光电子技术在军事领域中的应用

【军事理论必考题目集锦】判断题5

判断题（用“√”或“×”判断正误，不用说明理由。每小题2分）

1.简言之，军事高技术是指应用于军事领域的高技术，而航天科技、纳米材料技术是其关键的核心技术。（X ）

2.军事高技术是军事领域里变革的核心基础。（Z ）

3.研究军事高技术，弄清军事高技术对现代战争的影响，对于把握高新技术的发展、驾驭现代战争具有重要意义。（Z）

4.高技术的重要特点是具有极强的综合性、技术辐射性和技术潜力，以致高技术之间相互渗透交织，给社会带来巨大的变化。（Z ）

5.目前军事上的信息进攻与信息防御的攻防研究已经成为军事高技术发展的重中之重。（Z）

6.反物质武器的能量比一般的核武器能量高出100亿倍。（X ）

7.发展基因武器可能产生“不可制服”的致病微生物，从而给敌人带来灾难性后果，因此研究基因武器已经成为军事高技术发展的重中之重。（X ）

8.目前研发的定向能武器主要有激光武器、粒子束武器、微波束武器和各种定向动能武器。（X ）

9.目前，军用隐身材料重点是研发雷达隐身材料、红外及γ射线隐身材料。（X ）

10.精确制导炸弹是指采用精确制导系统，具有很高命中精度的导弹。（X ）

11.常用的自主制导方式有惯性制导、星光制导、地图匹配制导与影像匹配制导等。（Z ）

12.现代侦察监视技术是指为发现、识别、监视、跟踪目标，并对目标进行定位所采用的一系列技术措施。（Z ）

13.雷达侦察技术是利用物体对无线电波的反射特性来发现目标和探测目标状态的一种侦察手段。（Z ）

14.现代侦察监视技术的基本原理是：利用多媒体技术探测目标的红外、光波、声波、应力（振动）波、无线电波等物理特征信息，从而发现目标并监视其行动。（X ）

15.现代战争表明，只有建立军队指挥自动化系统，才能最大限度地发挥各种作战部队和武器的潜能，增强军队的战斗力。（Z）

16.高能激光武器是利用高能激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器。（Z ）

1 军事高技术的发展及

对现代作战的影响

杨胜利

科学技术的发展特别是军事高技术的发展正在军事领域引发一场深刻的变革。从20世纪80年代以来发生的屡次局部战争，特别是20世纪末发生的科索沃战争中，人们可以看出：现代战争已在很大程度上表现为高技术的较量，谁拥有军事高技术，谁就能够在战争中占据更大的主动权；现代战争已进入高技术时代。

一、军事高技术的内涵与特点

军事高技术是高技术的重要组成部分。它具有高技术的一切特征，但同时又具有其自身的特点。一般认为，军事高技术是建立在现代科学技术成就基础上，处于当代科学技术前沿，以信息技术为核心，在军事领域发展和应用的，对国防科技和武器装备发展起巨大推动作用的那部分高技术的总称。

高技术与一般技术相比，有七大特点：

1、高智力。高技术是知识密集型技术，它的发展必须依靠创造性的智力劳动，依靠富有创新意识、创新能力的高素质人才，体现了高智力的特性。比如半导体集成电路，从成本上讲，原料及能源仅占其总成本的2%，而其余98%都是其智力含量。

2、高投资。高技术的研究开发需要昂贵的设备和较长的研制周期，因而研制过程需要耗费巨额资金。据统计，目前，一般高技术企业用于研究开发的经费占其产品销售额的比例高达10-30%，而科研成果产业化的投资又比研究开发投资高出5-20倍，形成高技术产业后的设备更新投资还会越来越大。比如制造 2 集成电路的设备，十年之中关键设备就更新了三代，每更新一代，设备投资就要增加一个数量级。

3、高竞争。高技术的时效性决定了谁先掌握技术、谁先开发出产品并抢先投放市场或用于战场，谁就能获得优势，占据主动。为此，世界军事强国和大国都制定了高技术发展计划，试图在世界高技术发展的竞争中占有一席之地。

4、高风险。高技术竞争的失败，对企业而言，就意味着投资的失败；对国家而言，意味着国家利益将要受到损害。此外，高技术研究本身也蕴含着巨大的风险，甚至要以生命作为代价。以航天技术的发展为例，40多年来，航天技术取得了神话般的巨大成就，但其风险也高得惊人。1961年3月23日，苏联的邦达连科就成为为航天事业献身的第一人。另据英国《新科学家》杂志数据分析：目前正在组装的国际空间站，在组装过程中，发生至少一次重大失误的可能性为73.6%。

夜视仪工作原理

夜视仪是一种能够在夜晚或低光条件下观察和识别目标的设备。它在军事、警察、安全和野生动物观察等领域都有广泛的应用。夜视仪的工作原理主要基于光电子技术，它能够将微弱的光信号转换成可见图像，使得人眼能够在暗夜中看到清晰的景象。

