海盜系統(tǒng)

歐洲戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”（Typhoon）于20世紀(jì)90年代開始進(jìn)行紅外搜索與跟蹤/前視紅外雙工作模式的被動(dòng)式紅外機(jī)載跟蹤裝備（Passive Infrared Airborne Tracking Equipment，PIRATE，以下簡稱為海盜系統(tǒng)）研制，由意大利斯勒伽利略公司（Selex Galileo）領(lǐng)軍的歐洲第一集團(tuán)（Euro First Consortium）負(fù)責(zé)，團(tuán)隊(duì)成員包括法國泰雷斯公司（Thales）以及西班牙的技術(shù)組合公司（Grupo Technobit）。

海盜系統(tǒng)號(hào)稱是西方國家有史以來最精良的系統(tǒng)，具備下述的功能︰

-在自然景物背景下分析任何角度、亮度的目標(biāo)紅外信號(hào)

-指示及跟蹤此目標(biāo)

-搜索空中目標(biāo)及跟蹤紅外制導(dǎo)空空導(dǎo)彈

-夜間惡劣天氣下在頭盔顯示器上顯示跑道畫面以協(xié)助飛行員降落

-在惡劣天氣下執(zhí)行空面作戰(zhàn)模式時(shí)，提供導(dǎo)航及地貌跟蹤畫面

-在空面操作模式時(shí)，探測(cè)及跟蹤所有發(fā)出紅外線的物體

-提供平顯及多功能顯示器所需的畫面影像

海盜系統(tǒng)于1992年開始研制，1999年開始原型硬件試飛，2000年到2001年間進(jìn)行全系統(tǒng)測(cè)試，2003年12月簽訂生產(chǎn)合同，2007年8月第一套海盜系統(tǒng)正式安裝在意大利的“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)上，西班牙及英國的“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)隨后也跟進(jìn)。

歐洲戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”安裝于機(jī)鼻左側(cè)的“海盜”系統(tǒng)

海盜系統(tǒng)兼具紅外搜索與跟蹤及前視紅外功能，原本是要設(shè)計(jì)成兩個(gè)航電模塊，后來為了機(jī)上安裝方便合并成一體。海盜系統(tǒng)的探測(cè)頭安裝于機(jī)鼻上方，這是紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)執(zhí)行空空任務(wù)的最佳位置，并稍微偏左以獲得有限的對(duì)地掃描視角，也因此對(duì)地功能稍遜一籌。為了讓在前視紅外工作時(shí)，機(jī)鼻吸收或反射紅外所造成的干擾降到最低，歐洲第一集團(tuán)也做了許多努力。

海盜系統(tǒng)的紅外探測(cè)頭、掃描儀和穩(wěn)定裝置放在機(jī)鼻偏左隆起的半球形體內(nèi)，稱為傳感器前端。傳感器有兩組工作頻段︰7.5到10微米在空面模式對(duì)迎面目標(biāo)有最佳的性能表現(xiàn)；3到5微米用在加強(qiáng)型搜索、識(shí)別、跟蹤模式上。目前官方對(duì)系統(tǒng)的最遠(yuǎn)探測(cè)距離未提出任何數(shù)據(jù)，有人猜測(cè)遠(yuǎn)達(dá)150公里，較合理的數(shù)字應(yīng)該是70到90公里。

海盜系統(tǒng)使用中、長波紅外，可探測(cè)全視野內(nèi)50公里外的飛機(jī)紅外信號(hào)。在紅外搜索與跟蹤工作模式時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行探測(cè)及跟蹤和掃描；在前視紅外工作模式時(shí)則提供紅外影像給座艙內(nèi)的多功能顯示器和飛行員的頭盔顯示器。

歐洲戰(zhàn)斗機(jī)“臺(tái)風(fēng)”的“海盜”系統(tǒng)

海盜系統(tǒng)可同時(shí)跟蹤最多200個(gè)空中目標(biāo)，工作模式有︰多目標(biāo)跟蹤、單一目標(biāo)跟蹤、單一目標(biāo)跟蹤識(shí)別、區(qū)域搜索及受控搜索。在多目標(biāo)跟蹤模式下，系統(tǒng)會(huì)搜索特定的空域，尋找可能潛藏的目標(biāo)；在單一目標(biāo)跟蹤模式下，系統(tǒng)會(huì)對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行精確跟蹤，讓飛行員以肉眼識(shí)別目標(biāo)；區(qū)域搜索及受控搜索則是傳感器融合下的工作模式，前者由機(jī)上的CAPTOR雷達(dá)指揮系統(tǒng)掃描某個(gè)空域，后者則是由其它飛機(jī)（如︰空中預(yù)警機(jī)）來指揮掃描。

