摘要：微光夜视技术作用距离较近，成像分辨力高，图像与可见光图像相仿，符合人眼观察习惯，便于目标识别，视场较大，可周视，几十米到几百米距离的近程夜间观察、瞄准问题则主要通过微光夜视技术来解决。此外，它的价格也相对便宜，适合大量装备部队，特别是夜视眼镜、武器瞄准具等直视型微光夜视仪的应用量非常巨大。

关键词：微光夜视仪；夜视眼镜；可见光图像；微光夜视技术；目标识别；瞄准具；观察习惯

0 引言

微光夜视技术作用距离较近，成像分辨力高，图像与可见光图像相仿，符合人眼观察习惯，便于目标识别，视场较大，可周视，几十米到几百米距离的近程夜间观察、瞄准问题则主要通过微光夜视技术来解决。此外，它的价格也相对便宜，适合大量装备部队，特别是夜视眼镜、武器瞄准具等直视型微光夜视仪的应用量非常巨大。基于这些因素，微光夜视技术和装备在未来一段时间内将依然是各国特别是在军事和经济上相对较弱国家的理想选择，即使对于美国等少数军事强国来说，微光夜视技术依然具有不可取代的作用，因此，欧美等发达国家仍然投入大量资金正在继续推进作用距离更远、灵敏度更高、在更低照度下能够进行观察的新一代高性能微光夜视技术的研制。

以微光像增强器为核心的各种微光夜视仪（如微光观察镜、瞄准镜、侦察镜、驾驶仪、头盔夜视眼镜等）已经被广泛用于坦克和装甲车火控系统、指挥控制系统以及无人航空器（UAVs）中，对提升部队的夜间作战能力起着非常重要的作用。各国政府投入大量资金采购微光夜视装备。夜视装备在未来几年内也将具有广阔的市场需求。

本文主要介绍以美国为主的发达国家近年来微光夜视技术的发展情况以及装备应用情况。

1 美军微光夜视装备及需求

美军部队微光夜视装备配置率很高，全部采用三代像增强器。三代微光像增强器的装备量已达到100多万支。目前美军地面作战部队人均拥有1.4台夜视装备，数量甚至超过了枪械数量，且不同型号的夜视装备侧重用途也有差异，选择非常丰富。以一个140人的轻步兵连为例，共拥有各种夜视装备达192台，其中单目微光夜视装备40台、双目微光夜视装备22台、增强（融合）型单兵微光夜视装备69台，班组夜视装备61台。从作战使用来看，美军地面作战部队配装的微光夜视装备有单兵微光夜视镜、夜视观察镜、驾驶仪、瞄准镜等，大批量列装了 PVS-14单兵多用途单目微光观察镜，配装了红外增强（融合）型微光夜视装备、VVS-2微光驾驶仪，使用了X-27HD 彩色微光夜视装备。主要型号有AN/PVS-7B和7D，AN/PVS-14以及AN/PSQ-20等。美军飞行员的微光夜视装备配装率也很高，每名飞行员至少编配1具飞行员夜视镜。从作战使用来看，美飞行员配装的微光夜视装备有双管双目微光夜视镜（40°圆形视场）、四管双目微光夜视镜（垂直视场40°、水平视场 100°）。

美军微光夜视装备水平虽然很高，基本实现人均1具以上的配置，但对夜视装备的性能仍在进行不断的改进，在尺寸、重量、性能和功耗等方面提出了更高的要求，部队的装备正在向通用化、系列化、网络化方向发展。

2013年5月，美国陆军向主承包商ITT Exelis公司订购了4800万美元的AN/PSQ-20增强型夜视眼镜。考虑到美国陆军需要大量先进的监视系统，AN/PSQ-20增强型夜视眼镜在未来十年将继续大量稳定生产。根据美国 2014财年国防预算，美国在2018年之前采购价值11亿美元的夜视装备。

2018年，美国陆军与L3技术公司签订一份为期3年、价值3.91亿美元的合同，用于制造最新一代的增强型夜视眼镜。据士兵项目执行办公室主任称，陆军要求在9月23日向堪萨斯州赖利堡第1步兵师第2旅战斗队交付首批系统。此外，海军陆战队也订购了3100套系统。

据美国Maxtech International网站2020年3月的信息报道，PEO（美国陆军士兵计划执行处）正在寻找美国陆军最主要的士兵武器瞄准系统 FWS-I（武器瞄准系统-个人）的供货源，能够提供12万具瞄准镜的生产，计划从2022财政年开始，一直到2026财政年。

