Den sensorteknologiske udvikling

Sensorteknologisk vil 80’erne og især 90’erne udvise et righoldigt udvalg af effektive elektrooptiske såvel som andre elektroniske søgesystemer, der dels passivt og dels aktivt - ved udsendelse af energi - ikke alene kan detektere skibe, fly, radarer, kampvogne, kommunikationssystemer m.m., men også indsamle informationer for identifikations- og positionsfastsættelse, følge målenes bevægelser samt »home« på det enkelte måls individuelle elektromagnetiske signatur. 

Den våbenteknologiske udvikling kan teoretisk deles i to grupper:
 
  • Den forbedringsteknologiske udvikling.
  • den gennembrudsteknologiske udvikling.
»Den forbedringsteknologiske udvikling« er en udvikling, der består af konstante småforbedringer af de enkelte for svar selementer, altså f.eks. fly med lidt større kampradius, kampvogne med forbedret panser, bedre konventionelle sprængladninger etc. etc.
Bedre midler »avler« bedre modmidler. Forbedrede fly skaber bedre luft- værnsmissilsystemer. Forbedrede kampvogne skaber bedre panserværnssystemer o.s.v.
I virkeligheden er det en glidende og rolig udvikling uden ophidsende momenter. De småændringer i forsvarsdoktriner og organisation, der er nødvendige på det grundlag, kan løbende finde sted indenfor rammerne af det bestående forsvarssystem. Følgelig er denne udvikling den mest bekvemme og derfor den foretrukne. Den forstærker troen på, at erfaringerne fra den foregående krig forsat er holdbare.
»Den gennembrudsteknologiske udvikling« er en udvikling, der kan omfatte et enkelt våbensystem eller blot støttesystemer til forskellige våbentyper, som, i kraft af kapacitet eller udnyttelse af nye perspektiver, er i stand til at ændre »balancen« mellem de bestående våbensystemer. Som eksempler på strategiske og taktiske gennembrudsteknologiske udviklingsforløb i vort århundrede kan nævnes flyet og kampvognen fra 1. verdenskrig, radarsystemet, jord-til-jord missilsystemet og atombomben fra 2. verdenskrig.
Den gennembrudsteknologi, der kan forventes at slå igennem i 80’erne og 90’erne - og danne grundlag for nye alternative forsvarsmuligheder - består af en kombination af sensor- og datamatteknologi, muliggjort gennem en fortsat miniaturisering af integrerede kredse og naturligvis koblingen mellem digitalteknik og analogteknik. Det vil uvægerligt få betydning i en kommende økonomisk betinget, og derfor nødvendig, moderniseringsproces og vil sandsynligt kuldkaste den hidtidige stereotype opfattelse af konventionelle krige. Også denne gang er der imidlertid tydelige tegn på, at gennembrudsudviklingen søges »indkapslet« eller begrænset til udbygning af de bestående våbenplatforme og -systemer, som om der var tale om en almindelig forbed- ringsteknologisk udviklingslinie. Det forhold skyldes formentlig manglende fleksibilitet i forsvarsstruktur og doktrinær opfattelse - især hos større nationer.
Det forhold burde på den anden side ikke forhindre, at et lille land opbygger et fleksibelt og utraditionelt forsvarssystem - uanset vanetænkning og store nationers doktrinære formynderskab.
 
Skitsering af forbedringsteknologiske udviklingsmuligheder for elektromagnetiske sensorer.
Det visuelle spektrum er en yderst lille del af det anvendelige og kendte elektromagnetiske spektrum. Følgelig kan det med rette hævdes, at det menneskelige øje er ganske utilstrækkeligt i moderne krigsførelse, i betragtning af, at hele spektret kan anvendes til at »se« med - forudsat at de rette sensorer er udviklede. Bølgelængden af spektret varierer fra flere kilometer - langbølger - til en milliontedel af en milimeter - røntgen - og endnu mindre.
Et militært sensormæssigt anvendelighedskriterium betinges af den elektromagnetiske energis evne til at trænge igennem atmosfæren, samt »billedlig« opløsningsevne - i virkeligheden to modpoler. Jo kortere bølgelængde, des ringere gennemtrængelighed afstandsmæssigt, men til gengæld større opløsningsevne. Ved øget bølgelængde gør det omvendte forhold sig gældende.
 
Elektromagnetisk stråling adlyder samme love for reflektion, polarisation, refraktion og diffraktion og har samme udbredelseshastighed. De kan i realiteten kun adskilles ved angivelse af frekvens eller bølgelængde. Af samme årsag er det kun af udviklingsbeskrivende værdi at tale om et »overlapningsområde« mellem mikrobølgeområdet og det elektrooptiske område. En væsentlig del af decimillimeterområdet er imidlertid stort set uudnyttet - et forhold, der antagelig ikke ændres, førend i begyndelsen eller midten af 90’erne.
 
Radarsystemer i centimeterbåndet.