在有限的空地模式時(shí)，海盜系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能，導(dǎo)航︰在平顯上呈現(xiàn)前視紅外影像，與飛行員的對(duì)外視線相重迭；熱提示（Thermal Cueing）︰對(duì)應(yīng)飛行路徑或頭盔顯示器的視線，標(biāo)示出發(fā)熱物體位置及地面目標(biāo)的熱對(duì)比；頭盔操縱（Helmet Steering）紅外影像︰目標(biāo)的紅外影像呈現(xiàn)于頭盔顯示器上，探測(cè)器的探測(cè)角度由跟蹤飛行員頭部運(yùn)動(dòng)的跟蹤器控制；識(shí)別︰在單一目標(biāo)跟蹤模式下，座艙內(nèi)低頭顯示器會(huì)呈現(xiàn)凍結(jié)的目標(biāo)紅外影像，讓飛行員肉眼識(shí)別。

“臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)的頭盔顯示器

海盜系統(tǒng)的信號(hào)處理技術(shù)來自經(jīng)實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證的泰雷斯空防警告裝備（Air Defense Alerting Device），能排除絕大部分的錯(cuò)誤警告。由于采全被動(dòng)式探測(cè)，因此載機(jī)能在敵方電子反制系統(tǒng)毫無所覺的情況下搜集信息，然后轉(zhuǎn)移到有利戰(zhàn)術(shù)位置遂行空空或空地任務(wù)，不論是在隱藏自身信號(hào)進(jìn)行攔截，或是強(qiáng)化飛行員的態(tài)勢(shì)感知上，都有很大幫助。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元將處理后的數(shù)據(jù)直接傳送給機(jī)上的信息系統(tǒng)，進(jìn)而在相關(guān)顯示器及平顯上產(chǎn)生影像畫面。處理單元會(huì)排除錯(cuò)誤或假信號(hào)，估計(jì)出目標(biāo)的遠(yuǎn)近，并根據(jù)目標(biāo)的紅外信號(hào)大小或是雷達(dá)數(shù)據(jù)定出優(yōu)先級(jí)。另外在單一目標(biāo)跟蹤或辨認(rèn)工作模式時(shí)，系統(tǒng)能以類似導(dǎo)彈逼近警告器（Missile Approach Warning）的模式工作，警告載機(jī)紅外導(dǎo)彈來襲的威脅。

前扇區(qū)光電

在 “臺(tái)風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)的海盜系統(tǒng)問世時(shí)，法國空軍的“陣風(fēng)”F2戰(zhàn)斗機(jī)已在2007年5月前往阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)執(zhí)行國際安全協(xié)助部隊(duì)（International Security Assistance Force）任務(wù)。在2006年中期開始服役的“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)，其最大特征就是航電系統(tǒng)中的前扇區(qū)光電（Optronique Secteur Frontal，OSF）紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)。

前扇區(qū)光電模塊

前扇區(qū)光電系統(tǒng)由泰雷斯公司（負(fù)責(zé)電視攝影、全系統(tǒng)綜合）和薩基姆防衛(wèi)公司（Sagem Defense Security，負(fù)責(zé)紅外攝影、中央處理單元）合作研制。前扇區(qū)光電與大多數(shù)的紅外搜索與跟蹤有些不同，它有兩個(gè)傳感器︰

機(jī)鼻右側(cè)半球形體內(nèi)的遠(yuǎn)距紅外被動(dòng)探測(cè)/高分辨率電耦合裝置（Charge-Coupled Device）電視傳感器工作于3~5及8~12微米兩個(gè)波段，負(fù)責(zé)遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)（非官方數(shù)據(jù)為約100公里）、跟蹤（紅外搜索與跟蹤功能）、影像顯示（前視紅外功能）；機(jī)鼻左側(cè)整流罩內(nèi)的電視/紅外傳感器，可對(duì)最遠(yuǎn)40公里的目標(biāo)進(jìn)行辨認(rèn)及激光測(cè)距。前扇區(qū)光電還可以輔以“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)翼尖米卡（MICA）導(dǎo)彈引導(dǎo)頭的圖像，強(qiáng)化目標(biāo)探測(cè)能力。兩者共同合作下，可對(duì)多個(gè)目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行搜索、識(shí)別、遙測(cè)，最大探測(cè)距離據(jù)說可達(dá)150公里。

