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图3.7 有源窄带滤波器的输出特性
(2)电源干扰抑制
电源干扰是一个重要的干扰源，为了有效抑制由电源进、出线的电网干扰，避免的主要方法为，在设备的交流22OV输入端加装电源高频滤波器，使高频电感与旁路电容防止交流进线引入高频噪声。电源变压器采用双重屏蔽措施:将初、次级隔开来，使混入初级的外部噪声干扰不致进入次级回路。变压器绕制时，除要求级间电容小外，还要求初级线圈两侧的电容量对称。在整流滤波电路中采用低频电解电容与无电感高频电容的并联组合，以进一步减小高频瞬间进入设备的可能性。信号地与电源地均应分开处理，最后接入一个总的系统接地点。 (3)接地干扰的消除
信号检测与处理系统采取适当方式良好接地是有效抑制外部噪声最重要的措施之一。首先遵循单点接地的原则，模拟地与数字地，信号地与电源地分开处理，最后接至一个总的系统接地点(系统地)。前置放大器放大非常微弱的电信号，具有很高的灵敏度。那么，它也必然很容易受干扰与噪声的影响，放大倍数很高的放大器自身还可能产生自激振荡。所有这些都将影响放大器的正常工作，甚至使放大器失去放大能力。由此可见，在调整微弱信号的放大器时，抑制干扰和噪声，消除放大器的自激振荡往往成为调整工作的主要部分。
将接地点选在滤波电容的负极，这样不仅使电源的滤波电流可以在滤波电容的负极直接入地，不再经过放大器的地线，而且使各级交流电流等都由前向后入地，不致在下级输入回路引起干扰。此外，放大器的地线最好采用较粗的裸铜线，直径为1mm，并且由末级向前级依次连接，在一点接地。为了减少外界干扰，可以采用电磁场屏蔽措施。屏蔽结构选用金属薄板材料制成，这样可以将干扰源或受干扰器件用屏蔽罩屏蔽起来，并妥善接地，特别是多级放大电路的第一级，输入线采用具有金属套的屏蔽线的外套选一点接地，将放大电路屏蔽起来。同时严防工艺质量不好所引起的干扰，其中最重
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要的是虚焊。所谓虚焊是指一个焊点从表面上看似乎已经焊牢，但是，实际上在焊点的地方接线并没有很好的接触，或时通时断，从而引起很多的干扰，或使工作不正常。由于一个放大器的焊点数目往往成千上万，虚焊点又很难找到，加上虚焊而产生的现象变化多端容易造成各种错觉，以至严重地延误调整时间，因而对焊点的质量必须从思想上引起足够的重视。焊接前，一般都要认真查元件和导线，并且镀上锡，然后焊接，焊点要光滑。焊接时可以使用松香当焊剂，最好不要用焊油，因为焊油具有腐蚀性。
3.3 系统综合指标测试
本系统在实验室进行了模拟实验。实验现场设置了典型的实验环境：
(1)警戒范围为12m左右的空间；
(2)警戒区域内设置了各种光干扰源，包括自然光、白炽灯光、日光灯光等；
(3)设置电火花、大电流强电场等电磁干扰环境。
经实验测出其技术指标为:探测距离不小于10m，微波中心频率f0=2000 MHz，能经受25～1000MHz范围内的频率干扰，相距3m处可经受住100w干扰信号。在上述环境内重复进行“入侵”实验，系统正常，误报率低于1%。
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第4章 红外防盗报警系统的应用
红外探测技术已在国民经济、国防和科学研究中得到了广泛的应用，己经成为现代光电子技术的重要组成部分，得到世界各国越来越高的重视。随着很多军事技术转向民用，基于红外探测技术的光电防盗报警系统也进入到千家万户。
在军事上，红外探测技术是未来高技术局部战争使用的主要技术之一，在现代战争中，获取战场信息的优势己经成为获取战争主动权的关键，红外探测技术则是获取战场信息的关键技术之一。因此，许多国家均投入很大的人力和财力，研制各种红外探测器件，并广泛应用于军事领域。早期的红外探测器通常工作在短波红外波段。随着红外技术的发展，红外探测器的工作波段已扩展到中波红外和长波红外。例如美国高级研究计划局为能找到一种更为有效的安全探测地雷的方法，提出了超波谱地雷探测计划。该计划需利用空间调制成像傅立叶变换光谱仪，此光谱仪是一种红外传感器，己在直升机上进行了短波和中波段的试验，下一步计划是把工作波段延伸到长波红外。
