo de mercurio-cadmio) también conocido como HgCdTe;
• Fotodetector de infrarrojos en pozos cuánticos - Fotodetector de infrarrojos de pozo cuántico (QWIP);
• superredes (SLS) con capas tensionadas de tipo II a base de antimonuros.
En la actualidad, el telururo de cadmio-mercurio es el material semiconductor más extendido para fotodetectores de infrarrojos, y se espera que debido a las propiedades de este material, sus posibilidades y campo de aplicación solo se amplíen.
El fotodetector QWIP muy compacto (matriz de 384x288, paso de píxel de 25 µm, infrarrojo de onda larga) de Sofradir es muy adecuado para sistemas montados en vehículos como el Catherine-XP TI de Thales. La imagen se muestra en una versión estacionaria.
Dado que la tecnología del fotodetector QWIP se encuentra en una etapa temprana de desarrollo, una estructura de superrejilla de tipo II relativamente nueva basada en InAS / Galnsb (Antimonuro de indio / Antimonuro de indio de galio) puede convertirse en una alternativa a la tecnología MCT en el espectro de longitudes de onda largas. La matriz microbolométrica VOx (óxido de vanadio) es actualmente la tecnología más común en detectores no refrigerados. Se producen más de ellos que todos los demás conjuntos de infrarrojos combinados, y se espera que esta tendencia se intensifique en un futuro próximo. Mientras tanto, el desarrollo de cámaras termográficas continúa, por ejemplo, DRS está trabajando en la miniaturización de cámaras de onda larga (LWIR) bajo el programa Aware (Arquitectura avanzada de campo de visión amplio para reconstrucción y explotación de imágenes: una arquitectura moderna con un amplio campo de visión para la recuperación y el uso de imágenes), emitido por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (Darpa). Este programa se lanzó con el objetivo de aumentar el campo de visión, la resolución y las capacidades día / noche de las cámaras termográficas con características y costos reducidos de peso, tamaño y consumo de energía. El desarrollo y el desarrollo ulterior de las cámaras termográficas que operan en la región del espectro infrarrojo de onda corta contribuyen a un apoyo adicional para las operaciones de combate. Las cámaras termográficas de este tipo ofrecen varias ventajas, que incluyen: funcionamiento bajo la luz de las estrellas (pueden recibir una cantidad adecuada de luz de fenómenos naturales sutiles conocidos como resplandor nocturno atmosférico), imágenes cercanas al espectro visible, detección de objetivos ocultos en la oscuridad, permeabilidad del camuflaje y, finalmente, la capacidad de mostrar balizas y láseres que se utilizan en las gafas de visión nocturna.
Proveedores americanos
Flir Systems
Flir Systems fabrica una variedad de módulos y matrices de cámaras de video para su integración en sistemas más grandes. La gama de sensores de longitud de onda larga de Flir se ha ampliado recientemente con los sensores Quark y Tau 2 sin refrigerar. El microbolómetro de óxido de vanadio sin refrigerar Quark está disponible en resoluciones de matriz de transductores de vídeo de 640x512 o 336x256 con un paso de píxel de 17 micrones. Se informa que es el más pequeño del mundo y, como resultado, la opción "incomparable" para drones pequeños. Mide 17 x 22 x 22 mm, pesa entre 18,3 y 28,8 gramos (dependiendo de las lentes) y tiene un consumo de energía de menos de un vatio. Las dimensiones muy compactas permitieron a la empresa danesa Sky-Watch reemplazar un sensor por dos en su dron Huginn Xl que pesa 1,5 kg. Ahora puede utilizar tanto una Quark 640 térmica como una cámara convencional. Aerovironment continúa mejorando cientos de sus UAV Raven Mantis basados en Quark. La nueva firma Trillium ha lanzado al mercado una junta universal basada en Quark en 6, 35 cm y un peso de 227 gramos.
El microbolómetro Quark sin refrigerar de Flir Systems se considera el más pequeño del mundo. Está disponible en resolución de matriz de convertidor de video de 640 x 512 o 336 x 256 y paso de píxel de 17 micrones
La familia de cámaras termográficas no refrigeradas Tau 2 de nueva generación viene con componentes electrónicos mejorados en tres formatos (Tau 640x512, 336x256 y 324x256) con dos píxeles de paso (17 micrones para 640/336 y 25 micrones para 324) para una variedad de aplicaciones, incluido el control remoto. máquinas controladas, por ejemplo, el helipuerto canadiense Draganfly X6, los UAV Desert Hawk III de Lockheed Martin y Puma de Aerovironment. La matriz Tau se ha utilizado en cientos de sensores de conciencia situacional basados en tierra desatendidos fabricados por NGC Xetron, L-3 Nova Engineering y Digital Force Technologies.