法國“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)的前扇區(qū)光電傳感器（右）及電視/紅外傳感器（左）

前扇區(qū)光電提供對(duì)空中及地面、海面目標(biāo)的搜索、搜索、辨認(rèn)、以及自動(dòng)跟蹤的功能，不論是空空、空地、空海，都有好幾種可由飛行員手動(dòng)選擇的工作模式，也可由任務(wù)計(jì)算機(jī)依據(jù)任務(wù)性質(zhì)自動(dòng)選擇。系統(tǒng)還另外提供導(dǎo)航（前視紅外功能）模式，并與“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)的導(dǎo)航/攻擊系統(tǒng)完全綜合。

前扇區(qū)光電、頻譜（SPECTRA）電子戰(zhàn)系統(tǒng)、RBE2雷達(dá)是“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)導(dǎo)航攻擊系統(tǒng)的三大支柱。“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)武器系統(tǒng)通過這些傳感器完成空空及空地測(cè)距、跟蹤、指示、紅外/電視/激光測(cè)距。前扇區(qū)光電使用多種波段，所以述某些功能可以同時(shí)執(zhí)行，不過就如其名稱所暗示的，前扇區(qū)光電只能搜索有限的前方空域。

"陣風(fēng)”在模擬空戰(zhàn)中咬住F-22的OSF紅外截圖

AN/AAS-42

20世紀(jì)90年代中期，美國海軍的F-14D“雄貓”（Tomcat）戰(zhàn)斗機(jī)安裝了AN/AAS-42紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，是當(dāng)時(shí)美軍唯一裝有此種系統(tǒng)的戰(zhàn)斗機(jī)，系統(tǒng)的作戰(zhàn)需求是針對(duì)俄羅斯圖-22M“逆火式”遠(yuǎn)程轟炸機(jī)上強(qiáng)大的電子戰(zhàn)裝備，當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)的雷達(dá)被圖-22M干擾失效時(shí)，仍可利用紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)引導(dǎo)AIM-54“不死鳥”導(dǎo)彈（Phoenix）攔截，因此對(duì)圖-22M的探測(cè)距離必須超過“不死鳥”導(dǎo)彈的150公里射程。

F-14D“雄貓”戰(zhàn)斗機(jī)的AN/AAS-42紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，右邊是探測(cè)頭，左邊是光學(xué)放大識(shí)別傳感器

AN/AAS-42可在極遠(yuǎn)距離外對(duì)發(fā)熱目標(biāo)進(jìn)行多重掃描，彌補(bǔ)傳統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)雷達(dá)提供的信息。它使用一系列復(fù)雜的濾波技術(shù)及軟件運(yùn)算，篩選出待探測(cè)目標(biāo)，排除背景噪聲，讓飛行員在屏幕上看到確切的目標(biāo)。

F-14D戰(zhàn)斗機(jī)的AN/AAS-42安裝在機(jī)鼻下方，內(nèi)有光學(xué)組件及長波掃描線性陣列構(gòu)成的紅外探測(cè)組合件，以三軸式慣性穩(wěn)定環(huán)架支撐，系統(tǒng)可自動(dòng)或由飛行員手控進(jìn)行精確的區(qū)域掃描，不論是水平、垂直掃描視角，或是掃描范圍，都可由飛行員單獨(dú)設(shè)定并獨(dú)立操控。

隨著F-14戰(zhàn)斗機(jī)于2006年9月退役，也一并帶走了美軍戰(zhàn)斗機(jī)的紅外探測(cè)跟蹤能力。不過AN/AAS-42被波音公司機(jī)載激光（Airborne Laser）項(xiàng)目的YAL-1A載臺(tái)選中，做為早期導(dǎo)彈發(fā)射/跟蹤探測(cè)器。韓國在2002年4月向波音采購F-15K“鷹”（Eagle）戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)，AN/AAS-42也被列入戰(zhàn)斗機(jī)的光電傳感器項(xiàng)目內(nèi)；而2006年4月新加坡向波音采購的F-15SG也確定安裝AN/AAS-42。F-15K和F-15SG的AN/AAS-42安裝于左側(cè)進(jìn)氣道下方的掛架前端。

