光电分布式孔径系统

红外光电传感器

光电分布式孔径系统（英语：Electro-Optical Distributed Aperture System，缩写：EODAS）是一种红外光电传感器，主要应用于高分辨率动态成像，能将所成像细节最大化，体型小巧。光电分布式孔径系统最早由美国海军研究局于20世纪90年代末，发展自分布式红外孔径海军先进技术演示计划。

发展沿革

EODAS最初的简称是DAIRS——分布式孔径红外系统，因其强调使用IR传感器而得名。DAIRS的初期，美国海军研究局为其提供了部分资金（项目6.2），在这个项目下，诞生了2个样机传感器和实验室测试用的支持软件。在资金项目名称为“海军先进技术演示”的“多功能红外分布式孔径系统（MIDAS）”的标题下DAIRS在FY-00上使用了4个传感器。经历机载测试。MIDAS包括综合一个头盔显示器（HMD）用于态势感知的成像。MIDAS项目是从2000年开始的一个先进技术演示项目，为期3年。是在DAIRS传感器和算法成功演示的基础上进行的，演示了功能的应用情况。在MIDAS项目下，设计和开发出具有形状系数的高分辨率传感器，为EODAS打下了基础。

技术应用

EODAS可以用于成像，目的是将细节最大化，还可以用于远距探测不可辨目标，如导弹或飞机，目的是获得灵敏度和抑制干扰杂波。成像应用包括领航/导航、态势感知、瞄准和战场损伤评估的支援。不可辨目标探测的应用包括导弹威胁告警和IRST。

成像应用

对导航应用来说，EODAS与显示系统和飞行员的互动决定了需求。需要统一放大倍数的分辨率给飞行员提供“窗户外”的环境，以满足相当于VFR，目视飞行规则，的操作需要。在当前使用导航IR传感器的经验基础上，0.5~1.0mrad的分辨率被认为是最低可接受的范围。由于飞机振动对飞行员视觉的影响会导致系统性能降低，因此获得人眼分辨率极限（0.15mrad），并不是必须的。头盔瞄准显示器（HMD）对克服座舱显示器视界的限制非常有吸引力。为了避免使用HMD时产生的赝像，具有很少或没有畸变的无缝图像很重要。EODAS和HMD联合起来提供了一种新的工作模式，即当JSF以VSTOL降落时具有一种“穿透地板”观察的能力。

飞行员利用电子可控“后视镜”，可以提高态势感知能力,从而看到附近的飞机。战斗损伤评估，BDA，只有在一个非常高分辨率传感器的帮助下，才能得到最好的实现。EODAS可以通过提供连续的全向覆盖来提供有用的数据，并为其有限的分辨率做出补偿。在时间历程是重要线索的事件里，包含着发炸药、产生热气或碎片喷射羽烟的延迟起爆武器和武器爆炸后燃烧的目标。对这些情况来说，EODAS是一个功能BDA传感器，可以替换高分辨率的传感器。关键的要求是要有足够的动态范围，可以感应这些密度高、时间短的事件，而对当前部署的系统来说，不会造成过载和产生很长的恢复时间。

探测应用

EODAS在不可辨目标探测上的应用，就是在导弹告警和IRST方面的应用。杂波抑制是探测不可辨目标的关键问题。解决杂波抑制的方法包括空间滤波、跟踪文件滤波、速度滤波和多光谱滤波。跟踪文件滤波器是最简单的杂波鉴别器。对跟踪文件滤波器来说，最困难的是从连续帧中联系观察结果的关联问题。关联通常是用时间投影来进行的，后者定义了下一个帧里的一个窗口，这一帧应该包含被跟踪的物体。这个投影的精度直接取决于传感器的分辨率，因而更高分辨率的传感器是最佳选择。速度滤波器工作在整个视景上，因为它们是检波前滤波器。辨别速度的能力是这个方法成功的关键。

由于确定惯性背景地形的LOS速率相对容易，因此速度滤波是把威胁从地形中隔离出来的最有效方法。一个波段以上的多光谱传感器是解决杂波抑制的好方法，它是基于这样的一个前提，即威胁物体的光谱特征有别于杂波特征。一般情况下，它需要对2个或多个波段上点目标的IR特征进行相对精确的测量。为IRST所作的主要工作是研制扫描的高分辨率传感器。因为IFOV小，因此这种传感器可以提供良好的灵敏度和碧空范围，但是在目标瞄准之间具有相对低的帧速率（小于1Hz）。有一个阶段在EODAS上使用了凝视型传感器，结果表明，高帧频、30Hz、像杂波抑制技术一样，大大提高了速度滤波的效能。EODAS中IRST所需要的处理包括空间滤波与速度滤波在检波前模式里的耦合。

应用实例

美国F-35

由于EODAS的先进性，它已经成为美国第五代战斗机夺取空中优势、先发制人的重要装备。有报道称，F-22上也有类似分布式孔径系统的装置，称为导弹发射探测器(MLD)，它也包括6个IR摄像机，装在F-22的机身周围，提供全向覆盖能力。但是，正式装备部队的F-22上并没有此类配置，据报道F-22上被削减的IR传感器出现在JSF上。因此可以认为在F-22的设计之初是考虑了分布式孔径系统的，可能因为某些技术还没有突破，因此，把它的实现寄托在F-35上。

诺斯罗普·格鲁门公司为F-35研制的EODAS直接装在机身上，不需要吊舱。6个IR摄像机嵌在飞机上，可提供围绕飞机360º的球形红外探测图像，为F-35的飞行员提供导弹接近告警、电子对抗措施的投放情况、与空空雷达相似的被动探测、空空导弹的离轴瞄准及宽视场的昼夜视觉。采用离轴瞄准时，飞行员可为HMD分配一个感兴趣的显示画面，并将其头部指向要攻击的目标，进行指示并发射导弹。由于EODAS可提供穿透座舱底部的视觉，故可为操纵飞机着陆的飞行员提供帮助。它还可用于黑夜中的轰炸破坏指示（BDI）。

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