FWS-I系统通过无线接口与增强型夜视镜（ENVG）或其他头戴式夜视设备进行连接，提供快速目标捕获（RTA）能力。最初，ENVG Ⅲ（640×480 VOx微型测辐射热计与像增强器I2融合）计划与武器瞄准镜配对。2018年，ENVG Ⅲ被ENVG-B取代，ENVG-B是一种采用白色荧光粉的像增强器与微测辐射热计融合的双目装置，能实现包括增强现实在内的其他双目观察能力。

2 美军微光夜视技术发展状况

美国的微光夜视技术全球领先，在夜视夜战中占据着优势。为了提高三代像增强器的性能，美国陆军从1975年开始启动“Omnibus”（多用途夜视装置采购计划）三代微光技术发展和装备采购计划，资助三代像增强器研发和提高。每4～5年为一个发展阶段，投资10多亿美元。美国从最早的Omnibus一直发展到OMNI IX，美国的微光夜视装备技术水平处于世界领先地位。目前美国微光夜视技术以三代像增强器为主，超三代和四代微光夜视装备也已经装备部队。

美国三代像增强器的灵敏度在1800～2200 uAlm之间，极限分辨率为64 lp/mm，信噪比在25～27.5之间，品质因子在1800～2400之间，采用自动门控电源。超三代和四代微光像增强器的灵敏度在2000～3000 uA/lm 之间，极限分辨率为60～90 lp/mm。输出图像颜色包括黑白色、绿色、彩色3种色调。

美国三代像增强器完全自主可控，产能稳定，可保障微光夜视装备供应需求。早在2007年ITT公司就向美军提供了100万只像增强器，其中 80%用于陆军的AN/PVS-7和AN/PVS-14夜视镜。主要供应商是L3-Harris公司和ITT Exelis公司，到2013年ITT和L3公司累计向美军提供超过200万只像增强器，满足美军对像增强器的采购需求。

美军的微光夜视装备主要包括基于三代像增强器的观察型微光夜视装备和基于EBAPS的数字式彩色化微光夜视装备，重点配装给地面部队和飞行员使用。基于三代像增强器的观察型微光夜视装备从技术水平和装备数量两方面都大幅度领先于其他国家，列装微光夜视装备的观察方式有单目、双目两种。主要装备的夜视镜产品大部分是 AN/PVS-7单管双目夜视镜、AN/PVS-14单管单目夜视镜、AN/PVS-31双管双目夜视镜、AN/AVS-6、AN/AVS-9飞行员夜视镜、AN/PSQ-20红外微光融合夜视镜、GPNVG-18-ANVIS大视场四目夜视镜等以及在此基础上改进的一些产品。同时，在更换像增强器后，老型号产品的性能也能得到质的提升，因此，在美军现役装备中还出现新老夜视镜并存的现象。

为了确保美军微光夜视技术的绝对优势，供应商全都与军方签订了严格的管控条约，其中品质因数大于1600的三代像增强器仅供应美国军队，品质因数低于1250的三代像增强器可向除中国等受美制裁国家外的军队供应，品质因数介于1250和1600的三代像增强器仅向北约盟国和美国关系极好的7个国家供应。

美国掌握着最先进的数字微光器件核心技术和工艺，EBAPS是美国近年来大力发展并重点投资的数字微光器件，数字微光器件技术突飞猛进，关键技术和工艺瓶颈已取得突破，并完成了列装应用。输出图像颜色包括了黑白色、绿色、彩色三种色调，2000年由Intervac公司成功研发出第一款产品，其体积和重量可与一美元硬币比拟。EBAPS结构紧凑、功耗低（550 mW），广泛用于无人机光电侦察系统、头部/头盔显示器（HMD）、枪用瞄准镜以及小型电子-光学/红外监视稳定平台；具有较强的动态工作能力，可满足昼间、夜间全天时的观察需求。EBAPS已经在“阿帕奇”武装直升机和F35战斗机夜视系统中使用。

欧洲的超二代、超二代和三代微光产品已形成系列，产品性能稳定，大量装备应用到陆、海、空军的各种应用平台。法国Photonis公司的4G 16 mm 像增强器大大提高了微光夜视技术的各项性能，代表目前微光夜视技术的最高水平。

20世纪90年代，荷兰DEP公司（目前被 Photonis公司并购）在多碱阴极制备工艺中借鉴了第三代微光GaAs光电阴极的理论和做法，使灵敏度由普通二代光电阴极的200 uA/lm～300uA/lm 提高到1000 uA/lm，分辨率也有了较大幅度的改善。先后陆续推出SHD-3、XD-4以及XR-5像增强器，这些像增强器的性能参数（极限分辨率、信噪比、传递函数、等效背景照度等）接近美国的第三代像增强器。目前超二代管灵敏度的最高水平已达到1000 uA/lm 以上，分辨率达到68线对/mm。

