Lieferanten: Wärmebildkameras

Trillium Engineering

Modernste kardanische Aufhängungen für Wärmebildkameras und Kameras im sichtbaren Spektrum für missionskritische Anwendungen

Teledyne FLIR OEM

Wärmebildlösungen mit modernsten intelligenten Sensor- und Bedrohungserkennungstechnologien

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Militärische Wärmebildkameras für ISR- und UAV-Systeme

Olivia Hannam

Aktualisiert:

Wärmebildkameras, einschließlich hochentwickelter Wärmebildkameras, erfassen die von Objekten abgegebene Infrarotstrahlung und wandeln Wärmesignaturen in sichtbare Bilder um, wodurch der Einsatz bei völliger Dunkelheit, Rauch und schlechten Sichtverhältnissen ermöglicht wird. Im Gegensatz zur bildverstärkenden Nachtsicht ist die Wärmebildtechnik nicht auf Umgebungslicht angewiesen. Die Systeme arbeiten in den LWIR-, MWIR- und SWIR-Bändern und unterstützen Überwachungsaufgaben, die Zielerfassung auf große Entfernungen sowie spezielle ISR-Aufgaben. Militärische Wärmebildkameras werden auf UAVs, UGVs, USVs, Marineschiffen und festen Anlagen eingesetzt und in EO-IR-Systeme, Waffenzielgeräte und Drohnen-Nutzlasten integriert, um das Situationsbewusstsein und die Überwachung des Schlachtfelds zu verbessern.

Spektralbänder und Technologietypen

Langwellen-Infrarot-LWIR-Kameras

Wärmebildkamera von MKS | Ophir

LightIR 18–225 mm f/3,6 von MKS | Ophir

LWIR-Kameras arbeiten im Bereich von 8 bis 14 µm und werden häufig für die Perimetersicherung, Grenzüberwachung und Basissicherheit eingesetzt. Ungekühlte Wärmebildkameras in diesem Band sind kompakt, energieeffizient und eignen sich für UAV- und UGV-Systeme sowie für handgeführte Wärmebildkameras. Die LWIR-Kameratechnologie wird häufig für Truppenschutzsysteme und die Küstenüberwachung gewählt.

Mittellangwellen-Infrarotkameras (MWIR)

MWIR-Kameras arbeiten im 3- bis 5-µm-Band und nutzen in der Regel gekühlte Infrarottechnologie, um die Empfindlichkeit und die Leistung bei großen Entfernungen zu verbessern. Diese Systeme sind in der Luftüberwachung, der Seeüberwachung, in Feuerleitsystemen und bei Raketensteuerungsanwendungen weit verbreitet. Gekühlte Wärmebildkameras bieten eine überragende Zielidentifizierung und -erkennung bei ISR-Einsätzen.

Kurzwellen-Infrarot-Kameras (SWIR)

Kurzwellige Infrarotkameras arbeiten im Bereich von 0,9 bis 1,7 µm und eignen sich für Einsätze bei schlechten Sichtverhältnissen, zur Verfolgung von Laserstrahlen sowie für bestimmte Szenarien in den Bereichen Aufklärung, Überwachung und Aufklärung. SWIR-Kamerasysteme werden häufig in fortschrittliche EO-IR-Systeme und optische Baugruppen integriert, die spezielle infrarote optische Materialien oder Konfigurationen erfordern.

Gekühlte Wärmebildkameras

Gekühlte Wärmebildkameras nutzen kryogene Kühlung, um das Sensorrauschen zu reduzieren und die Erfassungsreichweite zu verbessern. Sie werden typischerweise in hochauflösenden Wärmebildkamerasystemen für luftgestützte ISR, Anti-UAS-Systeme und die Seeüberwachung eingesetzt. Diese Systeme unterstützen die Zielerfassung über große Entfernungen und die Erkennung von Bedrohungen.

Ungekühlte Wärmebildkameras

Ungekühlte Wärmebildkameras verwenden Mikrobolometersensoren und werden wegen ihrer geringen Größe, ihres geringen Gewichts, ihres niedrigen Stromverbrauchs und ihrer geringen Kosten geschätzt. Sie finden breite Anwendung in unbemannten Flugsystemen, Wärmebild-Drohnen und Perimeterüberwachungssystemen. Ungekühlte Systeme eignen sich für den Einsatz robuster Wärmebildkameras in rauen Umgebungen.

Anwendungen von Wärmebildkameras in der Verteidigung

UAV- und UAS-ISR-Nutzlasten

Wärmebildkameras von Teledyne FLIR OEM

Neutrino SWaP-Serie von Teledyne FLIR OEM

In UAV- und UAS-Plattformen integrierte Wärmebildkameras ermöglichen die Überwachung aus der Luft mittels Drohnen sowie Echtzeit-Aufklärung, -Überwachung und -Erkundung. Eine Wärmebildkamera für Drohnenanwendungen verbessert den Nachtbetrieb und das taktische Lagebewusstsein. Die Integration in Kardanring-Systeme gewährleistet eine stabilisierte Bildgebung für Drohnenüberwachungsmissionen.