Presentación de la cámara de visión nocturna térmica táctica serie H de FLIR con mis subtítulos
Flir presenta Photon HRC con uno de los sensores de 640x512 más pequeños entre las cámaras refrigeradas de onda media. Una matriz de antimonuro de indio con un paso de 15 micrones pesa menos de 454 gramos y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones. En la misma gama, Flir ofrece varios de sus productos más. Es la cámara Neutrino más pequeña y liviana en un antimonuro de indio 640x512, 15 micrones, y una familia de detectores MCT 640x512 muy compactos basados en sensores µCore-275Z y Min-Core HRC con zoom óptico continuo, eliminando la necesidad de múltiples lentes, avanzado procesamiento de imágenes y óptica con múltiples campos de visión. Se informa que el modelo base µCore-275Z tiene un rango de detección, reconocimiento e identificación de humanos y máquinas, respectivamente, 9, 2, 2, 9, 1, 2 y 15, 5, 6 y 3, 3 km. Finalmente, Flir ofrece la cámara Tau con un sensor de arseniuro de galio de 640x512 o 320x240 de 25 micrones. Ambas opciones pesan solo 130 gramos con una lente M24, lo que las hace ideales para automóviles pequeños y dispositivos de vigilancia que funcionan con baterías.
La nueva generación de cámaras termográficas LWIR no refrigeradas de la familia Tau 2 Flir Systems presenta una electrónica mejorada y está disponible para una variedad de aplicaciones, incluidos pequeños drones como Draganfly X6 de Canadá y Desert Hawk III de Lockheed Martin (en la foto)
Raytheon
Raytheon, también líder mundial en cámaras termográficas refrigeradas y no refrigeradas, ofrece la gama más amplia de productos para aplicaciones espaciales, marítimas, aéreas, terrestres y desmontadas. Raytheon ofrece una gama ampliada de kits de multisensores aéreos mediante la integración de cámaras termográficas de onda media y larga refrigeradas en plataformas controladas y controladas a distancia.
Por otro lado, su tecnología de detector no refrigerado está destinada principalmente a aplicaciones terrestres; Los prismáticos PhantomIRxr resistentes y extremadamente ligeros y los visores de imágenes térmicas capturan objetivos día y noche, en humo y niebla. Los vehículos con orugas y ruedas, equipados con el amplificador de visión del conductor DVE de Raytheon, no pierden maniobrabilidad de día o de noche, incluida la movilidad total en la niebla y la bruma. Raytheon ofrece un sensor Vox de longitud de onda larga sin enfriar en 320x240 y 640x480 en un paso de 25 micrones, mientras que ofrece un sensor sin enfriar en 640x512, 1280x1024 y 1920x512 en un paso de 20 micrones.
L3
En la feria de sistemas no tripulados AUVSI, L3 Cincinnati Electronics presentó su nuevo sistema de onda media Night Warrior µCam 640, que según la compañía es una de las cámaras termográficas refrigeradas más pequeñas. Esta cámara termográfica se basa en una matriz de 640x512 con un paso de 15 micrones y tecnologías HOT (alta temperatura de funcionamiento). Opera a temperaturas más altas que los productos de antimonuro de indio, produciendo imágenes de la más alta calidad comparable a los sistemas de imágenes térmicas no refrigerados. Con un peso de menos de 500 gramos y un consumo de 6 vatios, el NightWarrior 640 está dimensionado para una batería C (también denominada R14, 343, Baby), lo que permite agregarlo a sistemas que anteriormente solo podían ser utilizados por dispositivos no refrigerados. Los ingenieros de L-3 CE diseñaron el NightWarrior 640 para una fácil integración en una variedad de aplicaciones, desde dispositivos portátiles hasta estaciones de armas controladas de forma remota. L3 CE está considerando una variedad de opciones ópticas que incluyen lentes de rango medio de 250 mm.