Anvendelse af de almindelige radarsystemer i centimeterbåndet, herunder eksempelvis hav-, luftovervågnings- og målfølgesystemer, vil afstedkomme stadigt større problemer. På grund af disse radarsystemers relative uafhængighed af atmosfæriske forhold og den dermed forbundne rækkevidde, er de en nødvendighed, trods det faktum, at udsendelse af energi i disse båndområder ofte giver en modstander større fordele end en enhed selv opnår, ved at udsende energien.
Det forhold skyldes den stadige og parallelle udvikling af passive sensorsystemer i centimeterbåndet, som er i stand til automatisk at analysere sekundkorte anvendelser af et radarsystem og giver mulighed for fastlæggelse af en- hedstype og position, samt muligvis kurs og hastighed. Sidstanførte naturligvis betinget af enhedstype og energiudsendelsens varighed.
Dilemmaet synes at fremstå ret klart. Passive sensorer i centimet er båndet og radarsystemer i de samme båndområder er ligeværdige modpoler og uløseligt bundet til hinanden, hvilket medfører, at f.eks. et skibs langtrækkende overvågningssystemer kun kan anvendes i kortfristede perioder - des kortere, jo mere der er behov for deres anvendelse, medmindre den pågældende enhed bevidst ønsker at røbe sin position og følgelig er i besiddelse af et til situationen passende effektivt selvforsvarssystem.
Også i centimeterbåndet sker der naturligvis en rivende udvikling - muliggjort af udviklingsforløbet indenfor bl. a. integrerede kredse - som giver en vis beskyttelse mod eksempelvis antiradiation-missiler (ARM) og Electronic Counter Measures (ECM). Tredimensionelle radarer er forlængst udviklede og er kendetegnede ved bl. a. såkaldte »Phased Array« antenner. Det samme gælder f. eks. »Stacked Beam« teknik. Denne forfinelsesproces af gammelkendte radarsystemer - som i øvrigt kan forventes fortsat i et uoverskueligt fremtidsperspektiv - dækker over bl.a. elektronisk »scanning« i elevation (højdeinformationer) - i visse tilfælde også i azimuth - spændvidde over væsentlige dele af frekvensbåndet med uregelmæssige frekvensbetingede skift fra puls til puls og komplicerede og konstant variable kombinationsmuligheder i amplitude-, frekvens- og fasemodulation, digitaliseret »Moving Target Indicator« (MTI) funktion, begrænsning af uhensigtsmæssige »lobes« o.s.v. - alt ialt forhold, der også giver sig udtryk i forbedret opløsningsevne. Et 1 m2 mål i en hastighed på mere end 4000 km/t kan ikke betragtes som et problem. Udviklingen går i retning af avancerede og komplicerede systemer, velud- styrede med Electronic-Counter-Mesures (ECCM) udstyr. For hver af sådanne radarer er der i realiteten tale om en radarteknologisk koncentration. 
Det afgørende problem er imidlertid fortsat uløst, ligesom et par ekstra problemer er opstået i kølvandet af de teknologiske anstrengelser for at frigøre radaren for bevidste forstyrrelser. Systemerne er nemlig fortsat nødt til at udsende elektromagnetisk energi - det samme er i øvrigt tilfældet for eksempelvis »Narrow- og Wide-band« jammersystemer - og vil derfor uvægerligt røbe ders position overfor en modstanders pejlesensorer. Dette forhold er væsentligt og indebærer naturligvis en fortsat risiko specielt for de våbensystemer eller våbenplatforme, der er nødt til at befinde sig sammen med radarsystemer, f. eks. skibe, fly, landbaserede SAM-systemer etc.
Uanset de elektroniske komponenter kan forventes fortsat at blive billigere, kan det samme næppe forventes at blive tilfældet for avancerede radarsystemer i centimeterbåndet. Det skyldes det gammelkendte faktum, at »optrap- ningsbetingede« selvforsvarssystemer - i dette tilfælde ECCM - af en så kompliceret natur og sammensætning, som fremtiden lader ane, kræver en uhensigtsmæssig koncentration af avanceret teknologi - egentlig en triviel gentagelse af, hvad der sker for kampflyet, krigsskibet og kampvognen. Omend den omtalte teknologi beskytter mod ECM, så fristes modstanderen samtidigt til - fordi modforanstaltninger gøres »cost-effective« af prisniveauet - at fremskynde udviklingen af passende avancerede bekæmpelsesmidler.
90’ernes dilemma synes indlysende. Det enkelte fly, det enkelte skib, den enkelte kampvogn og tillige den enkelte avancerede centimeterbåndsradar bliver så kostbar, at den lille nation næppe kan rejse de fornødne midler til at erhverve et tilstrækkeligt antal af hver. Derved forstærkes virkningen af en større modstanders optrapningsbetingede modforholdsregler. Et ganske morsomt eksempel på prisudviklingen omfatter kampfly. Fortsætter prisudviklingen, som den har gjort det siden 2. verdenskrig, så vil det danske årlige forsvarsbudget - udvidet i hidtidig stigningstakt og dermed fremdateret - en halv snes år efter år 2000 netop række til indkøb af et enkelt kampfly. Man kan så i øvrigt diskutere, hvorledes dette ene fly skal gå på omgang mellem de tre værn, hvis man stadig til den tid fastholder værnsopdelin- gen (synspunktet baseret på betragtninger af Norman R. Augustine, Denfense Electronics, August 1979).