Systeme zur Abwehr von UAS und Drohnen

Wärmebildsysteme unterstützen UAS-Abwehrsysteme durch die Erkennung und Verfolgung von Luftbedrohungen bei schlechter Sicht. Hochauflösende Wärmebildkameras verbessern die Genauigkeit der Bedrohungserkennung bei Einsätzen der inneren Sicherheit und militärischen Perimetersicherheitsmissionen. Wärmebildsensormodule werden häufig mit Radar und HF-Erkennungssystemen kombiniert.

Bodenfahrzeuge und UGV-Systeme

Unbemannte Bodenfahrzeuge und gepanzerte Plattformen nutzen Infrarotkameras und Wärmebildkameras zur Lageerfassung auf dem Schlachtfeld und zur Zielerfassung. Wärmebild- und Infrarot-Waffenzielgeräte verbessern den Schutz der Einsatzkräfte bei Spezialeinsätzen. Robuste Gehäusekonstruktionen gewährleisten die Einsatzfähigkeit unter rauen Einsatzbedingungen.

Marine- und Seeüberwachung

Wärmebild-Überwachungskameras und EO-IR-Systeme werden auf Marinepatrouillenschiffen, unbemannten Oberflächenfahrzeugen und Küstenüberwachungsanlagen eingesetzt. LWIR- und MWIR-Kameras ermöglichen die Seeüberwachung, Küstenüberwachung und Seepatrouillen bei schlechten Sichtverhältnissen. Robuste Gehäuse- und Sensorgehäusekonstruktionen sind so ausgelegt, dass sie Salzwassereinwirkung und stoßbehafteten Umgebungen standhalten.

Grenzsicherheit und Perimeterüberwachung

Systeme zur Grenzüberwachung und Perimetersicherheit nutzen Wärmebildmodule und Fernbereichs-Wärmebildkameras zur Erkennung von Eindringlingen. Infrarot-Überwachungskameras ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung zum Schutz und zur Sicherung von Militärstützpunkten. Wärmebildüberwachungssysteme unterstützen dauerhafte ISR-Einsätze in abgelegenen Regionen.

Kampf-Such- und Rettungsdienste (CSAR)

Wärmebildkameras unterstützen Such- und Rettungsaktionen im Kampfeinsatz, indem sie die Wärmesignaturen von Personen in schwierigem Gelände identifizieren. Mit Infrarotkameras ausgestattete luftgestützte Überwachungsplattformen ermöglichen die schnelle Ortung von Überlebenden bei Einsätzen von Spezialeinheiten. Die Wärmebildtechnik verbessert die Missionseffektivität in Umgebungen mit eingeschränkter Sicht.

Integrationsaspekte für Verteidigungsplattformen

Wärmebildkameras sind selten eigenständige Systeme. Sie werden in EO-IR-Systeme, Kardanringe, Sensorgehäuse und Multisensor-Nutzlasten integriert. Zu den mechanischen Konstruktionsaspekten gehören optische Baugruppen, die Auswahl von Germaniumlinsen, Schwingungsisolierung und die Konstruktion eines robusten Gehäuses.

Die elektrische und softwaretechnische Integration erfordert Kompatibilität mit DSP-Architekturen, Feuerleitsystemen und Missionscomputern. Bei Wärmebildkamera-Anwendungen für UAVs und Drohnen sind Größe, Gewicht und Leistungsaufnahme entscheidende Faktoren. Bei fahrzeug- oder schiffsgestützten Systemen stehen Stoßfestigkeit und Umgebungsabdichtung im Vordergrund.

Datenschnittstellen müssen mit sicheren Kommunikationsarchitekturen kompatibel sein, die ISR-Missionen unterstützen. Digitale Ausgänge mit hoher Bandbreite ermöglichen die Integration in Netzwerke für Aufklärung, Überwachung und Aufklärung sowie in taktische Kommandosysteme.

Wärmebildkameras vs. Nachtsichtkameras

Nachtsichtkameras basieren in der Regel auf Bildverstärkung und der Verstärkung des Umgebungslichts. Sie sind zwar bei schlechten Lichtverhältnissen effektiv, können jedoch in völliger Dunkelheit oder in verdeckten Umgebungen eingeschränkt sein. Wärmebildkameras erfassen die von Objekten abgegebene Infrarotstrahlung und bieten zuverlässige Leistung bei Rauch, Nebel und völliger Dunkelheit.