BAE
En el mismo espectáculo, BAE Systems mostró lo que llama la cámara multiespectral más pequeña (con un peso de solo 144 gramos) diseñada para su instalación en pequeños drones. La compañía también introdujo un sistema con su propio procesamiento de datos sensoriales y su integración con el fin de mejorar la conciencia situacional del soldado al reducir el tiempo para identificar objetivos. Gracias al nuevo sistema de sensores fusionados digitalmente (DFSS), el sensor innovador combina la imagen de una cámara de visión nocturna de alta sensibilidad y la imagen de una cámara termográfica de onda larga no refrigerada (suministrada por BAE Systems para visores de sistemas de armas) en una sola pantalla, que permite a los soldados en el menor tiempo posible evaluar intuitivamente la escena utilizando un dispositivo de control remoto. Con este tipo de tecnología de fusión, los soldados no tienen que alternar entre cámaras diurnas e infrarrojas, según BAE Systems. Se mostró un conjunto de sensores multiespectrales en un dron con cuatro rotores Air Robot AR-100B. El sistema se ajusta a las condiciones externas de cada tarea, por lo que el operador no necesita elegir entre un sensor de día o de infrarrojos antes de comenzar. BAE Systems está explorando la posibilidad de utilizar una cámara de visión nocturna a todo color además de un puntero láser y una cámara termográfica no refrigerada. Este sistema está siendo probado por el Comando de Operaciones Especiales de los Estados Unidos. También se está considerando la posibilidad de obtener datos de imágenes digitales a distancias de hasta 3500 metros.
El innovador sensor combina la imagen de una cámara de visión nocturna de alta sensibilidad y la imagen de una cámara termográfica de onda larga sin enfriar (suministrada por BAE Systems para visores de armas) en una sola imagen gracias al nuevo sistema de fusión de imágenes digitales Sistema de sensores fusionados digitalmente (DFSS)
Las cámaras de imagen térmica SWIR y LWIR de UTC Sensors Unlimited son utilizadas por la subsidiaria Cloud Cap Technology para crear una familia de estaciones optoelectrónicas Tase, incluida la Tase 150 para drones pequeños.
Empresa UTC
UTC Aerospace Systems - Sensors Unlimited ofrece una línea completa de productos de imágenes SWIR (infrarrojo lejano [onda corta]). En abril pasado, Sensors Unlimited presentó una cámara SWIR de arseniuro de galio indio de nueva generación con características de consumo de energía y peso reducidos y alta sensibilidad debido a una matriz de píxeles de 640x512 con un paso de píxeles de 12,5 micrones, utilizando algoritmos de mejora de imagen patentados.
Esta cámara pesa menos de 55 gramos y tiene un consumo de energía de hasta 3 W, proporcionando imágenes en tiempo real bajo diversas condiciones de iluminación (desde luz diurna hasta poca luz), imágenes térmicas que pueden "ver" a través de la niebla, la neblina y la pantalla de humo, como así como la focalización láser … En abril de 2012, Sensors Unlimited presentó la nueva cámara sin refrigeración GA640C-15 A de "pulgadas cúbicas" con una resolución de 640x512 píxeles en incrementos de 15 micrones. Con un peso de menos de 26 gramos sin lente y un consumo de energía de solo 1,5 W, es un candidato ideal para la integración en soluciones de soldado desmontado. La subsidiaria Cloud Cap Technology está utilizando cámaras térmicas de onda corta y larga para crear una familia de estaciones optoelectrónicas Tase, incluida la Tase 150 para drones pequeños.
La más pequeña de la familia de microestaciones que ofrece UTC Cloud Cap Technology incluye la Tase 150 de 900 gramos, que incluye una cámara de fotograma completo de 640x480 con dos modos (mejora de imagen y cámara termográfica), un sistema GPS / INS en miniatura y asociado interfaces
Compañía DRS
DRS Technologies es un fabricante líder de cámaras de microbolómetro de óxido de vanadio (Vox) no refrigeradas y cámaras refrigeradas de telururo de mercurio de cadmio (MCT). Fue la primera empresa en ofrecer cámaras termográficas no refrigeradas de paso de 17 micrones y, más recientemente, cámaras termográficas MCT de 12 micrones. DRS Technologies es el principal proveedor del Ejército de EE. UU. Y de muchos fabricantes de drones. El dispositivo ultracompacto Tamarisk 320 tiene un peso ligero (30 gramos), bajo consumo de energía (750 milivatios). Su núcleo es un microbolómetro VOx 320x240 con paso de 17 micrones y tecnología NIR sin enfriar. Se ofrece como una cámara independiente o como un módulo configurable con diferentes lentes y velocidades de cuadro. En febrero de 2013, DRS Technologies presentó la variante Tamarisk TI 640x480, que proporciona una excelente calidad en un tamaño pequeño (46x40x31 mm sin óptica), peso ligero (<60 gramos) y bajo consumo de energía (<1,5 W). La familia de dispositivos Tamarisk se usa ampliamente no solo en vehículos, UAV, sino también como parte del equipo de soldados desmontados. El modelo 640 de esta familia está instalado en el dron Falcon.