Nogle våbenproducenter er opmærksomme på dette kommende afsæt- ningsproblem for radarsystemkomplekser og har - for at afbøde virkningerne - planer om at levere konstant opdaterde enkeltmoduler til de radarsystemer, som leveres i 80’erne. Til forskel fra tidligere løfter om opdatering, skulle der her være tale om moduler, der skal kunne »plugges« direkte til systemet, uden assistance af fabriksspecialister eller uden ombygningsprogrammer i øvrigt. Hvor billige sådanne moduler vil blive er en anden uafklaret sag. Der synes således ikke at herske tvivl om, at større våbenproducenter agter at bibeholde det koncentrerede komplekse radarsystem og på grund af prisfaktoren kan udnytte denne til at binde kunderne til sig over en længere årrække. Til forskel fra 60’erne og dele af 70’erne er 80’ernes centimeterbånds- radarer naturligvis gjort mobile og vil være i stand til elektronisk - d.v.s. uden mekaniske bevægelser - at overvåge, målfølge, måludpege og fastlægge højder, alt på basis af en enkelt funktionskombineret antenne. Realistisk set stammer udviklingen af denne teknologi fra begyndelsen af 70’erne.
De gamle radaranlæg bestående af dybe choksikre bunkers, ovenpå hvilken antennesystemet er opstillet, har igennem en årrække været forældede - formentlig siden slutningen af 60’erne. Deres funktionsperiode i en krigssituation må anslås til få minutter. Våbenproducenterne anviser den kostbare vej til løsning af problemerne, i forvisning om, at store nationer er deres primære kunder. De har selvfølgelig også råd til at betale, men dermed lades mindre nationer på en måde i stikken. Naturligvis kan det lade sig gøre at opstille billigere og lige så effektive systemer. Det kræver imidlertid en selvstændig indsats, der nødvendigvis til en vis grad må være knyttet til nationens eget produktionsapparat. Centimeterbåndsradarer har naturligvis andre udviklingsmønstre end de allerede nævnte, herunder f. eks. de såkaldte bistatiske radarsystemer. Forenklet beskrevet »belyses« en del af jord- og havoverfladen af en radar placeret i et fly eller en satellit. Den reflekterede energi vil »afspejle« mål ned til kampvognsstørrelse og »opsnappes« derefter i modtageantennen f. eks. i jagerbombefly. Systemet har den åbenbare fordel, at kun flyet eller satellitten, der udsender energien, kan pejles, hvorimod jagerbombeflyene er passive radarmæssigt.
Princippet er altså adskillelse af sender og modtager i et radarsystem. Det siger sig selv, at passive systemer kommer ind som en stærkt konkurrerende faktor til et sådant system - i det infrarøde såvel som i millimeterbånd- området - hvilket antagelig foreløbigt vil sætte en stopper for videre udviklingsforløb, i hvert fald fra luften, bl. a. også fordi systemet formentlig først vil kunne blive operativt i slutningen af 80’erne, altså på et tidspunkt, hvor jagerbombeflyene er tvunget så meget i baggrunden i forhold til deres mål, at det er de af flyene afsendte præcisionsmissiler, der i stedet har brug for at søge mod målet.
Det bistatiske system vil kunne operere i tilknytning til missiler, men her bør man nok forudse, at denne udvikling i første række får størst betydning for luftværnsmissilsystemer. I sådanne tilfælde vil en jordbaseret radar »belyse« det pågældende luftmål - et fly eller et luft-til-jord missil - og luftværns- missiler placeret i andre områder end radaren vil derefter »låse« på den tilbagekastede energi og kan følgelig ramme målet.
Flyvende radarplatforme - AWACS systemer - er et led i den konventionelle udvikling af radarsystemer og er i denne forbindelse ikke værd at ofre mange ord på, bl. a. fordi sådanne systemer er forbeholdt store nationer - uanset at små nationer kan få andele - også betalingsmæssigt. Prisen for et selvstændigt nationalt projekt vil typisk være uoverkommelig.
Nu er det ikke meningen at give det indtryk, at radarsystemer som helhed har udspillet deres rolle. Det er nemlig langt fra tilfældet, selv om de dage er endegyldigt forbi, da centimeterbåndsradaren var universalhjælpemidlet. 80’erne og især 90’erne vil placere radaren på en stadig mere beskeden plads til fordel for mere »usynlige« systemer. På den anden side vil radarens anvendelsesområder blive mangfoldigere, end de er i dag. »Side-Looking-Airborne-Radars« (SLAR) er luftbårne og anvende til overvågning og rekognoscering - primært af jordoverfladen. Optagelserne kan sendes pr. datalink - evt. via relæfly - til en overfladebaseret modtager, der løbende kan præsentere resultatet - dog med ca. 3 minutters »forsinkelse« for »Synthetic Aperture« SLAR optagelser.