通常，在大气环境中，目标的红外辐射只能在1～2.5μm、3～5μm、8～14μm脚三个大气窗口内有效地传输。红外探测器件己经从只是将红外辐射信号转换成电信号的第一代迅速向焦平面阵列(FPA，第二代)发展。由于FPA采用集成电路技术将光敏元以面阵形式与信号读出电路 (ROIC)、信号处理芯片连接在一起，可以获取热辐射图像信息，在成像质量等方面比一代红外探测器件性能优越得多。二代红外探测器可以分为扫描型(如4N系列)和凝视型(staring)( M×N面阵系列)。也有将Staring队红外探测器称为“第三代”探测器。如果一个红外探测系统能同时在两个或多个波段内获取目标信息，就可以更丰富、更精确、更可靠地获取目标的信息，提高对目标的探测效果，在预警、搜索和跟踪系统中能明显地降低虚警率，并显著提高系统的性能和在各种武器平台上的通用性，从而满足各军队兵种的需要。目前，多波段的红外探测系统已经研制成功。例如，法国和瑞典联合研制的“博纳斯”末敏子弹药，就是采用了多波段红外探测系统来探测目标。红外探测器最早是用单元探测器，后来为了提高灵敏度和分辨率而发展为多元线列探测器，现己向多元面阵探测器发展。相应的系统已实现了八点探测到目标热成像的飞跃。红外热成像仪是一种最有发展前途的红外探测器，代表着夜视器材的发展方向，它用焦平面阵列取代光机扫描机构。目前，长波HgcdTe探测器面阵已经达到640×480元，但是集成式多波段探测器仅仅达到64 x64元;焦平面阵列探测器的实验室水平己经达256×256元。
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红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强，能在一定程度上识别伪装目标，且设备体积小、重量轻、功耗低等特点，在军事上被广泛应用于红外侦察、红外夜视、红外报警以及红外制导等方面。将凝视型红外探测器安装在飞机、舰艇等平台上，可用于对来袭导弹和其他红外威胁告警。或自动发出对抗指令，或自动启动红外干扰设备进行自卫。
就目前的军事应用而言，由于第二代红外探测器的明显优势和迅速发展，正在大量研制、装备，对目标进行热成像探测成为发展趋势。一般的，多元线列与4N器件多用在大视场红外预警搜索系统(IRST)中，凝视型则多用于高灵敏分辨、识别与机动跟踪。总的趋势是长波器件为主，同时大力发展中波器件，并在系统中采用中波、长波段融合探测。目前军事应用的红外探测器中HgCdTe占总数一多半。按照功能种类不同，独立的红外探测系统可以划分为IRST(红外搜索跟踪系统)和FLIR (前视红外)。一般IRST要求能够远距离、大范围、多视角(仰视、俯视、平视)、各种背景条件下自动搜索和跟踪多个战斗目标，因此多采用多元线列或4N系列扫描型F队、目标一般为点源;而FLIR属于成像系统，一般用来精确跟踪，视场角较小，目前多采用凝视型面阵FPA。此外，作为攻击拦截武器的目标探测系统，红外成像制导技术也发展迅速。
目前，国外已经着手建立新的一体化防空系统来防御巡航导弹。美军将部署由6颗运行在高轨道的天基红外系统(SBIRs)卫星和11颗位于低轨道的空间和导弹跟踪系统(SMTS)卫星组成的天基红外预警系统取代现用的DSP(国防支援计划)系统。SBIRS采用1台高速扫描型探测器和1台与其互补的凝视型HgCdTe探测器。其扫描型探测器比DSP卫星的探测器灵敏度高20倍、扫描速度快10倍。扫描探测器对飞行中的导弹所产生的尾焰进行初步测定，凝视型面阵以此为线索对导弹进行更详细的探测。从发现目标到告警信息中继到地面部队仅需10－205。