AN/AAS-42安裝在YAL-1A機(jī)頭最下方

F-15K的AN/AAS-42被整合進(jìn)“狙擊手”吊艙的掛架前端

F-16系列戰(zhàn)斗機(jī)中，外銷阿聯(lián)酋（United Arab Emirates，UAE）的F-16E/F戰(zhàn)斗力最強(qiáng)，獨(dú)具的綜合式前視紅外指示系統(tǒng)（Integrated FLIR Targeting System），包括座艙蓋前方機(jī)鼻處的一個(gè)球型前視紅外探測(cè)器和進(jìn)氣道下方外掛的指示吊艙，讓F-16E/F的飛行員不需戴上夜視鏡就具備夜間目視攻擊能力；指示吊艙還內(nèi)含激光指示器，可引導(dǎo)本機(jī)和其它戰(zhàn)斗機(jī)投擲的激光制導(dǎo)炸彈。洛馬在2008年2月新加坡航展上展出吊艙式AN/AAS-42，可供全球的F-16戰(zhàn)斗機(jī)選用。

F-16E/F上的被動(dòng)式傳感器︰機(jī)鼻上方時(shí)導(dǎo)航前視紅外；進(jìn)氣口側(cè)面是前視紅外指示吊艙

吊艙式AN/AAS-42

“超級(jí)大黃蜂”

美國海軍于2006年春失去紅外搜索與跟蹤能力后開始尋求替代方案，2007年5月與波音討論在F/A-18E/F““超級(jí)大黃蜂””（Super Hornet）戰(zhàn)斗機(jī)上安裝新一代紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，波音在2007年7月選定洛馬為承包商，提供最多150套的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)給第二批次（BlockII）的F/A-18E/F。

在美國海軍尚未正式簽定系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展（System Designand Development）合同前，波音和洛馬在2007年就開始進(jìn)行降低風(fēng)險(xiǎn)驗(yàn)證，在一架美國海軍的F/A-18F中線掛架副油箱前端安裝一具測(cè)試型紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，執(zhí)行6架次試飛以搜集數(shù)據(jù)。這種修改副油箱做為安裝空間的方式成本效能甚佳，載機(jī)只需修改軟件，結(jié)構(gòu)及線路都不必更動(dòng)，且很容易應(yīng)用于現(xiàn)役或未來服役的F/A-18E/F戰(zhàn)斗機(jī)上。

美國海軍以F/A-18F測(cè)試安裝于中線掛架副油箱前端的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)

2008年12月波音獲得1,200萬美元的經(jīng)費(fèi)以繼續(xù)進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證階段的先期研發(fā)工作。2009年3月完成進(jìn)一步的降低風(fēng)險(xiǎn)試飛，證實(shí)F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)上的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)具備兼容性與作戰(zhàn)效能，試飛結(jié)果顯示在中線副油箱內(nèi)容納系統(tǒng)完全可行，不但探測(cè)距離遠(yuǎn)，探測(cè)數(shù)據(jù)還能與機(jī)上其它傳感器的數(shù)據(jù)順利融合。波音也在2009年9月?lián)馨l(fā)400萬美元經(jīng)費(fèi)給洛馬，開始進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。

副油箱改裝的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)吊艙

探測(cè)頭組件

F/A-18E/F紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)使用長波紅外汞鎘碲探測(cè)陣列，可搜索大角度視野內(nèi)的一切熱源。系統(tǒng)裝在480加侖的機(jī)身中線副油箱前端以獲得最大的探測(cè)視角，而副油箱還能裝載330加侖的燃油。與吊艙式紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)比不會(huì)占用武器掛架。組件分為三部分，分別是三軸慣性穩(wěn)定環(huán)架支撐的探測(cè)頭及探測(cè)器組合件、內(nèi)置信號(hào)處理軟件及大容量內(nèi)存的商用微處理器、以及熱交換器型態(tài)的環(huán)境控制子系統(tǒng)。