Et utal af andre anvendelsesformer er mulige for radaren, herunder terræn- følgeradarer, radarafstandsmålere, ildlederadarer, navigationsradarer m.v., blot for at nævne nogle enkelte. Uanset hvilken radartype i centimeterområdet, der er tale om, må de alle nødvendigvis udsende elektromagnetisk energi. Denne energi vil altid kunne spores og vil følgelig være en risiko for systemet selv - især i relation til 80’er- nes og 90’ernes præcisionsvåben.
Taktisk anvendelse af passive radarsystemer (radiometri) i centimeterbåndet til overvågning af inhomogene mål på en homogen elektromagnetisk baggrund eller omvendt, må anses for en teknologisk mulighed indenfor en overskuelig årrække - måske i 90’erne - som en fortsættelse og udvidelse af en naturlig udvikling indenfor millimeterbåndet. Det kan især få interesse i relation til havområder, herunder også mindre områder, som f. eks. Østersøen, Vesterhavet etc.
 
Radarsystemer i millimeterbåndet.
Udviklingsmæssigt - og dermed også anvendelsesmæssigt - har man i 70’erne taget stadig kortere bølgelængder i brug til aktive sensorer, et kontant resultat af halvlederteknologiens udnyttelse. Denne udvikling vil fortsætte, således at det må antages, at den øvre del af millimeterbåndområdet er taget i anvendelse i midten af 80’erne. I praksis vil dette medføre fremstilling af ganske små letvægtsradarsystemer.
En sådan millimeterbølgeradar (milliradar) med eksempelvis en skærmdiameter på 10 cm og en total længde på 30 cm vil komme til at veje omkring 3 1/2 kg - måske mindre - et forhold, der gør disse systemer velegnede til indbygning i missiler, ubemandede fly etc. samt naturligvis til mandbårent udstyr. En relativ smal »pencil-beam« gør sådanne radarer velegnede til målfølgning, afhængig af båndområdet dog på forholdsvis korte afstande, f.eks. ca. 20 km, hvilket må anses for tilstrækkeligt, dels i relation til et missils afsluttende flyvefase og dels i relation til et avanceret luftværnsmissilsystems lavdækningsmuligheder. Yderligere vil kun det »belyste« mål være i stand til at erkende radarens tilstedeværelse, henset til disse systemers udstrålingskarakteristika.
I kraft af opløsningsevnen er radarsystemer i millimeterbåndområdet nødvendige for at kunne erkende og fastholde stadigt mindre målobjekter, et forhold, der for alvor vil trænge sig på i slutningen af 80’erne og naturligvis især op igennem 90’erne.
Millimeterbåndet kan opfattes som et kompromisområde, hvor de »gamle« centimeterbåndsradarsystemers fordele afstandsmæssigt - gennemtrængelig- hed i tåge, dis, røg, regn etc. - er delvis bibeholdt, medens de elektrooptiske systemers opløsningsevne til en vis grad også kan opnås. Set i radarperspektiv (cm og mm båndene) må millimeterradarer følgelig antages at blive et nødvendigt og væsentligt supplement til centimeterbåndsradarer i relation til luftværnsmissilsystemer, medens de vil få en selvstændig funktion som aktive søge- og målfølgningssystemer, eksempelvis i missiler - koordineret og kombineret med andre sensorer.
Aktive milliradarer må som nævnt antage at få deres væsentligste udviklingsperiode i 80’erne, og selv om denne udvikling naturligvis vil fortsætte i 90’erne, må det forudses, at andre forhold vil spille ind. Millimeterbåndområdet er nemlig velegnet til anvendelse rent passivt, d.v.s. at radaren kun fungerer som modtager. Populært kan det siges, at radaren modtager og måler det elektromagnetiske støjniveau, der igen kan opfattes som »beslægtet« med et objekts emissionsevne, såvel som dets termiske og reflektoriske »temperatur« (radiometri). Med en forbedret teknologi, der må formodes at være tilstede i 80’erne, vil det være muligt at opnå omtrent samme resultat med en passiv radar, som med en radar, der er aktiv - udsender energi. 198
Disse forhold vil naturligvis medføre en række umiddelbare fordele, f.eks. at sensoren er vanskelig at konstatere og målet derved ikke kan vide, at det er opdaget. At der ikke kan opstå interferensproblemer og at strømforsyningsproblemet begrænses er andre umiddelbare fordele. Negativt set vil målsignaturerne blive ukontrollable ligesom i de elektrooptiske båndområder og signalerne følgelig forholdsvis svage. Dette udlignes dog ved større følsomhed i modtagesystemet.
På basis af den forudsigelige udvikling vil de samme milli-radarer både kunne anvendes aktivt og passivt, hvilket kan have betydning i relation til elektronisk krigsførelse. Også den smalle »beam«, der vil være kendetegnende for disse radarsystemer, er en fordel i den forbindelse.
 
Det infrarøde spektrum.