夜视仪主要包括光学部分和光电部分两大部分。光学部分主要包括物镜、光阑、物镜焦平面、接收透镜等组件，而光电部分则包括光电转换器件、信号处理电路和显示器等组件。

在夜视仪中，光学部分起到了收集和聚焦光线的作用。当光线通过物镜进入夜视仪时，光线被聚焦到光电转换器件上。光电转换器件是夜视仪的核心部件，它能够将光信号转换成电子信号。常见的光电转换器件包括光电二极管（Photomultiplier Tube，PMT）、光电倍增管（Photomultiplier）和光电二极管阵列（Photodiode

Array）等。

在光电转换器件中，光信号首先被转换成电子信号，然后经过信号处理电路进行放大、滤波和增强处理。这样处理后的电子信号能够更加清晰地表现出原始的光信号特征，从而能够得到更加清晰的图像。最后，处理后的信号被送入显示器，通过显示器将电子信号转换成可见的图像，供人眼观察。

夜视仪的工作原理可以简单概括为：通过光学部分收集和聚焦微弱的光信号，然后通过光电转换器件将光信号转换成电子信号，再经过信号处理电路进行处理，最后通过显示器将电子信号转换成可见的图像。这样，人眼就能够在暗夜中看到清晰的景象，实现了夜视功能。

总的来说，夜视仪的工作原理是基于光电子技术的，它能够将微弱的光信号转换成可见图像，从而实现在夜晚或低光条件下观察和识别目标的功能。随着科技的不断进步，夜视仪的性能也在不断提升，为人们的夜间观察提供了更加便利和清晰的工具。