“超級(jí)大黃蜂”的紅外搜索與跟蹤功能強(qiáng)大，在各飛行階段以被動(dòng)方式探測(cè)多種目標(biāo)，無需擔(dān)心電子探測(cè)及無線電頻率的反制，提供機(jī)上任務(wù)計(jì)算機(jī)各目標(biāo)的跟蹤數(shù)據(jù)，同時(shí)將圖像提供給座艙內(nèi)顯示器。它可工作于邊跟蹤邊掃描或單目標(biāo)跟蹤模式，飛行員通過全功能飛行操縱桿（Hands-On-Throttle-And-Stick，HOTAS），控制水平及垂直掃描角度。系統(tǒng)的人機(jī)接口與機(jī)上其它傳感器相同，可減輕飛行員的工作負(fù)荷。

“超級(jí)大黃蜂”的紅外搜索與跟蹤須返廠安裝，而洛馬的F-35未來正式服役時(shí)，機(jī)上將會(huì)內(nèi)置現(xiàn)正由洛馬研制中的光電指示系統(tǒng)（Electro-Optical Targeting System，EOTS），可對(duì)陸地及空中目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距精確探測(cè)。

F-35 EOTS

F-35的光電指示系統(tǒng)（Electro-Optical Targeting System）重量不到90公斤，可進(jìn)行主、被動(dòng)式測(cè)距，還能提供對(duì)地攻擊所需的極精確地理坐標(biāo)，賦予F-35全天氣24小時(shí)，敵方警示系統(tǒng)無法察覺的被動(dòng)式探測(cè)能力。

EOTS組件

加上人工藍(lán)寶石玻璃罩的樣子

第一套光電指示系統(tǒng)于2009年7月30日出廠，洛馬并展開低速率初期生產(chǎn)（Low-Rate Initial Production），預(yù)定年產(chǎn)200套，總生產(chǎn)量會(huì)超過3,000套，不論是美國自用或是外銷的F-35都會(huì)安裝此系統(tǒng)。

光電指示系統(tǒng)衍生自洛馬的增程型“狙擊手”（Sniper XR）紅外指示吊艙，使用最新的傳感器技術(shù)，搭配具備聚焦平面陣列的第三代銻化銦（Insb）紅外傳感器、目標(biāo)識(shí)別激光、以及日間電視攝影機(jī)，全容納于一多面體人工藍(lán)寶石玻璃罩內(nèi)。系統(tǒng)還與機(jī)上的綜合式中央計(jì)算機(jī)以高速光纖相連接，具備自動(dòng)校靶及飛機(jī)對(duì)正的功能，擔(dān)負(fù)空空紅外搜索與跟蹤及空面前視紅外的雙重任務(wù)。

此系統(tǒng)在空面時(shí)使用前視紅外模式，空空則使用紅外搜索與跟蹤模式，并提供信號(hào)處理軟件強(qiáng)化過的高分辨率紅外圖像，具備多方面的功能︰導(dǎo)彈逼近警告、反制、被動(dòng)式偵察、離軸空空紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈指示、以及日間和黑夜的寬視野畫面。

F-35主要任務(wù)為對(duì)地攻擊，故光電指示系統(tǒng)安裝于機(jī)頭下方

F-35紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)攝得的畫面非常清晰

F-35的主要任務(wù)是對(duì)地攻擊機(jī)，因此光電指示系統(tǒng)的位置安排于機(jī)頭下方而不是機(jī)鼻上，主要功能是讓飛行員清楚觀察雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的地面目標(biāo)。在這個(gè)工作模式下，雷達(dá)先對(duì)地面目標(biāo)做遠(yuǎn)距離確認(rèn)，再將目標(biāo)坐標(biāo)傳給光電指示系統(tǒng)做更進(jìn)一步的遠(yuǎn)距離識(shí)別、探測(cè)、及精確指示。