Selv om det infrarøde spektrum omtrent har de samme transmissionsegen- skaber i atmosfæren, som det visuelle spektrum, så indebærer det dog visse åbenbare fordele, f.eks. anvendelighed om natten. Dele af spektret er delvis blokeret af dæmpningsfaktorer som vanddamp, kuldioxid, ilt og ozon, men der levnes dog væsentlige »vinduer« i spektret, som er velegnede både til overvågning og målfatning.
Et infrarødt billede gengiver primært fordelingen af egenudstrålingen fra de enkelte objekter eller områder og adskiller sig fra det visuelle billede ved mere diffuse konturer og en grovere struktur. Det hænger naturligvis sammen med båndområdets opløsningsevne og varmediffusionsproblematikken mellem de enkelte objekter. Ligesom et TV-udstyr i det visuelle område kan betegnes som multispektralt, således har man TV-lignende udstyr, der multispektralt kan anvende det infrarøde båndområde - en teknologi, der hastigt forbedres. I slutningen af 80’erne må det antages, at det infrarøde båndområde får væsentlig betydning - i takt med den teknologiske »forfinelse« af udstyrets kapacitet. At der samtidigt skal tages højde for en tilsvarende udvikling af modmidler, kan kun betragtes som naturligt. Sådanne modmidler kan eksempelvis bestå af chaff, måske i form af luftarter, der kan blokere ovenanførte »vinduer«.
Nutidigt er det muligt at fastslå meget små t emper atur variationer, f.eks. ved hjælp af FLIR-systemer (Forward-Looking-Infra-Red), der gengiver et TV-lignende billede. FLIR-systemet består af en optisk sektion, som fokuserer den infrarøde energi ind i et detektor sy stem, hvor temperatur for skellene konverteres til elektroniske impulser, forstærkes og vises på en TV-skærm. Et nutidigt problem er fokusering på bestemte områder af interesse, idet det her er nødvendigt at anvende flere separate optiske systemer.
IRLS-systemer (Infra-Red-Line-Scanner) fokuserer emissionen ind på en infrarød detektor i optageren ved hjælp af et roterende spejl. Billedet opbygges linie for linie i flyveretningen. Billedet kan præsenteres på en fotografisk film og/eller optages på magnetbånd.
LLLTV-systemer (Low-Light-Level-Television) består grundlæggende af et TV-kamera, som er i stand til at forstærke lys i det synlige spektrum såvel som i den usynlige »røde« del af den spektrale region og transformere sidstnævnte til synligt lys på en TV-skærm - en kombination af det infrarøde og det visuelle spektrum.
LLLTV-kameraer gør det muligt at. skelne terrændetaljer og mål under meget dårlige lysforhold. Yderligere er der udviklet et aktivt LLLTV-udstyr, idet en laser-illuminator forstærker den reflektoriske effekt. For at give et indtryk af det infrarøde spektrums betydning synes det hensigtsmæssigt at berore nutidige muligheder. IR-overvågning vil kunne afsløre f.eks. olie på havoverfladen, fordi emissionsfaktoren for vand og olie er forskellig. Ved et skibs bevægelse i vandet vil underliggende vandlag føres op til overfladen, hvilket medfører temperaturforskelle, der IR-mæssigt kan registreres som en »kølvandsstribe«.
Det siger sig selv, at et skibs varmeudstråling kan betragtes som ekstrem i forhold til de her nævnte forhold. Lidt dramatisk kan det siges, at et skib vil virke som et »fyrtårn« i forhold til havoverfladen, og - populært sagt - vil kunne ses IR-mæssigt på samme afstand som et sådant. Det er naturligvis skibets maskine motor, der er den primære faktor i den forbindelse, selv om det vel også bor bemærkes, at eksempelvis varmeudstråling fra overbygning, skrog, radarantenner og specielt gennem glas, herunder fra koøjer, broen eller lignende, i 80’erne vil blive afgørende målfølgningsfaktorer. Set i et fremtidsperspektiv kan det generelt siges, at krigsskibes ydre temperatur nøje skal svare til temperaturen i havoverfladen for at undgå målfølg- ning fra sensorer i IR-området. At det ikke hindrer målfølgning i andre båndområder, er en anden sag. Observationsmæssigt må temperaturforholdene i relation til kølvand ligeledes reguleres.
Termodetektorer og fotondetektorer omfatter de to grundlæggende udviklingslinier indenfor IR-sensorer. Termodetektorer fungerer generelt ved måling af detektorelementets bestrålingsafhængige temperaturændringer. Det der imidlertid for alvor har bragt IR-sensorerne med ind i fremtidens avancerede militære udstyr er fotondetektorerne, der i stedet for at måle et elements temperaturændringer bygger på princippet om, at elektromagnetisk energi, der absorberes, »opløfter« elektroner til et højere energiniveau. Derved ændres de elektriske egenskaber i detektormaterialet, et forhold der umiddelbart er måleligt.