Europa y el resto del mundo
Empresa SOFRADIR
Sofradir es uno de los líderes mundiales en tecnologías de telururo de mercurio y cadmio. Con la adquisición de equipos y tecnología de antimonuro de indio de Sagem, tecnologías QWIP (Quantum Well Infrared Photodetector) y matrices de arseniuro de galio indio de Thales en virtud de un acuerdo firmado en diciembre de 2012, Sofradir fortaleció su liderazgo de mercado en Europa y en todo el mundo como proveedor de un completo línea de tecnologías y productos refrigerados y no refrigerados. Los artículos no refrigerados son responsabilidad de su subsidiaria Ulis.
Este grupo industrial francés ofrece un nuevo detector no refrigerado (42x30x9mm) basado en una matriz InGaAs (640x512, 15 micrones, SWIR) llamado Snake. Tiene alta sensibilidad y resolución y es muy adecuado para una amplia variedad de aplicaciones, como dispositivos de visión nocturna portátiles y de mano y estaciones optoelectrónicas a bordo.
El fotodetector QWIP muy compacto (384x288, 25 micrones, LWIR) es muy adecuado para sistemas montados en vehículos como el Thales Catherine-XP TI, mientras que la cámara termográfica de onda larga Scorpio es la última incorporación a la familia extendida (640x512, 15 micrones). Esta familia proporciona las cualidades necesarias para aplicaciones terrestres como alta sensibilidad, alta resolución y rango extendido.
Los detectores de infrarrojos Sofradir se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones ya probadas, incluidos el misil MBDA Storm Shadow / SCALP EG, los contenedores de orientación y navegación Thales Damocles y Navflir, las cámaras termográficas Catherine de mano y montadas en vehículos Thales Sophie, y Sagem Iris y Sada II cámaras termográficas (para vehículos blindados estadounidenses).
La empresa está trabajando en nuevos detectores para innovar, mejorar las capacidades y la compacidad de sus productos. Los productos recientes incluyen e-APD (fotodiodo de avalancha), convertidores de video de doble banda con una diferencia de temperatura de ruido equivalente (NETD) muy baja y otras aplicaciones nuevas. La principal dirección de desarrollo en Sofradir es reducir aún más el tamaño del elemento de imagen mínimo, lo que aumentará el número de píxeles en un detector y mantendrá el tamaño general del sistema. En este sentido, la empresa ya ha demostrado una matriz con un paso de 10 micrones. Sofradir también está explorando la posibilidad de aumentar las temperaturas de operación hasta 150K con el fin de ofrecer matrices de enfriamiento más pequeñas, livianas y confiables para crear productos con menor peso, dimensiones y consumo de energía.
CASSIDIANA
Cassidian Optronics ofrece cámaras termográficas refrigeradas y no refrigeradas como parte de la familia Attica (cámaras termográficas avanzadas con matriz IR CMOS bidimensional), que utiliza tecnología de vanguardia para núcleos de longitud de onda media y larga. Se pueden montar en trípodes y en vehículos, mientras que se prefiere una cámara de imagen térmica LWIR en miniatura no refrigerada para dispositivos de mano. Cassidian Optronics ofrece productos para una variedad de aplicaciones, incluidos los sistemas de vigilancia para los sistemas aéreos Goshawk-II HD / HDT.
Empresa AIM
Aim Infrarot-Module (Aim) es propiedad igualmente de Diehl BGT Defense y Rheinmetall y suministra núcleos y módulos para todo el rango espectral de 1 a 15 micrones basados en detectores de infrarrojos MCT y Tipo II con superrejilla (InAs / GaSb). En la actualidad, Aim ofrece cámaras termográficas HiPIR-640 (MWIR o LWIR, 3.ª generación, 640x512, paso de píxel de 15 micrones) basadas en telururo de cadmio y mercurio, con detectores de tipo MWIR que funcionan a temperaturas superiores a 120K. La cartera de Aim incluye cámaras termográficas de la serie µCAM-640 (MWIR refrigerado basado en MCT y LWIR no refrigerado) para los drones Luna y Aladin, así como la mira termográfica HuntIR / RangIR para el ejército alemán. La máquina criogénica MWIR / MWIR de dos colores basada en la superrejilla Tipo II proporciona soluciones innovadoras para los sistemas de advertencia de ataque con misiles, mientras que el sensor de doble banda 640x512 MWIR / LWIR de la máquina criogénica se está desarrollando para la cámara de próxima generación.