F-35機(jī)上還有一個(gè)開創(chuàng)性的被動(dòng)式探測(cè)系統(tǒng)︰AN/AAQ-37分布孔徑系統(tǒng)（Distributed Aperture System），在機(jī)身6處不同的位置上各安置一紅外傳感器，分別負(fù)責(zé)飛機(jī)的左側(cè)、右側(cè)、機(jī)背前方、機(jī)背后方、機(jī)腹前方、機(jī)腹后方的視野，使用先進(jìn)的信號(hào)處理運(yùn)算法，對(duì)全機(jī)360度范圍內(nèi)來襲的導(dǎo)彈或逼近的飛機(jī)進(jìn)行紅外探測(cè)及跟蹤，并將探測(cè)畫面顯示于飛行員的頭盔顯示器上，讓飛行員能夠看見飛機(jī)周圍的空域情況，因此除了讓飛行員具備全空域態(tài)勢(shì)感知外，也能提供導(dǎo)航、導(dǎo)彈警告、以及紅外搜索與跟蹤的功能。

F-35的AN/AAQ-37分布孔徑系統(tǒng)，可同時(shí)執(zhí)行多種被動(dòng)式偵察

AN/AAQ-37的攝像機(jī)組件

AN/AAQ-37的高清紅外影像

F-35各傳感器傳送的數(shù)據(jù)以及友機(jī)由高速數(shù)據(jù)鏈中繼而來的信息，都由機(jī)上的先進(jìn)綜合式核心處理器（Integrated Core Processor）進(jìn)行傳感器融合。綜合式核心處理器是F-35的大腦，負(fù)責(zé)綜合所有的航電系統(tǒng)，協(xié)調(diào)呈現(xiàn)給飛行員的畫面。

F-22的對(duì)策

F-22沒有紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，但洛馬宣稱機(jī)上的AN/ALR-94綜合式電子支持措施是有史以來戰(zhàn)斗機(jī)上效能最好的被動(dòng)式傳感器系統(tǒng)，也是機(jī)上技術(shù)最復(fù)雜的裝備。

AN/ALR-94是由桑德斯（Sanders）及通用電氣公司（GE）共同研制，通過機(jī)身及機(jī)翼內(nèi)嵌的30余個(gè)先進(jìn)天線提供360度的全波段警示。敵機(jī)以雷達(dá)搜索F-22時(shí)，雷達(dá)尚未發(fā)現(xiàn)F-22，AN/ALR-94在450公里外就能探測(cè)、識(shí)別、跟蹤發(fā)射雷達(dá)波的敵機(jī)。AN/APG-77雷達(dá)上的先進(jìn)數(shù)字處理器把雷達(dá)、AN/ALR-94、以及由數(shù)據(jù)鏈中繼而來的目標(biāo)方位信息綜合成單一跟蹤檔案，并以最準(zhǔn)確的傳感器讀值做為目標(biāo)的最終數(shù)據(jù)，例如AN/ALR-94提供的水平方位最精確，而雷達(dá)提供的距離數(shù)據(jù)最精確。F-22也因此具備提示跟蹤（cued tracking）的功能，憑借單一被動(dòng)式傳感器（如AN/ALR-94或數(shù)據(jù)鏈）的數(shù)據(jù)，指揮雷達(dá)以極窄的波束（水平及垂直方向各不超過2度）探測(cè)及跟蹤，更進(jìn)一步強(qiáng)化雷達(dá)低攔截率的性能。

ALR-94的傳感器陣列

傳感器融合與電磁波發(fā)射管制息息相關(guān)，若能通過AN/ALR-94及數(shù)據(jù)鏈來建構(gòu)及更新態(tài)勢(shì)感知就無需動(dòng)用雷達(dá)。F-22的飛行中數(shù)據(jù)鏈讓戰(zhàn)斗機(jī)在雷達(dá)靜默的情況下接收來自其它F-22的雷達(dá)畫面，更進(jìn)一步降低泄露行蹤的顧慮。

他國情況

英國在20世紀(jì)90年代初期開始發(fā)展紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，該國的馬可尼航電公司（Marconi Avionics）在1995年3月為英國國防部研制出一套紅外搜索與跟蹤技術(shù)展示系統(tǒng)，包括指向/穩(wěn)定器、新型高性能望遠(yuǎn)鏡、紅外搜索與跟蹤演算組、目標(biāo)探測(cè)及跟蹤演算軟件、以及高性能熱成像儀。