Det siger sig selv, at måling af temperaturforhold i et element er en langsommere metode end måling af elektriske egenskaber i et detektormateriale på grundlag af elektroners energiniveau. Generelt kan det vel siges, at førstnævnte måling måske varer et millisekund, medens sidstnævnte kan vare ned til 10~9 sekund. Termiske detektorer kan dog ikke som helhed betragtes som langsomme, idet f.eks. en pyroelektrisk detektor vil kunne konstatere en laserudstråling på mindre end 10-6 sekund.
Pyroelektriske detektorer er vel nok det termiske system, der har størst mulighed for videreudvikling i fremtiden. Funktionen er den, at en ændring af detektorens temperatur forårsaget af stråling, ændrer polariseringen, som igen ændrer potentialforskellen over materialet. Pyroelektriske detektorer kræver ikke køling, hvorfor de også af den grund kan tænkes at blive interessante i forbindelse med en mosaikagtig sammenbygning af mange detektorer, hver for sig forsynet med enkeltchips signalbe- handlingskredse etc. Sådanne systemer vil antagelig blive aktuelle i slutningen af 80’erne og skulle fremstillingsmæssigt have mulighed for væsentlige forenklinger i forbindelse med VLSI teknologi (Very Large Scale Integrated Circuits).
Det er dog indenfor de hurtige og følsomme fotondetektorer, at de største fremtidige muligheder forekommer. Nye detektormaterialer - 4. generations- materialerne kan forventes i første halvdel af 80’erne - kombineret med LSI teknologi (Large Scale Integrated Circuits), VLSI teknologi og måske endnu mindre, vil skabe eminente IR-sensorer i slutningen af 80’erne, der i opløsningsevne vil nærme sig grænserne for det maksimalt mulige - altså stort set ligne TV-billedet (ikke at forveksle med LLLTV). Mosaikelementer på mere end en million detektorer (VLSI) vil være operative omkring 1990.
Mosaiksystemer af denne art vil være særdeles effektive, endog på yderst vanskelig baggrund, henset til at følsomheden øges med en faktor, der er lig kvadratroden af antallet af detektorer, naturligvis forudsat, at billedfeltet ikke øges. Da disse systemer er passive, vil de være to-dimensionelle (2D- systemer) i modsætning til 3D-radarer. Mulighed for automatiseret afstands- måling foreligger dog, f.eks. ved brug af laser eller milliradar. 
Hver enkelt detektor i et sådant »milliondetektor-system« vil være forsynet med enkeltchips signalbehandlingsdatamat (VLSI), ligesom systemets forskellige funktioner af strategisk/taktisk art vil være styret af mikrodatamater og hukommelseskredsløb af dertil afpasset kapacitet.
På mere end én måde kan det siges, at man forsøger at nå frem til det menneskelige øjes »funktion« og kapacitet - blot indenfor det infrarøde spektrum - uden afstandsbedømmelse og med elektronisk »scanning« i stedet for øjets bevægelser.
Det nævnte »milliondetektor-system« vil indenfor den givne tidshorisont blive meget kostbart. Ligesom for centimeterbåndsradaren vil der blive tale om en teknologisk koncentration, hvorfor sådanne systemer primært vil blive anvendt af store nationer. Prismæssigt vil de være utilgængelige for små nationer - og formentlig også taktisk uanvendelige. Igen er vi stødt på skillevejen mellem store og små nationer. Selv om der måtte være ønske herom, så ville der formentlig kun være mulighed for at anskaffe så få flybårne systemer af denne type, for en lille nation - i hvert fald indtil rundt regnet midt i 90’erne - at de i højere grad ville forøge et forsvarssystems sårbarhed end give egentlige fordele, på grund af det begrænsede antal, der vil kunne anskaffes.
Nutidige FLIR-systemer giver et ganske godt indtryk af basis fra 70’erne. De består grundlæggende af 30 til omkring 300 enkeltdetektorer arrangeret i flere rækker, der mekanisk, ved parallel- eller serieafsøgende bevægelser af hele antennesystemet, afsøger fastlagte vinkel/højdebetingede områder.
Nu er FLIR-systemer imidlertid hovedsagelig overvågnings-, rekognoscerings- og måludpegningsværktøj, beregnet til at blive »spændt for« de menneskelige sanser. Netop de menneskelige sanser, såvel som hjerne, har væsentlige begrænsninger i relation til antallet af informationer, der kan »kaperes« indenfor en given tidsmargin. Allerede nutidigt er mængden af informationer, der kan uddrages fra et sensorbillede, så stort, at det er nødvendigt at tilkoble minidatamater, som kan uddrage essensen af det der kan ses og det der sker. Ved hjælp af »pile« eller andre symboler på skærmbilledet anvises på den måde objekter med speciel eller afgrænset elektromagnetisk udstråling eller objekter, der bevæger sig.
Selv de forholdsvis enkle IR-systemer, der her er tale om, vil i løbet af 80’erne blive i stand til at uddrage så mange informationer, f. eks. fra en flybaseret overvågning eller rekognoscering, at det vil være et stort spørgsmål, om et menneske overhovedet vil kunne følge med på nødvendig minut-til-minut basis. Det må påregnes, at datamater skal udføre det meste af et sådant arbejde.