法国PHOTONIS公司通过不断改进多碱阴极的制造工艺，优化多碱光电阴极结构，采用先进的光电监控系统和特殊激活工艺，如采用小孔径微通道板，缩小近贴距离，提高荧光屏的分辨率，升级自动门控高压电源，改善了整管的各项性能，使超二代像增强器的应用范围大大拓展。2015年法国PHOTONIS公司在超二代、SHD-3、XD-4以及XR-5技术基础上推出了4G 16 mm像增强器，为用户开辟了一个新的应用市场。4G采集的光子量是现有技术的两倍，品质因子达到1800以上，光谱响应从 UV（低于 400 nm）到红外（超过 1000 nm），采用自动门控技术，能够在高动态光照条件下提供连贯并且质量极好的图像。4G像增强器信噪比和分辨力的典型值分别为30 lp/mm 和72 lp/mm。与18 mm 管相比，16 mm 像增强器的重量减少了30 g，体积缩小了40%，满足现代军队对尺寸、重量和性能的要求。应用在头盔双目观察镜、单目观察镜、武器瞄准镜、无人航空器中。

俄罗斯也从事超二代像增强器的研制，技术水平与法国PHOTONIS公司的XD-4技术相当，与法国PHOTONIS公司4G像增强器相比还有较大的差距。已经掌握了三代微光技术，但第三代微光夜视装置的生产、装备情况严格保密，目前很少见报道。

日本也已经掌握了第三代微光技术，其微光夜视装置的主要生产商有NEC和三菱机电公司。近几年，日本军队几乎每年都向这些公司有订货，但量都不大。

印度也从事超二代像增强器的研发和生产，其技术水平低于法国PHOTONIS公司的XD-4技术，并且产量较小，在国际上的影响不大。

3 美军典型现役微光夜视装备介绍

3.1 AN/PVS-14 单目夜视镜

AN/PVS-14 单目夜视镜是目前世界上已列装数量最多、性能最先进的美军单目微光夜视装备。最初由ITT Night Vision公司（目前为 ITT 哈里斯公司）与“美国陆军夜视与电子传感器理事会”（NVESD）的“夜视／侦察、监视与目标截获”（NV／RSTA）部联合作研发。

AN/PVS-14 的主要技术特点包括：①是一种“卡扣”式装置，能够输入彩色图像和视频，它具有多种结构和配置，能满足不同终端用户的需求。可以安装在头盔上使用，也可以作手持观察瞄准镜使用，同时还可以安装到武器导轨上做夜间瞄准镜使用。②采用第三代像增强器。适应暗光的裸眼负责态势感知和近距离观测物体，而夜视仪则帮助用户远距离观测潜在的威胁和目标。轻便小巧，独立供电，可以调节增益，可拓展性很强，并且还有IR照明。③具有上翻/下翻的功能，使用者可以将PVS-14 向上推，从眼前移开。具有单电池款的装置，拥有和双电池型号一样的特色和多功能性，但重量更轻。④具备“输入和输出智能视频、静态照片及其他关键战场情报的能力”。

AN/PVS-14 的主要技术参数见表1。

AN/PVS-14是美陆军、海军陆战队的常规地面部队公发的夜视仪，已经大量装备世界各国陆军。从2003年9月，ITT公司宣布与加拿大和英国的客户签订首批合同到2013年公司已经与包括英国、加拿大、挪威、美国、中东等许多国家签订了数十亿美元的订购合同。主要提供配备Omnibus VII、Omnibus VIII像增强器的微光夜视装置。

3.2 AN/PVS-23（F5050）夜视双目镜

AN/PVS-23 夜视双目镜最初由ITT夜视（ITT Night Vision）公司（目前的 ITT 哈里斯公司）研发生产。安装在头盔上，供士兵观察目标使用。适用于那些要求提高景深的应用场所。属于飞行员双目头盔观察镜的地面版。主要性能特点包括：①采用航空级别的光学系统和高分辨率的三代 F9800 II像增强器，结构与ANVIS系统的一样。②铝材制作的主镜身比AN/AVS-6 ANVIS更结实。包括一个可调节（聚光/泛光）红外指示器和一个头盔支架。③由一只AA内部电池供电，也可以通过装在外部电池盒里的两只AA电池供电。可以使用无线电和智能手机启用数据提供共享态势感知的能力。

AN/PVS-23 夜视双目镜的主要性能特点见表2。

目前服务于美国武装部队和一些不具名的用户。在2013年9月的DSEI展会上，公司宣布收到（通过美国陆军）了几份加拿大的FMS合同，合同总价为900万美元，包括供应数量不详的AN/PVS-14和AN/PVS-23夜视镜以及相应的二代像增强器附件。