當(dāng)時(shí)此系統(tǒng)安裝在了一架“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)（Tornado）上展示了三種主要操作模式，自動(dòng)搜索模式︰在寬闊的視野內(nèi)指示及跟蹤多種目標(biāo)；驅(qū)使獲得模式︰飛行員的全功能操縱桿、頭盔瞄準(zhǔn)系統(tǒng)、或是其它的傳感器（如雷達(dá)）透過機(jī)上任務(wù)計(jì)算機(jī)要求目標(biāo)方位時(shí)，搜索、跟蹤所發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)；單目標(biāo)跟蹤模式︰跟蹤視野內(nèi)的單一特定目標(biāo)。

瑞典的薩博公司（Saab Dynamics）在20世紀(jì)90年代晚期設(shè)計(jì)研制一種多功能紅外搜索與跟蹤原型系統(tǒng)，稱為光學(xué)跟蹤識(shí)別系統(tǒng)（Optical Tracking and Identification System，IR-OTIS），以使JAS-39“鷹獅”（Gripen）戰(zhàn)斗機(jī)不分晝夜、不論對(duì)空中或地面目標(biāo)，都能具備遠(yuǎn)距離的被動(dòng)式態(tài)勢(shì)感知。系統(tǒng)的長波紅外探測(cè)器可工作于紅外搜索與跟蹤及前視紅外模式，具備寬闊的視野，不過此研制項(xiàng)目在2000年代初期遭擱置。

瑞典JAS-39戰(zhàn)斗機(jī)的IR-OTIS，安裝位置稍微偏左，以允許有限的對(duì)地下視

薩博在2008年推出改進(jìn)型新一代“鷹獅”（Gripen NG）時(shí)，改用意大利斯勒伽利略公司研制的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)，該公司根據(jù)歐洲戰(zhàn)斗機(jī)海盜系統(tǒng)的研制經(jīng)驗(yàn)，為新一代“鷹獅”研制“天空G”型（Skyward G）系統(tǒng)。

以色列的國防工業(yè)舉世聞名，在紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)的研制上當(dāng)然也不例外，只是迄今還未推出任何相關(guān)產(chǎn)品。據(jù)說以色列的埃爾比特光電系統(tǒng)公司（Elbit System Electro-Optic）目前正以該公司自有的熱顯像、激光、信號(hào)處理…等技術(shù)為基礎(chǔ)，研制一型適用于多型飛機(jī)的紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)。

以色列另一家在紅外搜索與跟蹤領(lǐng)域相當(dāng)活躍的拉斐爾先進(jìn)防衛(wèi)系統(tǒng)公司（Rafael Advanced Defense System），已經(jīng)推出使用凝視聚焦平面陣列的海軍型紅外搜索與跟蹤器，稱為海上探照燈（Sea Spotter），該公司正以此型為藍(lán)本，研制機(jī)載型紅外搜索與跟蹤。

目前全世界許多國家相繼投入紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)的研制與制造，此系統(tǒng)原本只是想讓戰(zhàn)斗機(jī)擁有被動(dòng)式探測(cè)目標(biāo)的能力，但在作戰(zhàn)應(yīng)用的需求下，原屬次要的空對(duì)地功能將會(huì)成為未來發(fā)展的優(yōu)先目標(biāo)。

后續(xù)發(fā)展

紅外搜索與跟蹤系統(tǒng)雖然不會(huì)向外界發(fā)射電磁波，沒有泄露本身信號(hào)的顧慮，但最大弱點(diǎn)是探測(cè)距離會(huì)受到高度及天氣的影響，在1萬米以上的高空，紅外探測(cè)距離可達(dá)100公里以上，但在低空或天氣不佳時(shí)，探測(cè)距離就會(huì)劇降為10到30公里，因此在實(shí)際操作時(shí)，常需與雷達(dá)相互配合。而毫米波（millimeter wave）在光譜中介于紅外與雷達(dá)微波之間，頻率大約100億到1,000億赫茲，兼具紅外系統(tǒng)及雷達(dá)系統(tǒng)的長處于一身，使用限制最少，也最受期待，是戰(zhàn)斗機(jī)先進(jìn)傳感器設(shè)計(jì)最后一塊未研制的領(lǐng)域。