Det øgede »informations-flow« skyldes ikke alene måden, hvorpå forskellige detektorer eller sensorer sammenkobles, men i lige så høj grad effektivisering af de enkelte dele i et sensorsystem. Miniaturiseringen af de elektroniske komponenter i systemerne er naturligvis en væsentlig faktor, men langt fra altafgørende. For IR-sensorer drejer det sig lige så meget om udvikling indenfor infrarødt transparente glastyper, optiske modulationssystemer, filtersystemer til begrænsning og fastlæggelse af bestemte bølgelængdeområder etc., som det drejer sig om forstærkning af de yderst svage signaler og i øvrigt signalbehandling som helhed. Eksempelvis kan betydningen af IR-transparens belyses i relation til IR- søgende missiler.
IR-missilnæser beskyttes af transparente »domeglas«, som kan bestå af specialslebne kisel- eller galliumarsenid-typer. Der findes nutidigt dog mere end 150 forskellige »glastyper« at vælge imellem og det kan forventes, at 80’erne vil bringe dette antal op på måske 500 - hver især med specielle egenskaber, alt efter hvilke IR-båndområder missilet skal operere indenfor. På grund af gnidningsmodstanden i forbindelse med luftens molekyler sker der en opvarmning af missilets næsesektion. Det siger sig selv, at denne opvarmning frembringer energi i IR-området, hvilket igen kan skabe interferens i forhold til målets energiudsendelse. Det er altså ikke alene IR-detektoren, der skal køles, men også det beskyttende IR-transparente »domeglas«.
Bl. a. dette forhold sætter grænser for et missils hastighed. Indtil slutningen af 70’erne blev denne grænse anset for at ligge omkring 4.000 km/t, men udvikling af nye »domeglas« samt formentlig nye kølesystemer skulle for nærværende gøre det muligt at bibeholde maksimum transparens af IR-energi i hastigheder op til 6.000 km/t. Det vil eksempelvis betyde, at f. eks. et skibs koncentrerede luftværnsmissil- system - overfor et »Sea-Skimming« IR-missil - får sin reaktionstid reduceret med så mange sekunder, at kun komplekse og kostbare fuldtud dat amat styrede forsvarssystemer vil have en chance.
Som det fremgår af ovennævnte, er det efterhånden ganske små ændringer udviklingsmæssigt, der skal til, for at ændre forholdene og de taktiske situationer i øvrigt. En generel beskrivelse vil finde sted i et senere afsnit om gennembrudsteknologiske muligheder.
Laser-energi (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) frembringes ved at tvinge atomer eller molekyler i et stof ind i en unaturlig energitilstand, d.v.s. »hæve« dem op i et højere energiniveau. Normaltilstanden opnås ved afgivelse af den tilførte energi i form af elektromagnetisk energi. Det enkelte stof afgiver elektromagnetisk energi af en ganske bestemt bølgelængde, som forstærkes ved en såkaldt resonator, og derefter udsendes som en laser-stråle.
Lasertyper er entydigt bestemt ved angivelse af stoffets navn eller sammensætning, f.eks. Helium-Neon-Laser, Yttrium-Aluminium-Garnet-Laser (YAG-Laser), Gallium-Arsenide-Laser (GaAs-Laser), CO2-Laser ect. Sidstnævnte stammer fra omkring 1963 udviklingsmæssigt, men kan vise sig at være praktisk anvendelig i forbindelse med såkaldte »strålevåben«. En sådan udvikling kan dog næppe forventes før slutningen af 80’erne. Emnet vil blive nærmere berørt i et senere afsnit om gennembrudsteknologi.
En anden ganske spændende udviklingslinie er halvleder-laser’en, som dog kun har et begrænset »output« energimæssigt. Disse systemer er meget små og kompakte og kan anvendes dels i kommunikationsøjemed i forbindelse med fiberoptik og dels som gyroskoper.
Laser-gyroskoper er uden bevægelige dele og i øvrigt særdeles nøjagtige, hvilket har betydning i relation til f. eks. et missil, der bevæger sig over vand. Sådanne gyroskoper vil blive billige i forhold til mekaniske systemer af samme art.
Laser’ens militært anvendelige båndområder strækker sig fra det infrarøde over det visuelle og det ultraviolette bånd. Sædvanligvis foretrækkes de visuelt usynlige båndområder. En laser anvendt til afstandsmåling, målfølgning etc. kan funktionsmæssigt direkte sammenlignes med en radar. Af samme årsag vil en betegnelse som laser-radarer eller submilli-radarer være rimelig, bortset fra at forkortelserne derved bliver uhensigtsmæssige. Det ville måske være rimeligere at anvende benævnelsen SEDAR, svarende til »Submillimeter Electromagnetic Detection and Ranging«.
Laser’ens udviklingsmuligheder i 80’erne og 90’erne ses ikke at afvige væsentligt fra radarsystemerne. Tilbage til Vietnamkrigen kendes princippet om »belysning«af et mål fra en laser, hvorefter en passiv modtager i et våbensystem - bombe, missil etc. - »låser« på den tilbagekastede energi fra målet og derfor kan ramme dette med stor sikkerhed. Datidigt lidt af en opreklameret sensation, bl. a. fordi princippet på det tidspunkt havde været kendt i mange år, blot med en almindelig radar som »belysningskilde«.
