De bekendste passieve IR-toepassing is de zoekkop (seeker head) van een hittezoekende raket — van schoudergelanceerde MANPADS tot moderne lucht-luchtraketten. De zoekkop moet één ding heel goed kunnen: de warmte van het doel vinden, vasthouden en omzetten in stuurcommando's (§ 9.7.2) — terwijl de tegenstander met flares (§ 11.8) en DIRCM (§ 11.9) probeert hem te misleiden. Hoe een seeker dat doet, bepaalt zijn generatie.
Types/generaties seekerkoppen (MANPADS)
IR-zoekkoppen zijn in vier generaties geëvolueerd, elke generatie als antwoord op de tegenmaatregelen van de vorige. De ontwikkeling is goed te volgen aan MANPADS:
| Gen. | Techniek | Kenmerken | Voorbeelden |
|---|---|---|---|
| 1 | Ongekoeld/gekoeld PbS, spin-scan reticle, MWIR/NIR | alleen tail-chase (achteraanzicht, hete uitlaat); zeer gevoelig voor flares en de zon | SA-7, Redeye |
| 2 | Gekoeld, conical-scan | nauwkeuriger, deels all-aspect, iets betere flare-afwijzing | SA-14, vroege Stinger |
| 3 | Two-color (twee banden, bijv. IR + UV), rosette-scan | all-aspect (ook van voren), goede flare-discriminatie op spectrum en kinematica | Stinger (FIM-92), SA-18 Igla |
| 4 | Imaging IR (focal plane array, FPA) | "ziet" een beeld i.p.v. een puntbron; beeldverwerking, doelherkenning, uitstekende CCM | SA-24 Igla-S, AIM-9X, IRIS-T, ASRAAM |
De rode draad: elke generatie maakt het moeilijker om de seeker te misleiden. Gen 1 trapt in vrijwel elke flare; een gen-4 imaging-seeker ziet het silhouet van een vliegtuig en herkent een flare als een losse, wegvallende puntbron (§ 11.8.2). Daarom verschuift de verdediging tegen moderne seekers van flares naar DIRCM (§ 11.9).
Scan patterns van de seeker
Een niet-beeldvormende seeker heeft maar één of enkele detectoren. Om tóch te weten wáár in zijn blikveld het doel zit (en niet alleen dát er warmte is), "scant" hij het beeld — en de manier waarop bepaalt zijn nauwkeurigheid en jam-bestendigheid:
- Spin-scan: een ronddraaiend reticle (een soort gecodeerde "molen") moduleert het doelsignaal in amplitude (AM). Uit die modulatie volgt de richtfout. Nadeel: een doel pal op de as geeft weinig signaal (de seeker is daar "blind"), en een continue IR-bron (flare/jammer) kan de modulatie eenvoudig nabootsen.
- Conical-scan (con-scan): de kijklijn nutateert in een kegeltje rond de as. Dat geeft een frequentie-achtige (FM) foutmeting die nauwkeuriger is rond het midden en lastiger te jammen.
- Rosette-scan: de detector trekt een rozet-vormig spoor over het blikveld en bemonstert zo bijna het hele beeld — een quasi-beeld waarmee het doel van de achtergrond én van flares te onderscheiden is.
- Staring FPA (imaging): een 2D-detectormatrix kijkt continu naar het hele blikveld; geen mechanische scan meer nodig. Beeldverwerking levert de richtfout én doelherkenning — de gen-4-aanpak.
FOV en FOR
FOV is wat je op dit moment ziet, alsof je door een rietje kijkt. FOR is alles wat je kunt zien door je hoofd te draaien.
In de praktijkDe seeker van een MANPADS heeft een smal FOV: de schutter moet de buis ongeveer op het vliegtuig richten en wachten op de lock-toon voordat hij vuurt. In een modern gevechtsvliegtuig kan de seeker van een IR-raket met het helmvizier van de vlieger worden meegestuurd: hij kijkt dan ver opzij, dus een groot FOR.
Twee begrippen die je bij elke seeker (en elke EO/IR-sensor) tegenkomt — en vaak verward worden:
- FOV (Field Of View, blikveld): de hoek die de seeker op dit moment ziet — de "kegel" van de detector. Een smal FOV geeft hoge gevoeligheid en resolutie, maar ziet maar een klein stukje lucht.
- FOR (Field Of Regard, kijkbereik): het totale gebied dat de seeker kan bestrijken door zijn FOV rond te bewegen (zie gimbal, § 6.6.4). De FOR is veel groter dan de FOV.
Ezelsbruggetje: FOV = waar je nú naar kijkt; FOR = alles waar je naar kúnt kijken door je ogen/hoofd te draaien. De seeker beweegt zijn smalle FOV door de grote FOR om een doel te zoeken en, eenmaal gevonden, te blijven volgen terwijl raket en doel manoeuvreren.
Gimbal
Hoe beweegt de seeker zijn FOV door de FOR? Met een gimbal: een cardanische ophanging (meestal twee assen — pitch en yaw) waarop de optiek/detector draaibaar zit. De gimbal doet drie dingen tegelijk:
- Zoeken: de smalle FOV door de FOR sturen tot het doel gevonden is.
- Volgen: de kijklijn op het doel gericht houden terwijl de raket draait en stuurt — de gimbal ontkoppelt het kijken van de rompbeweging van de raket (anders zou het beeld alle kanten op slingeren).
- Richtfout leveren: de hoek tussen kijklijn en raketas voedt de geleidingswet (proportional navigation, § 9.4).
De gimbal heeft mechanische eindstanden: het gimbal limit (look-angle limit). Manoeuvreert het doel buiten die hoek — bijvoorbeeld een scherpe bocht vlak langs de raket — dan kan de seeker het niet meer volgen en breekt de lock. Een hoge gimbal-limit (groot FOR) en snelle gimbal maken een raket veel wendbaarder tegen ontwijkende doelen.
Sommige moderne seekers zijn strapdown: geen bewegende gimbal, maar een vast gemonteerde brede FPA waarbij het "kijken" elektronisch in software gebeurt. Minder bewegende delen, maar het vraagt een grote detector en zware beeldverwerking — vergelijkbaar met de stap van mechanische antenne naar AESA bij radar (§ 5.15.5).