此外，飞行在多个轨道面上的SMTS卫星将成对工作，以提供立体观测。每对卫星通过60GHz卫星间通信链路进行相互通信。每颗卫星将装有1台宽视场短波红外捕获探测器和1台窄视场凝视型多色(中波、长波红外及可见光)跟踪探测器。目前美国已开始发射部署试验SBIRS卫星，并将逐步取代DSP卫星。机载红外搜索和跟踪系统(IRsT)用于辅助有源雷达搜索、探测和跟踪空中目标，抗干扰性很强，不易被敌方发现，利于战机的隐身。同时，用机载陀螺稳定的光学镜头，角分辨力高，可以大幅度提高空中目标的搜索、探测、跟踪和测量精度。目前国外有代表性的机载IRsT系统有:美国的AN/AAs一42IRST吊舱系统以及监视红外搜索和跟踪系统(SIRST)，英、德、意和西班牙联合研制的EF－2000机载被动红外跟踪系统(PIRATE)，法国研制的OSF系统以及俄罗斯、瑞典等国研制的机载IRST
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系统等。由美国空军和海军联合研制，现己装备于海军F-14D战斗机上。该系统的红外探测器采用第二代长波红外HgCdTe器件，主要通过气动摩擦产生的蒙皮热辐射来探测目标，能使IRST对各个方向(前、后、侧等)的目标进行探测。据报道，AN/AAS-42传感器在晴朗天气条件下对蒙皮红外辐射的探测距离超过185km。此IRST系统传感器光学系统和控制装置安装在吊舱内，三轴惯性稳定万向支架系统能自动(或手动)准确搜索探测多个扫描空间。该系统使用大规模集成电路来实现一系列复杂的滤波技术和软件算法，对目标进行选择性探测，抑制背景杂波，显示真实目标，并与机载中央计算机联网，与机载雷达中的6种工作模式同步，对超视距多目标采用边跟踪边扫描探测。其对远距离目标的探测能力与机载AN/A PG-TI火控雷达大体相当，其中方位和俯仰扫描可采用自动控制或由驾驶员手动控制。1996年2月，体斯飞机公司(目前是雷声系统公司的一部分)与美海军研究所(ONR)和海军航空兵系统司令部签订了监视红外搜索和跟踪(SIRST)的演示合同。公司交付的样机装备在E-ZC飞机上进行试验。口径为7.scm的传感器安装在直径为38cm的常平架上，位于飞机头部，方位搜索范围为±45°。SIRST安装了凝视型双波段FPA，工作于3.4-3.8μm中波和8.2-9.2μm长波波段。电子稳定传感器的瞬时视场为87μrad，在俯仰方向上的总视场为3.2，帧频为250Hz(frame rate)。SIRST系统采用了Hawkeye的主处理器，可使其输出信号与标准监视雷达的输出信号进行融合。
除了上面介绍的各种应用以外，红外探测技术还被用于军事通信等方面。军用红外技术的飞速发展和广泛应用，表明红外技术的地位已从以往的战术地位向战略地位发展，对未来战争将有重大的影响。
在民用方面，光电防盗报警系统的应用就更广泛了。美国用于飞机货舱防火的热监视系统就是基于这个道理，现在飞机货舱配置的火灾探测系统并不符合目前联邦航空管理局的要求，其中有一条技术规定，即在火灾发生后一分钟内将其探测出来。联邦航空管理局关于适航性的新规定要求改进由波音公司和麦克道耐尔道格拉斯公司生产的所有客货飞机上的火灾探测系统。人们研制了一种符合联邦航空管理局新规定的热监视/火灾探测系统。它基于同菲涅尔扫描光学系统祸合起来的红外探测技术，并且使用双重的计算机控制装置，这使得该系统能够对货舱进行全面的热监视。系统对过热和火灾状态敏感，它具有三种火警信号电平，包含完整的光学视界和电路，能够提供有关火焰位置的信息。它可靠性高，不会产生误警。每个传感器都被设计得能够覆盖高度为12英尺的一部分货舱。系统由基于微处理器的双重控制器、一个报警屏和16个称为热成像监视器(TIM)的红外光电探测装置构成，报警屏装在消防站，探测装置则装在货舱内，即在两排集装箱的每一处四角接合
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