3.3 AN/PVS-31 双目夜视装置

L-3 哈里斯公司生产的AN/PVS-31双目夜视装置，可供士兵观察、侦察使用，用于行军，车辆驾驶，较单筒夜视仪更有距离感。可替代 USSCOOM库存中的传统AN/PVS-15夜视镜。

AN/PVS-31 双目夜视装置的性能特点包括：①是迄今为止体积最小、重量最轻的三代双目双筒夜视装置。重量不到1磅，几乎和单管观察镜的一样轻，显著减轻操作人员头部的负重，改进重心系统，提供额外的作战效能，并提高整体操作员的态势感知能力。②采用L3哈里斯公司最新的三代无膜像增强管，提供较高的清晰度和分辨率。配备自动门控开关，可在极短的时间内适应战场突变的光线环境，如炮弹或炸弹的爆炸闪光等干扰性质的强光。有独立的绕轴旋转支架，操作员既可把它用作双筒夜视仪，又可把它用作单筒夜视仪。③可以使用一个车载 AA电池或安装在头盔后面的远程电池组。

AN/PVS-31 是陆军新型的夜视仪，需要外接电池盒供电，镜筒可以上翻（AN/PVS-15同样可以上翻），单独抬起一只目镜来瞄准比较方便，结构上基本就是双目的AN/PVS-14。

AN/PVS-31 的主要性能参数见表3。

3.4 AN/PSQ-20 红外微光融合夜视镜系列

ITT 夜视公司生产的AN/PSQ-20红外微光融合夜视镜系列产品包括AN/PSQ-20/20A/20B几种产器。是一种微光-红外图像融合、头盔式单目镜观察夜视镜，可以头戴使用，也可作为手持热像仪使用，还可以作轻武器瞄准和射击使用。装备单兵，用于在昼夜和低能见度条件下，观察和识别目标，通过增强信息获取能力提高作战能力。

2008年，美军开始订购AN/PSQ-20型增强型夜视镜，金额达2440万美元，AN/PSQ-20型增强型夜视镜进入低速初始生产。2009年，约300 套 AN/PSQ-20 型装备美国陆军第10山地步兵师。2010年，ITT公司竞标获得第二轮增强型夜视镜——增强型夜视镜持续改进（Spiral ENVG）的发展合同。2010年，美军开始订购改进增强型夜视镜。

AN/PSQ-20 型增强型夜视镜主要由微光-热成像单元（中）、电池盒（右）和头盔安装架（左）组成。

AN/PSQ-20 型增强型夜视镜的主要技术特点包括：①采用微光-红外双波段、光-机-电一体化的紧凑设计，微光夜视部分采用16 mm第三代像增强器和单目镜观察组件共光轴设计，热成像部分采用非制冷型320×240焦平面探测器，实现热成像与微光图像进行光学融合。②4节AA型电池可供2.5 h持续工作。不使用AN/PSQ-20 型增强型夜视镜时，固定在安装架上的微光-热成像单元可以转动90°再向上翻。③以50%的概率可以识别300 m 距离的人，以80%的概率可以识别150 m 距离的人，作用距离与突击步枪的有效射程相当。

注：由于以树林为背景的两个人穿着伪装服，因此在微光图像中看不见，但两个人在长波红外图像中则清晰可见

ITT公司已向美国陆军交付2400套AN/PSQ-20型增强型夜视镜，今后还将交付6500套。此外，超级增强型夜视镜被英国、加拿大、澳大利亚和日本等国家订购。

AN/PSQ-20 红外微光夜视融合增强型夜视镜的主要性能参数见表4。

3.5 GPNVG-18-ANVIS 地面周视夜视头盔观察镜

GPNVG-18-ANVIS 地面周视夜视头盔观察镜是目前世界上最先进、最具有创新性的头盔夜视装置，由L-3勇士（Warrior）系统公司研制并经战场试验。它能将更多的信息传递到操作人员的头盔中，以便让操作人员能够快速进行OODA（观察、定位、判定、行动）。

GPNVG-18ANVIS 的主要性能特点包括：①具有4个独立的像增强器，带4个独立的物镜，呈水平排布，产生前所未有的、空前大的97°视场。②由一个可遥控的电池盒供电，通过标准的ANVIS电缆与观察镜连接。电池盒内装有4只3V CR123A 电池为观察镜提供电源，电池使用寿命大约为30 h。③重量仅为27盎司。

GPNVG-18 周视夜视头盔的技术参数见表5。

目前仅用于美国陆军及行政执法，佩戴在士兵头盔上使用。