Bei der Zielidentifizierung und Zielerfassung übertreffen Wärmebildsysteme herkömmliche Nachtsichtgeräte häufig bei der Erkennung versteckter Bedrohungen. Allerdings kann die Nachtsicht in bestimmten beleuchteten Szenarien feinere Details liefern. Viele EO-IR-Systeme kombinieren Wärmebild- und sichtbare oder SWIR-Kamerakanäle, um sich ergänzende Funktionen zu bieten.

Verteidigungsstandards und Konformität

Militärische Wärmebildkameras müssen strenge Umwelt-, elektromagnetische und Interoperabilitätsstandards erfüllen.

Zu den gängigen Standards gehören:

  • MIL-STD-810 für umwelttechnische Aspekte und Labortests
  • MIL-STD-461 für elektromagnetische Störungen und Kompatibilität
  • MIL-STD-1275 für die Stromversorgungseigenschaften von Fahrzeugen
  • STANAG 4609 für die Interoperabilität von Bewegungsbildern
  • STANAG 3733 für die Codierung von Lasermarkierern, sofern zutreffend

Die Einhaltung dieser Normen gewährleistet, dass Infrarot-Bildkamerasysteme Vibrationen, Stößen, extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und elektromagnetischen Störungen standhalten können, wie sie bei Überwachungsoperationen auf dem Schlachtfeld und bei der Seeüberwachung typisch sind.

Auch Aspekte der Exportkontrolle sind von entscheidender Bedeutung. Viele militärische Infrarotkameras und gekühlte Infrarotkamerasysteme unterliegen den ITAR-Bestimmungen oder anderen Exportvorschriften. Beschaffungsteams müssen bei der Beschaffung von Wärmebildkameras für internationale Programme die rechtlichen Rahmenbedingungen, die Einstufung und die Lizenzanforderungen prüfen.

Beschaffung und Lieferantenbewertung

Die Auswahl der richtigen militärischen Wärmebildkamera für Verteidigungszwecke erfordert eine sorgfältige Bewertung von Erfassungsreichweite, Spektralband, Auflösung, Bildrate und Integrationskompatibilität. Für Fernbereichs-Wärmebildsysteme, die bei ISR-Missionen und der Raketensteuerung eingesetzt werden, sind unter Umständen hochauflösende Wärmebildkameras erforderlich.

Programmmanager sollten Hersteller und Lieferanten anhand folgender Kriterien bewerten:

  • Nachgewiesener Einsatz in UAV-Systemen, UGV-Systemen und unbemannten Oberflächenfahrzeugen
  • Einhaltung der MIL-STD- und STANAG-Anforderungen
  • Verfügbarkeit von Wärmebildmodulen und Infrarotsensormodulen für die Subsystemintegration
  • Robustes Gehäuse und Langlebigkeit des Sensorgehäuses
  • Unterstützung der Integration von EO-IR-Systemen und Kompatibilität mit Kardanring-Systemen

Bei Anti-Drohnen-Systemen, Perimeterüberwachung und Anwendungen zur Basissicherheit liegt der Schwerpunkt auf Dauerbetrieb, automatischer Bedrohungserkennung und der Integration in Kommando- und Kontrollnetzwerke.

Fortschritte bei der Empfindlichkeit von Mikrobolometern, bei Detektormaterialien und in der digitalen Signalverarbeitung verbessern die Leistung der Wärmebildtechnik. Moderne Wärmebildsysteme verfügen zunehmend über integrierte DSP-Fähigkeiten für die Edge-Verarbeitung, die automatische Zielerkennung und die intelligente Bedrohungsklassifizierung.

Die Integration in unbemannte Flugsysteme und Drohnen mit Wärmebildkamera-Konfigurationen nimmt weiter zu. Leichte Wärmebildmodule ermöglichen es kleineren UAV-Plattformen, Aufklärungs-, Überwachungs- und Erkundungsmissionen mit verlängerter Einsatzdauer durchzuführen.

Die Multisensor-Fusion ist ein weiterer wichtiger Trend. Die Kombination von LWIR-, MWIR-, SWIR- und Kameras für das sichtbare Spektrum in einem einzigen EO-IR-System verbessert das Situationsbewusstsein auf dem Schlachtfeld und in taktischen Situationen. Diese integrierten Systeme unterstützen Truppenschutzsysteme, Spezialoperationen und Anforderungen an die Luftüberwachung im Rahmen gemeinsamer Verteidigungsoperationen.

Angesichts der sich wandelnden globalen Sicherheitslage bleiben Wärmebildkameras eine grundlegende Technologie für Aufklärung, Überwachung und Aufklärung, Grenzüberwachung, Seeüberwachung sowie Zielidentifizierung. Wärmebildlösungen in Militärqualität ermöglichen zuverlässige Leistung in umkämpften, bei schlechter Sicht und in missionskritischen Umgebungen zu Luft, zu Lande und auf See.