Los sensores Sofradir se utilizan para una amplia variedad de tecnologías probadas, incluido el misil MBDA Storm Shadow / Scalp EG, los contenedores de navegación y orientación Thales Damocles y Navflir, las cámaras Catherine e Iris y la familia de sistemas portátiles Thales Sophie (en la foto)
Detector Scorpio LW: el último miembro de la familia 640x512 de 15 micrones
THERMOTEKNIX
La empresa británica Thermoteknix Systems ofrece la familia de convertidores de vídeo Miricle con tecnología sin obturador XTI. Incluye el modelo 110KS no refrigerado ultracompacto sin partes móviles (sin obturador), mientras que Xenics Infrared Solutions de Bélgica ofrece una familia de cámaras de alta resolución basadas en el llamado “Xenics Core”. Construidas sobre una plataforma común (SWIR y MWIR FGA), la cámara Xenics SWIR XSW-640 y la cámara LWIR XTM-640 pesan menos de 100 gramos y consumen menos de 2 vatios. Se combinan fácilmente, las imágenes correspondientes obtenidas en cualquier clima y con cualquier luz, se superponen y se fusionan en una imagen espectral compleja con mayor contenido de información.
La estación optoelectrónica M-STAMP de la familia Controp Stamp pesa solo 1,2 kg. Incluye una cámara con zoom diurno y una cámara termográfica no refrigerada. Funciona bien para drones ligeros como Elbit Systems Skylark-I y Aeronautics Orbiter (en la foto)
Compañía ASELSAN
Para satisfacer las necesidades nacionales e internacionales, Aselsan ha desarrollado una familia de drones estabilizados con cardán biaxial para drones grandes y pequeños, que incluyen un puntero láser y un sensor, ya sea una cámara a color diurna o una cámara infrarroja nocturna no refrigerada. La versión con cámara infrarroja se mostró en IDEF 2013 en minidrones y helicópteros ARI-1T.
Las necesidades militares y posteriores de exportación obligaron a la industria israelí a desarrollar sus capacidades nacionales en este sector. Opgal Optronic Industries, propiedad igualmente de Rafael y Elbit Systems, ofrece una amplia gama de sensores de imágenes térmicas ultracompactos y de bajo consumo que sirven como base para los sistemas de imágenes térmicas fabricados tanto en Israel como en el extranjero. Los sensores de imagen térmica de Opgal con soporte para fotodetectores basados en VOx y ASi son ideales para aplicaciones desmontadas, terrestres y aéreas. También vale la pena mencionar Semiconductor Devices (SCD), una empresa conjunta entre Elbit Systems y Rafael. Diseña y fabrica una gama completa de detectores infrarrojos InSb, MCT y VOx y es el mayor proveedor mundial de matrices 2D de antimonuro de indio.
Controp mostró recientemente su T-Stamp de 3 kg, que alberga una cámara de día, una cámara de noche y un puntero láser. La cámara de imagen térmica op está disponible en versiones refrigeradas o no refrigeradas, pero ambas utilizan una tecnología única de lentes de zoom óptico continuo.
Empresa CONTROP
Specialist Controp, propiedad de Rafael y del fabricante de UAV Aeronautics, es líder mundial en aviónica para drones ligeros, aunque también fabrica productos para plataformas terrestres, aéreas y marinas. El miembro más pequeño de la familia Stamp M-Stamp pesa solo 1,2 kg con cámara diurna y cámara termográfica no refrigerada y es muy adecuado para su instalación en drones como Skylark-I de Elbit y Orbiter de Aeronautics y varios Bluebird Aero Systems.
Presentamos el dron Skylark-I-LE de Elbit
En junio de 2013, Controp introdujo una estación optoelectrónica con sello en T totalmente estabilizada de tres sensores que pesa menos de 3 kg, que incluye una cámara diurna y nocturna y un puntero láser. La cámara termográfica puede enfriarse o no enfriarse, además, como la mayoría de las cámaras térmicas Controp, estas opciones tienen una lente de zoom óptico continuo único. La compañía también suministra a la familia de cámaras FOX lentes con zoom x22, x36, x55, que incluyen sensores de tercera generación en longitudes de onda medias de 320x258 o 640x512, así como detectores de longitud de onda larga no refrigerados con lentes de zoom óptico continuo patentados.