高新技术　现代雷达中的光电子技术　李强　（哈尔滨轻工业研究所）　摘要：介绍了光电子技术在现代雷达中的主要应用。在雷达信号传输、光信息处理和微波器件的光控制等方面，光电子技术的应用　显示出广阔的前景和巨大的经济、军事价值。　关键词：光电子技术　光纤链路　光纤延迟线　中图分类号：ＴＮ２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—０５３４（２００７）０６（ｂ）一０００９—０ｌ　１引言　目前，光电子技术在微波领域中的应用主　要是光纤通信，并已基本普及，在雷达中的应　用远不如在通信中应用那样广泛，而在我国只　有少量的初步研究。随着光电子技术的迅速　发展，光电子技术将在各种现代雷达中，尤其　是相控阵雷达中有着巨大的吸引力和广阔的　应用前景。光纤和光电集成电路用于雷达信　号／数据处理、相控阵天线和多基地雷达（或　雷达网）互连具有很多优点。如果说２０世纪６０　年代以后的雷达中若不采用计算机技术就不　是先进雷达，那么不妨说现代雷达如不采用光　电子技术也将不是先进的雷达。下面列举光　电子技术可用于现代雷达中的几个大的方面，　以此说明光电子技术在这些方面应用的必要　性、先进性和广阔前景。　２光电子技术在现代雷达中的主要应用　光电子技术在雷达上的应用虽然比在光　通信上的应用起步晚，但在国外应用还是比较　广泛的，海湾战争中已有充分表现。这方面的　应用主要有雷达信号的光纤传输、光信息处　理和微波器件的光控制等。　２．１光纤链路（ＦＯＬ）用于雷达信号传输　光纤链路由激光二极管、调制器、光纤　和光敏二极管等组成。它将雷达微波信号调　制到光波上，利用光纤进行微波信号模拟传　输，在国外已经成熟并得到广泛应用。利用光　纤来传输雷达信号具有明显的优越性，因为在　整个雷达频率上，光纤传输损耗几乎比同轴电　缆和波导低３个数量级，并且在整个频段内其　损耗对于任何调制信号都相同，这非常有利于　雷达系统的远程控制和雷达信号的传输分配。　由于雷达天线是一个辐射源，极易受到反辐射　导弹的袭击，所以天线和控制中心应尽量远　离。常规连接方法是采用同轴电缆，它的传输　损耗大，使得天线和指令中心的间距很短。同　时电缆向外的辐射性也给了导弹以攻击的目　标。再者，电缆的耗铜量随频率的平方根而增　大，在微波信号通过同轴电缆传输前，往往就　必须先将其下变频到ＭＨｚ范围，而且还需要　几个线路放大器以放大信号电平。然而如采　用光纤链路，则微波信号传输到指令中心就毋　需任何下变频，又由于光纤衰减极小，因此不　需要任何线路放大器以提高信号电平。光纤　及大量光波器件均为介质材料，无电磁辐射，　隐身性能好，改用光纤传输系统后，不仅重量　和成本大大下降，而且抗电磁干扰（ＥＭＩ）＊Ｉ抗　电磁脉冲（ＥＭＰ）的能力显著提高。因此用光缆　取代电缆传输，对实现雷达天线远程化是非常　理想的，这不仅对战术雷达和人员的可生存性　具有重大军事价值，而且也具有重大的经济效　益。另外，由于光纤具有体积小、重量轻、　柔软灵活等优点，特别适合用于机载、星载　雷达等有空间限制的场合。光纤还具有极宽　的带宽，有利于宽带雷达信号的传输。　２．２光纤延迟线（ＯＦＤＬ）用于雷达信号处理　由激光器、调制器、光纤、开关和光　电探测器构成的光纤延迟线是微波频域或时　域信号处理的新型器件。使用光纤延迟线可　构成编码发生器、脉冲解码器、带通滤波器、　低通滤波器、横向匹配滤波器、相关器、卷积　器、Ａ／Ｄ变换器等信号处理器件。在雷达　系统中，特别是在那些要求产生和处理带宽极　宽（＞２００ＭＨｚ）信号的雷达系统中，这种器件　更有潜在的重要用途。尽管声表面波器件在　较低频率上呈现出优异的性能，但其带宽被限　制在ｌ￣２ＧＨｚ。要想在ｌ０ＧＨｚ或大于ｌ０ＧＨｚ　带宽的高数据速率上进行信号处理，使用现行　的信号处理器件就显得无能为力，例如宽带雷　达信号实时处理就是一个例子。　高分辨雷达接收机和电子情￣Ｅ（ＥＬＩＮＴ）搜　索系统需要低成本和大时间带宽积（Ｔ．Ｂ）的　信号处理器件。常规的方法是采用同轴电缆　或体声波器件，前者的传输时延约为５ｎｓ／ｍ，　总延时一般为２００￣３００ｎｓ｝后者如ＬｉＮｂＯ　声波　器件可延时约５　ｓ。光纤延迟线具有比常规　电子学、声表面波（ＡＳｗ）、电荷耦合器件　（ｃｃＤ）延迟线、静磁波（ＭＳＷ）及超导延迟线　（ＳＤＬ）更加优异的性能。　采用单模石英光纤作为延迟介质可获得５　ｕ　ｓ／ｋｉｎ的延时和ｌ０　的延时带宽积。由于光　纤延迟线可得到所需的任何延时，且具有高的　工作频率、最大的Ｔ．Ｂ值，并具有与频率无　关的恒定单位延时损耗、轻柔、绝缘性好、成　本最低等突出优点，具有现今各种延迟线最优　异的综合性能。因此利用光纤延迟线（包括光　纤延迟线网络）和以光纤延迟线为基本构件的　信号处理器件是很有发展前途的。　光纤延迟线的最大应用市场在雷达系统，　特别是相控阵天线系统和雷达信号处理系统。　它可用作相控阵雷达天线的宽带光纤时延网　络、高分辨雷达的伪随机程序发生器、海洋卫　星雷达、自适应雷达天线阵的分支延迟线滤　波、雷达系统性能评价测试、雷达告警接收　机、电一光Ａ／Ｄ变换器、脉冲间积累用延迟　线、宽带非相干动目标显示（ＭＴＩ）、电子战中　的欺骗干扰机，以及光纤延迟线信号处理器件　与高速通信系统的直接对接等，具有广阔的应　用前景和巨大的经济价值。　２．３相控阵雷达波束的光控制　新一代的相控阵雷达系统需要数千个有　源单元以形成跟踪所需的尖锐波束。这些阵　列的波束控制是通过电子调控方法快速地改　变辐射单元的相对相位来实现的，其中最关键　的器件就是能提供每个单元相位控制的电子　移相器。传统的移相器有二极管和铁氧体移　相器，其中二极管移相器的工作频率低于　ｌ０ＧＨｚ，铁氧体移相器的工作频率可以较高。　这些移相器体积大，损耗大，线性度及相位连　续控制特性差，对相位的控制一般是阶跃型　的。如果通过光学方法，即采用一个带　ＭＭＩＣ（微波单片集成电路）移相器数字指令的　光纤链路或用光纤进行射频功率分配和相移　来完成，其性能比前者要优越得多，例如可以　对微波相位进行线性连续控制，大大减小移相　器体积、重量及损耗，用小功率光学器件代　替大功率微波器件，大大提高了波束控制的灵　活性。另外，在一个大的相控阵天线中各个　ＭＭＩＣ收发模块相互间是独立的，必须与一个　主振荡器同步，以使其辐射相干组合，并在自　由空间形成单一波束，可将各模块中的从属振　荡器注入锁定于主振荡器以实现同步。通常　的方法是采用同轴电缆，若改用光纤链路载送　参考信号，将大大减小其体积和重量。　３结语　光电子技术在雷达中的应用远不止上述　这些，限于水平与篇幅，很多具体内容和技术　尚未提及，但我们已经可以看出光电子技术在　国民经济和国防建设中所能起到的巨大作用。　把光电子技术引入到传统的微波技术领　域，具有重大的变革意义。自２０世纪８０年代　以来，国际上已有专门的学术会议讨论该方面　的研究工作，我国也已有一些单位开始进行探　索研究。随着研究工作的不断深入，光电子技　术与微波技术的融合必定大有发展前途。可　以预见，在２ｌ世纪的雷达系统中，先进的光电　子器件、集成光学器件将取代纯电子器件，雷　达的战术性能将有质的飞跃，光电子技术在雷　达中的应用前景是十分广阔的。光电子技术　广泛应用带来的根本性变革所产生的巨大经　济效益是不可估量的。