相對(duì)于雷達(dá)而言，毫米波的波束較窄，在跟蹤目標(biāo)、鎖定及識(shí)別的過程中，具有較高的信號(hào)分辨率，可分辨很接近的多個(gè)目標(biāo)，且因?yàn)椴ㄊ^窄，不易受到敵人干擾，加上系統(tǒng)組件較小，因此天線可縮小、整體重量也較輕。相對(duì)于紅外系統(tǒng)而言，毫米波對(duì)云霧及灰塵的穿透力是紅外的數(shù)百至數(shù)千倍，完全不受天氣的影響。毫米波系統(tǒng)還有另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)︰在大氣中的衰減程度遠(yuǎn)大于雷達(dá)波，發(fā)射出的旁波瓣很低，可以減低機(jī)上傳感器間的干擾，也可防止泄露本身的信號(hào)。

AH-64D“阿帕奇”直升機(jī)旋翼上方圓餅狀的毫米波雷達(dá)

毫米波傳感器不僅可研制成被動(dòng)式的紅外系統(tǒng)，也可研制成主動(dòng)式的雷達(dá)系統(tǒng)，較開創(chuàng)性的概念是將紅外影像與雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理相結(jié)合。美國航天局（NASA）蘭利研究中心已與工業(yè)界展開合作，研究使用毫米波的主動(dòng)式傳感器，成為機(jī)上影像和偵察/跟蹤系統(tǒng)。早期的實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)由于天線與鏡頭尺寸的限制，影像分辨率很差。現(xiàn)在最新的毫米波系統(tǒng)通過先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)及空間頻譜外差這類復(fù)雜的技術(shù)，已能提供所謂的“超級(jí)分辨率”影像，這些畫面經(jīng)過分析后，足以提供警示信息、警示畫面、及完整的信息給飛行員。“超級(jí)分辨率”畫面可提供地面電線警示，讓低空飛行的戰(zhàn)斗機(jī)躲避最危險(xiǎn)的地面電線。

美國國防先進(jìn)研究計(jì)劃局（DARPA）的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)辦公室（Tactical Technology Office）更展開了前瞻的先進(jìn)系統(tǒng)研究規(guī)劃，要經(jīng)由高技術(shù)讓戰(zhàn)斗機(jī)的效率及效能有革命性的進(jìn)步。研究項(xiàng)目中還包括被動(dòng)式及低攔截率系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將會(huì)統(tǒng)合多種傳感器及相關(guān)技術(shù)，其中較為人知的有︰

-基于多頻或頻譜分類技術(shù)的光學(xué)傳感器，用于指示及瞄準(zhǔn)

-目標(biāo)探測(cè)跟蹤的先進(jìn)低攔截率雷達(dá)

-目標(biāo)跟蹤及識(shí)別的激光雷達(dá)

-目標(biāo)方位提示及識(shí)別的電子支持措施

-接收及傳播目標(biāo)信息，以及安全傳輸目標(biāo)影像及跟蹤數(shù)據(jù)的指揮、管制、通信、信息與情報(bào)（C4I）

結(jié)語

新一代戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)及作戰(zhàn)需求越來越強(qiáng)調(diào)躲避探測(cè)，但又必須對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)周圍情況有完整的態(tài)勢(shì)感知，因此必須盡可能不用雷達(dá)，改用被動(dòng)式傳感器；而為了具備最佳的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知，這些被動(dòng)式傳感器必須具備多樣性、多頻譜的隱身技術(shù)。

現(xiàn)代航電系統(tǒng)已可滿足這樣的需求，如果戰(zhàn)斗機(jī)上有一套低攔截率的主動(dòng)式電子掃描陣列雷達(dá)、一部紅外搜索/跟蹤系統(tǒng)、以及一部智能型接收警告機(jī)，飛行員就有3套探測(cè)系統(tǒng)可以使用，其中2套是被動(dòng)式，當(dāng)這些系統(tǒng)的性能發(fā)揮到極致時(shí)，要探測(cè)到我機(jī)將極端困難。美國空軍進(jìn)行的F-22與F-15、F-16、F/A-18模擬空戰(zhàn)中，一架F-22以144比0的懸殊比分大獲全勝，被擊敗的其它戰(zhàn)斗機(jī)飛行員均表示在載機(jī)被導(dǎo)彈擊落前，皆未發(fā)現(xiàn)有被任何敵機(jī)導(dǎo)彈鎖定的情況，這應(yīng)該就是被動(dòng)式探測(cè)系統(tǒng)威力的最好說明。