Lasersystemer er allerede nutidigt løbet ind i problemer i relation til elektronisk jamming. Optrapningen er også her i fuld gang - midler kontra modmidler - men ligesom milliradarsystemerne har lasersystemerne fordelen afen ekstrem smal »pencil beam«. 
Det kan forventes, at laser-systemerne - i det samlede mønster - i løbet af 80’erne vil »falde på plads« blandt de øvrige, sensorer - formentlig i »nærheden« af milliradarsystemerne.
 
Det visuelle spektrum.
Lasersystemer er netop omtalt under det infrarøde spektrum, hvorfor den generelle kortfattede beskrivelse af systemer indenfor det visuelle spektrum vil blive begrænset til television-systemer (TV).
Sådanne systemer består af avancerede TV-kameraer, normalt i ministørrelse, monteret i et specielt drejeligt ophæng i f.eks. bemandede/ubemandede fly eller missiler. Overfladebaserede systemer svarer hertil. Opløsningsevnen (raster scan) er betinget af mindst 525 TV-linier for at sikre måldetektering på en afstand (slant range) af 7 km. Såkaldte »return-beam-video« kameraer frembringer TV-billeder med udmærket opløsningsevne.
 
Det ultraviolette spektrum.
Dette spektrum er interessant i relation til kraftige varmeudladninger, f. eks. fra kanonskydning, raket- og missilmotorer etc. Synsvidden i UV-båndet er relativt kort i sammenligning med IR-båndet og det visuelle båndområde. UV-båndet giver dog gode muligheder for at fastlægge aktive artillerienheders m. fl. placering i et kampområde. »Låsning« på korte UV-glimt med missilsensorer vil være gennemførligt i 90’erne.
Som et kuriosum kan det nævnes, at også ozon-detektorer kan finde anvendelse i relation til UV-spektret, på grund af, at UV-energi reagerer med luftens ilt og danner ozon. Dermed kan det hævdes, at ozon - som lugt betragtet - bevæger sig med lysets hastighed, eller rettere overføres med lysets hastighed.
 
Sammenfattende skitsering af de nære fremtidsperspektiver indenfor sensorteknologien.
Trods de ganske væsentlige fremskridt, der kan forventes indenfor sensorteknologien i de nærmeste 15-20 år, så er der intet i denne udvikling, der indikerer andet end en forbedringsteknologisk linie. Anvendelsen af integrerede kredse - LSI, VLSI m.v. - ændrer ikke på det forhold.
Udviklingen indenfor sensorteknologien vil imidlertid på flere måder medføre ændrede perspektiver:
  • hidtil ukendte ovevågnings-, rekognoscerings-, målsøge- og målfølge- muligheder.
  • sensormæssig jævn fordeling over hele det militært anvendelige båndområde.
  • ændret prioritering i retning af øget brug af passive sensorsystemer.
  • anvendelse af flere - og samtidigt mindre - systemer.
Alt ialt betyder denne forbedringsteknologiske udviklingslinie, at grundlaget for at vurdere en angribers styrker og hensigter bliver væsentligt bedre, fordi det ikke vil være muligt for en angriber at skjule de enkelte enheder. Målprioriteringen vil, med det rigtige overvågnings- og rekognosceringsapparat, nærme sig fuldkommenhed.
Sådanne systemer opbygges imidlertid ikke fra dag til dag og trods det indlysende faktum, at præcisionsvåben såvel som afstandsfaktorer i stadig større omfang kommer til at spille en rolle, synes der ikke i Vestens mindre nationers forsvarssystemer at være en målrettet interesse for at skabe et nuanceret velafbalanceret fremtidsorienteret overvågnings- og rekognosceringssystem. Det kan blive den eneste mulighed for at anvende de få våbensystemer, der i fremtiden vil blive råd til at anskaffe, på effektiv vis.
I stedet synes interessen at samle sig om at forsvare »gammeldoktrinære opfattelser« imod angriberens formodede præcisionsvåben, altså selvforsvarssy- stemer i relation til de kendte våbenplatforme - skibe, fly og kampvogne - og disses baser.
Den tilsyneladende manglende interesse for den sensorteknologiske udvikling - når man ser bort fra de komponenter, der kan tilknyttes og affyres fra våbenplatformene - er så meget mere forbavsende, når det betænkes, at sensorteknologien er basis for de præcisionsvåben, der i stadig højere grad presser sig på, sammen med endnu en forbedringsteknologisk udviklingslinie - mi- niaturisering af elektroniske komponenter og deraf følgende integrerede systemer, der igen kan anvendes i automatiseringsprocesser overalt i et lille lands forsvarssystem.
 
PDF med originaludgaven af Militært Tidsskrift, hvor denne artikel er fra: PDF iconmilitaert-tidskrift_108_aargang_apr.pdf

Litteraturliste

Del: