空軍少校　王立杰
摘　要
匿蹤技術、電戰裝備的發展及反輻射飛彈的威脅，使雷達於未來戰場上偵蒐空中來襲目標時更具挑戰。偵測並辨識飛行載具所放射的紅外線特徵訊號成為另一種偵追空中目標的方式，掌握紅外線尋標器特性，並了解紅外線於大氣傳輸特質，與飛機的紅外線特徵，方能據以研擬相關抑制措施，確保任務順遂。
前　言
雷達為現今戰場上最常用來偵測、追蹤和鎖定戰機及直升機的裝備，為提高空中載具的生存性，匿蹤(stealth)成為下一代戰機必要的性能指標，即使是現役戰機，也藉由雷達吸收材料(RAM)的塗佈、武器內置攜掛等工程研改及電戰裝備的協助，希望能降低戰機的雷達截面積(RCS)，延緩為敵方雷達偵知的時機，相關設計已具良好成效，加上反輻射飛彈的威脅，使雷達於未來戰場上偵蒐匿蹤目標時更具挑戰。
相對於主動式雷達波偵測目標，因可隱藏偵測者的位置，被動式偵測更具戰術上的優勢，偵測目標所放射的紅外線(infrared, IR)訊跡為另一種偵獲空中目標的方式，凡物體高於絕對溫度零度以上，即會以熱輻射形式放出能量，瞭解紅外線於大氣環境傳遞的特性，並由複雜的環境訊號中辨識戰機及直升機的特徵(signature)，即可有效掌握敵機動態，進而摧毀進襲目標。事實上，被動式紅外線導引飛彈已被證明威脅性更勝於主動式導引飛彈，特別是恐怖組織持有的個人攜行式防空飛彈，在1967年至1993年間，被擊落的飛機與直升機中，有89%是被紅外線飛彈擊落，自1970年以來，已有40架以上的民航機被攜行式紅外線飛彈擊中，其中25架墜毀，顯示紅外線飛彈的致命性。
紅外線尋標器的特性
紅外線尋標器發展迄今，已經多種重要歷程，增加靈敏度[換言之，降低雜訊等效輻射(noise equivalent irradiance, NEI)]，日前紅外線飛彈主要使用鎵砷/鋁鎵砷基(GaAs/AlGaAs)與汞鎘碲基(HgCdTe)尋標器，工作範圍為受水氣、二氧化碳與其他大氣成分影響較小的頻段，即中波長紅外線(medium wavelength infrared, MWIR, 3-5μm)及長波長紅外線(long wavelength infrared, LWIR, 8-12μm)頻段，軍事上也利用這兩種頻段偵搜空中目標，較早期於短波長工作頻段(short wavelength infrared, 1.1-3μm)頻段工作的尋標器更為靈敏，可於更寬的頻段工作，允許全向(all -aspect)，包含對頭方式攻擊目標，且具免受火焰彈干擾特性。
相較於第一代使用未經冷卻的硫化鉛偵測器、第二代以銻化銦(indium antimonide)等材料製成的冷卻式偵測器雖提升靈敏度，但仍僅能追蹤點熱源的紅外線飛彈(如表一)，第三代紅外線飛彈使用熱影像(thermal imaging，如圖一)感測器作為尋標器，透過紅外線陣列感測器，運用電荷耦合元件(charge coupled device, CCD)讀取技術及超大型積體電路(very-large-scale integration, VLSI)進行影像處理，使第三代紅外線飛彈尋標器具更佳的信號噪訊比(signal to clutter ratio)，並具多頻段的智慧感測能力。
紅外線波長較可見光長，雖無法以肉眼觀察，但可聚焦於感測器上，感測器為熱影像系統的核心，依目標物紅外線輻射的差異產生可量測的電子訊號，經訊號處理成影像，偵測器可分為運用入射輻射的熱效應產生物性變化的溫度感測器(thermal detector)，及運用材料的光電效應來感應的光子偵測器(photon detector)兩種。熱電材料為重要的溫度偵測器，其優點為可不需冷卻，但反應速度慢，訊噪比低，但冷卻後可增加靈敏度；光子偵測器則需要冷卻，以自電子雜訊中辨識目標，冷卻方式包括對連結的不同種類金屬通電，利用珀爾帖效應(Peltier effect)製成致冷晶片的熱電冷卻法、將氮或氬氣通過狹窄噴嘴後膨脹而吸收熱量、及以壓縮機壓縮及膨脹氣體方式降溫。多數紅外線偵測器的反應及噪訊為其溫度的函數，溫度越高，反應速度越慢，噪訊越大，偵測器溫度受冷卻系統能力、周遭環境溫度及附近電子裝備產生的熱量影響，即使是不需冷卻的感測器，仍需以環控裝置將其溫度變化控制在1℃內，使用冷卻設計的尋標器，溫度變化也要在±5℃內，使偵測器輸出訊號穩定，以獲得良好影像。
自1970年代發展的第一代熱影像裝置，演進為前視紅外線系統(forward looking infrared, FLIR)或熱影像通用模組(thermal imaging common modules, TICMs)，是將汞鎘碲基光電導半導體偵測器構成矩陣，置於低溫冷卻的杜瓦瓶(dewar)內，所需操作功率大。偵測器並能以電子或機械方式掃描，獲得合理視角(field of view, FOV)，如平行掃描模式時，偵測器是以垂直於入射的輻射方向移動掃描，本類系統雖大量使用於紅外線影像裝備上，受限於杜瓦瓶內的偵測器與外部訊號處理器連接需求，使此類設計上限為使用180個偵測器，影響其解析度。
新一代的紅外線影像裝置整合焦平面陣列(focal-plane arrays, FPAs)，包含以單元、線列或2維排列的紅外線偵測器，如偵測器由單一或少量獨立元件構成，則需2維掃描以獲足夠視野，稱為線列焦平面陣列(line FPAs, LFPA)，如將偵測器以2維排列，則稱為面積焦平面陣列(area-FPAs)，陣列上的偵測器相繼掃描同一區域，以時間延遲積分(time delay integration, TDI)運算，增加噪訊比。所獲影像由延時集成電路匯出，因僅將感測器及前級處理裝於杜瓦瓶內，可裝置更多偵測器，提昇影像解析度。焦平面陣列使用技術與材料眾多，常見有適用於1.0-5.5μm頻段的肖特基能障電荷耦合元件(Schottky-barrier CCD)、中波長紅外線頻段的銻化銦電荷注入(InSb charge-injection)與涵蓋中波長及長波長紅外線頻段的汞鎘碲基等類型。
因目標物紅外線特徵、紅外線於大氣傳輸特性及尋標器工作原理等各項複雜因素，不能單以其工作頻段、冷卻系統的有無、溫度或光子感測器的使用判定熱影像系統的優劣，例如地面目標於長波長紅外線頻段輻射量大於中波長紅外線頻段，固定目標背景溫差時，因溫差造成的熱輻射差異在長波長紅外線頻段亦10倍於中波長紅外線頻段，另在低溫環境(-10℃)下，以中波長紅外線頻段工作的熱影像系統會因溫差小而充滿雜訊，且易受CO2及陽光干擾，故軍事用途多選擇長波長紅外線頻段為工作頻段，但如運用於雜訊低或量子效應高的環境，並調整系統以避開陽光反照干擾，則中波長紅外線頻段熱影像裝置也能發揮與長波長紅外線頻段熱影像裝置的效能，且大型中波長光子偵測陣列較長波長光子偵測陣列易於製造。故評估熱影像裝置優劣時，除系統功能外，亦應考量偵測器的易獲性、可靠度及成本等因素。
先進紅外線尋標器所採用的熱影像技術雖已廣泛運用於陸基及海基載台上，並具良好成效，但運用在空用武器系統上，無論是飛彈尋標器或飛機上的紅外線搜索跟蹤系統(infrared search and track, IRST)上，仍需突破相關技術問題，包含目標訊跡不明確、大氣效應變數、背景雜訊、訊號與資料處理運算邏輯、儲存及運算影像資料的處理器及大容量記憶體等，以IRST為例，如未經適當的訊號及資料處理，因廣視角及低影像更新率(約0.5-3張/秒)，近距離的飛鳥可能產生如遠距離戰機一般的訊跡。解決相關問題，須先了解紅外線於大氣傳輸特性及飛機紅外線特徵。
紅外線於大氣傳輸特性
由於開放環境中充滿各種不同的熱輻射源，需具備自複雜的背景輻射中辨識出目標的技術，方能藉紅外線追蹤目標。紅外線的波長為0.77-1000μm，涵蓋可見光與微波範圍，因大氣環境特性，目標所發散的紅外線會被大氣中數種氣體吸收，也會被懸浮顆粒(如煙霧)散射(scatter)，僅1-2.7μm、3-5μm及8-12μm等特定波長的紅外線方具較佳的穿透率(transmissivity,τ)，又稱大氣窗口(atmospheric windows)，這也是可用來偵蒐空中目標的頻段，3-5μm的波段適合高溫(約450℃)的點狀熱源輻射傳遞，8-12μm的波段適合較低溫(約17℃)的平面熱源輻射傳遞。對其他波長的紅外線而言，大氣幾乎是不透明的。
紅外線於大氣中傳遞情況主要受溫度、壓力、二氧化碳(CO2)、水氣(H2O)和臭氧(O3)濃度影響，其中水氣的影響隨高度的增加迅速減弱，約於10公里以上高度其影響性即可忽略，臭氧的效應則僅於20-30公里以上高空較為明顯，其餘大氣中的不對稱分子如甲烷(CH4)和氮氧化物雖也會影響紅外線傳遞，但影響程度並不顯著，至於因大氣中的顆粒所造成的散射效應，散射程度取決於大氣分子大小，大氣分子中少有大於0.5μm，所以對3μm波長以上的散射影響有限，對可見光及近紅外線頻段較為顯著，對紅外線的影響通常可予忽略。但在霧或霾層內的水滴大小介於0.5-80μm間，主要分佈在5-15μm，因此紅外線於雲層內穿透率較大氣差。低空時如受雲層影響，紅外線穿透率低，高空因二氧化碳及水氣濃度低，紅外線穿透情況較佳。
分別以中緯度夏天及熱帶地區為例，於5公里外觀察1-20μm間頻段的穿透率（如圖二），顯示雖有數個大氣窗口存在，但多數頻段過於狹窄無法運用，惟8-14μm間存在最寬的頻帶，波長大於l4μm以上的頻段可忽略不計。
飛機紅外線特徵
飛機所輻射的紅外線強度(intensity)不具等向性，由前方及側方觀察戰機時，紅外線源主要為機體及發動機排氣，由後方觀察時，發動機熱段成為主要熱輻射源（如圖三）。
飛機紅外線模型建立及紅外線訊跡管理除可運用於匿蹤技術外，並可為飛機及直升機設計先進紅外線抑制裝置、選擇適當機身塗料及鍍層，使機體紅外線改以適當頻段輻射，降低機體的紅外線訊號；另於任務規劃時，規劃適當路徑，降低敵方紅外線飛彈之威脅。
飛機的紅外線訊號源可分為內部熱源及外部輻射源，內部熱源包含：　發動機熱段(如尾管)；　受發動機熱傳加熱及空氣摩擦增溫的後機身蒙皮；　高馬赫數時機身蒙皮與空氣摩擦產生的高熱（如鼻錐、翼前緣和進氣道）；　出口排氣（如圖四）。直升機的紅外線訊跡則來自於　發動機排氣導管；　尋標器視角內，可直視發動機熱段(如最後一級渦輪葉片)；　受排氣加熱的尾桁結構；　出口排氣。外部輻射源包含:太陽照射(sunshine)、天空反照(skyshine)與地球反照(earthshine)。各項熱源肇因及影響分述如後：
一、內部熱源
　發動機
飛機的紅外線輻射源包含發動機、尾管、排氣與機體，因燃燒作用產生的溫度使燃氣渦輪發動機成為主要紅外線輻射源，因發動機熱段溫度常高達600-700℃，傳統追熱飛彈可於4-6公里外完成鎖定。通常噴射發動機的輻射強度依視角不同，約於100-1000W/Sr間變化。在相同推力設定情況下，渦輪發動機的紅外線強度大於渦扇發動機，而渦扇發動機的紅外線強度又大於渦輪螺槳發動機。
發動機機匣和噴口熱輻射特性如同灰體(grey body)，以全頻段輻射紅外線，對戰機而言，紅外線以灰體輻射形式發射更為致命，因易為多種紅外線偵測器分別於其工作頻段範圍內偵知。於尋標器可視範圍內，發動機內部的渦輪葉片與護焰器為主要的熱輻射源，飛機的熱輻射特性可由實際觀察及實驗得知，實驗方法包含將發動機置於試車台量測紅外線特徵，及於風洞吹試飛機縮尺模型測試。
估測發動機紅外線特徵時，工程分析上因發動機尾管形狀可簡化為空腔，視為放射率(emissivity,ε)"0.9的灰體，溫度等同於排氣溫度，以建立模型。建立飛機後機身熱輻射模型，溫度分佈視發動機操作情況而易，因相關熱傳現象以不易求解的積分─微分方程式表現而不易模擬分析。雖然因為高溫而使熱輻射效應相當重要，但計算後機身輻射源的視角係數(view factor)並不容易，簡化分析方式就商用機而言，可以最後一級渦輪葉片出口區域為分析重點，戰機則因發動機尾管長度較長，成為後機身的主要熱源，故以此為分析區域。
　後機身
相較於發動機，後機身有較大的表面積及較低的溫度，主要是受包覆其內的發動機熱傳與外部自由氣流(freestream)氣動力摩擦加熱，以及地球反照及天空反照的作用，特別是對低放射率的表面而言，主要增加8-12μm 的頻段。發動機熱段的加熱及氣動力摩擦是影響後機身溫度的因素，特別在後燃器操作時，尾管溫度幾乎倍增，後機身溫度也隨之上升約70℃（如圖五） ;在氣動力方面，低速時外部自由流體對後機身而言是散熱作用，但高馬赫數時，高速氣流反而會加熱機身，自由流體對機身係加熱或散熱作用，可由飛行高度與速度得到對照（如圖六），此現象使改變後機身與大氣間加熱或放熱的關係，即表現之熱輻射訊號係高於或低於機體紅外線特徵，機身表面的熱輻射頻段為8-14μm間。
飛機與背景之間的紅外線頻譜對比（如圖七），以無後燃器的飛機，於中緯度夏天及熱帶地區為例，負值即代表該頻段之背景熱輻射強度大於飛機，最高的對比值出現於8-12μm之間，此頻段為後機身蒙皮所產生。 
　排氣輻射(plume radiation)
飛機出口排氣主要包含水氣、二氧化碳、一氧化碳和其它固態及液態物質，其中二氧化碳為最主要的紅外線輻射物質，其餘氧、氮和氮氧化合物成分對紅外線輻射影響不大，排氣輻射來自於氣體分子震動，及其內含氣體和固體分子的熱能，因排氣長度數倍於機身長度，排氣輻射的可視範圍更大於機身，渦噴發動機與渦扇發動機排氣溫度分佈距離及溫度對比（如圖八），因渦噴發動機的紅外線放射大於渦扇發動機，渦噴發動機的排氣輻射範圍大於渦扇發動機，排氣溫度沿噴口出口方向為軸對稱分佈。實驗得知（如圖九），在無後燃器操作情況下，排氣輻射頻段集中於4.14-4.15μm 之間，因排氣內含二氧化碳的輻射，故於4.3μm 出現峰值，排氣輻射強度低於後機身及發動機 ，即使操作後燃器 ，也不會出現8-12μm 的頻段。
結合紅外線於大氣內穿透率與背景輻射頻譜，並考量　如不可視發動機尾管，則紅外線頻段主要落於3.24-4.18、4.50-4.93及8.20-11.8μm的頻段；　如可視發動機尾管，則增加1.95-2.50及2.92-3.20μm的頻段；　大氣紅外線頻段主要落於8-12μm，其他頻段較不重要；　飛機的後機身主要產生8-12μm頻段等實驗數據，評估飛機遭遇地對空追熱飛彈威脅之脆弱性，可知在8-12μm頻段操作的全位向飛彈將具最大威脅。（圖十）顯示一架以0.8馬赫飛行的飛機，遭距離5公里，水平方向後120°的紅外線飛彈鎖定，後機身及尾管均為尋標器可視的狀態，紅外線訊號在1.95-2.5μm、2.92-3.20μm、4.50-4.93μm及8.2-11.8μm可視。
增加發動機旁通比或使用隔熱材料可降低發動機機匣溫度及紅外線輻射，降低機體表面的熱輻射則可於機身蒙皮施以表面處理或使用適當塗料及鍍層等，如無法冷卻暴露的高溫蒙皮或發動機，為抑制紅外線飛彈，可以機身或機翼遮蔽出口排氣，或將尾管設計於機翼上(如B-2)，以限制飛彈尋標器可視角度。但遮蔽的結構物易受排氣加熱增溫，發散8-14μm的長波長紅外線輻射，故需謹慎設計。
二、外部輻射源
以往對飛機與直升機紅外線訊號的研究多僅著重於其內部熱源如發動機熱段、尾管及空氣摩擦產生的溫度等，隨飛彈的紅外線尋標器靈敏度增加，外部熱源所造成的輻射也開始受到重視，影響外部熱源所造成之反射輻射值的變數包含飛機外型尺寸、蒙皮表面性質、高度及姿態等，計算因地球反照、陽光及天空反照被飛機機身反射的輻射能量，可將機身簡化為散射(diffuse)灰體表面，則感測器可接收到的紅外線強度為：

表因地球反照、陽光及天空反照的入輻射量(irradiance)，
為飛機與感測器之間直線距離的大氣穿透率
為飛機機身放射率
為飛機與感測器之間的頂角(zenith angle)
為飛機與感測器之間的立體角(solid angle)
各項輻射源產生效應分述如後：
　陽光：計算陽光照射於機身後的反射情況，可假設太陽為溫度6000K的黑體(black body)，並受　大氣穿透率；　太陽、飛機與感測器間的相對角度；　反射體形狀；　表面反射率等因素影響，飛行高度越高，陽光的效應越顯著。通常太陽照射將使靠太陽面的機身蒙皮溫度上升5℃，低飛於地面溫度高的環境時，易使機身與地面的熱對比近似。由（圖十一）（左）得知太陽光於地表在第一代尋標器工作頻段1.9-2.9μm間有明顯反射，故太陽反射將增加飛機的紅外線訊跡，（圖 十一）（中）（右）說明3-5μm間的反射強度大於8-12μm間的強度，後者的強度僅有前者的2%。考量尋標器的噪訊比，工作頻段在8-12μm間的尋標器不易受日夜間環境影響，但在3-5μm及1.9-2.9μm操作的尋標器於日間易受環境干擾。
　天空反照：大氣在紅外線訊跡上扮演重要的角色，尋標器藉目標與背景間對比的差異辨識目標。由（圖十二）可知天空反照在8-12μm頻段的強度大於3-5μm頻段，特別在低高度時更為明顯，飛機上部蒙皮的入輻射量為高於飛行高度的大氣天空反照造成，機身下部蒙皮的入輻射量為低於飛行高度的大氣天空反照及地球反照總和，天空反照於5公里以下高度較為顯著。
　地球反照：因地面溫度產生的輻射及日間地面對陽光反射的紅外線總量，被低空飛行的飛機表面反射後，為紅外線偵測器蒐集到的能量，即為地球反照，在3-5μm的頻段內，地球輻射對飛機的紅外線訊跡較無明顯影響，但在8-12μm頻段內地球反照對低空飛行的飛機與直昇機的紅外線特徵即有著重要影響，地球表面輻射強度受諸多因素影響，包含植被、水體類別（如湖、海）、溫溼度、泥土或岩石種類，此外，影響灰體輻射量的參數放射率ε，農地放射率約為0.95，泥土表面約為0.93。地球反照於3公里以下高度作用較為明顯。
飛機於紅外線飛彈威脅下生存性評估
因紅外線僅於大氣窗口的特定頻段具良好穿透率，故紅外線尋標器也設計於此頻段內工作，同時，環境的背景輻射也存在於大氣中，故紅外線尋標器的最遠偵測距離取決於其NEI及目標與環境的紅外線對比　。
評估戰機遭遇可能的紅外線飛彈攻擊時可安全飛行的包線決定於尋標器的NEI　，如（圖十四）所示，對應於不同速度及高度，戰機不被偵測的安全區域可用戰機發射的紅外線強度及紅外線偵測器的NEI預估，相關資料可作為匿蹤戰機設計的依據。當戰機在其紅外線強度等於NEI以上的區域表可安全飛行，如偵測器技術突破，降低NEI值，則NEI曲線會上升，減少安全飛行區域。較低熱輻射值的發動機則可降低NEI值，兩曲線之間的區域即為不同類型發動機所能增加的安全包線。
紅外線反制技術(IR countermeasure, IRCM)
隨著紅外線導引飛彈命中率及殺傷率的提升，凸顯飛機紅外線反制技術的重要性，包含了被動式（如紅外線抑制技術）及主動式（如投擲誘標或干擾尋標器）兩種反制技術。相較於定翼機，直升機因飛行高度較低、速度慢，限制其機動性，易受紅外線導引武器的攻擊，故最早相關反制技術是運用於直升機上，惟因反反制技術 (counter-countermeasure, CCM)的發展，配備相關反制裝備仍無法完全避免飛行載具遭紅外線飛彈擊中。
一、被動抑制技術
以被動方式降低紅外線裝置的原則為：　降低各方向紅外線訊跡；　在最小的靜壓損失下維持發動機性能；　最小重量損失；　最小經費需求及系統複雜性；　裝置後不至增加RCS或噪音等其他方面訊號。在工程上包含單一或混用以下設計：
　發動機設計：包含噴口形狀變更、尾管外型調整及其他附加裝置。因大部分發動機熱部組件會被非軸對稱噴口硬體遮蔽，使其紅外線輻射較軸對稱噴口低，加強熱氣流與周遭大氣的混合情況，可降低噴流紅外線訊號，非對稱的2維楔形噴口即具此特點，另於噴口上切割60°的槽口，增進噴流與大氣混合，可縮短噴流內最高溫度長度33%，並可減少二氧化碳分壓，降低紅外線訊號於4.3μm的強度。相同概念設計的噴口還有皺紋狀表面的噴口、波瓣或扇貝形邊緣噴口及鋸齒狀邊緣噴口等，其中皺紋狀表面的噴口還具有降低噪音的功能。
　降低最高排氣溫度：此可藉由修調發動機設計達成，增加發動機出口熱氣流與大氣氣流混合情況，並降低排氣中二氧化碳分壓，減少紅外線輻射值。另可將混有鋁、鎂、鎂-聚四氟乙烯 (magnesium-polytetrafluroethylene)、碳等固態分子的脫融性(ablation/melting)材料至於排氣通過的結構上，藉調整添加金屬種類、組成與密度，改變排氣輻射強度。降低排氣輻射的方法還有注入碳顆粒或水蒸氣於排氣中，遮蔽排氣噴流而降低其輻射強度，另發動機旁通比(bypass ratio)也會影響排氣輻射，研究顯示，旁通比自0至1間變化，可快速降低排氣溫度，旁通比自1以後的增加，對排氣溫度的降幅較小。另提升循環效率，降低燃油消耗率與較低的熱量釋放，也可達到降低紅外線訊號的目的。實際上，因應戰機性能提升，各項先進材料及散熱技術運用於發動機工程研改上，提高渦輪葉片極限溫度，增加發動機推力，卻也使發動機出口溫度提升，恰與此項需求背道而馳。
　調整機身溫度，使之與週遭環境對比近似，機體表面加熱/冷卻都是希望將飛機與環境的熱對比降到最小，實際上，加熱方面的需求較少，冷卻因氣動力摩擦而升溫的蒙皮，特別是在高馬赫數時，則可縮短被熱影像裝置偵測到的距離，在現代戰場上這是相當重要的優點，相關設計包含於機身蒙皮內以熱管冷卻(heat pipe cooling)、液體蒸發冷卻(liquid evaporative cooling)及熱電偶(thermocouple)3種方式。熱管是高性能的熱導體，其基本形式為一封閉容器，內裝能蒸發的流體，和同樣大小的實心銅棒相比，熱管能以數千倍於銅棒的速率傳遞能量。蒸發冷卻利用液態介質的汽化吸熱的原理來冷卻機身蒙皮。熱電偶則可將電能轉換為溫度梯度，藉調整通過熱電偶的電壓，加溫或冷卻蒙皮，使之與周遭環境溫度一致，達到紅外線偽裝的目的。
　放射率最佳化：機身放射率為另一影響機身輻射強度的參數　，此參數取決於蒙皮之物理與化學性質，多數的紅外線抑制設計會對飛機性能有所影響，如阻力、雷達截面積增加或推力損失等，而放射率最佳化為一不致降低飛機其他性能的設計，在機身表面塗上可降低3-5μm和8-14μm頻段間的放射率，而於其他頻段放射率高的塗料，使機體的熱輻射頻段落於大氣窗口外，達到紅外線偽裝的目的，調整機身放射率於0與1之間變化，可使被鎖定距離在3-5μm頻段間幾乎倍增，8-12μm頻段間距離更加顯著（如圖十五）。
　減少機身表面反射率(reflectivity)，減輕陽光、天空反照和地球反照作用。機身的紅外線訊號來自其本身的溫度及對地球反照、天空反照與陽光反射，假設後機身的放射率為0，低空飛行的飛機仍可能因反射8-12μm頻段的地球反照而被地對空飛彈鎖定，即使忽略地球反照後，飛機與背景天空的對比仍可被偵測與鎖定。
二、主動反制技術
主動反制技術的概念包含以紅外線干擾器(jammer)產生與目標紅外線輻射相似頻段的干擾脈衝，使進襲的紅外線飛彈尋標器產生錯誤的跟蹤信號，及以火焰彈(flare, 如圖十六)，產生與目標近似的強烈紅外線輻射，增加尋標器追蹤運算的雜訊，達到欺騙飛彈的目的。火焰彈的發展源自於1950年代，幾乎與紅外線飛彈的出現同時，首次以火焰彈作為主動反制作用為越戰時期，使用簡單低價的金屬燃料及氧化劑製成的誘標，以與尾管相同的頻段強烈地輻射，模仿如尾管的紅外線訊號，誘騙後方尾追的紅外線飛彈，即使火焰彈僅燃燒數秒鐘，已足以將戰機機動運動至飛彈攻擊範圍外。然而，下一代紅外線飛彈係以紅外線影像的尋標器，可分辨點狀熱源與目標，使火焰彈的反制能力失效，為對抗尋標器的改進，新型火焰彈改以高能液態自燃性燃料，如三乙基鋁(tri-ethyl-aluminum)、三異丁烷鋁(tri-isobutyl-aluminum)及雙乙基鋁(bi-ethyl-aluminum)等產生大面積的熱輻射氣團而遮蔽飛機，以達反制效果。
定向紅外線反制(directional infrared countermeasure, DIRCM) 與先進威脅紅外線反制系統 (advanced threat infrared countermeasure, ATIRCM) 都是為避免飛機遭紅外線飛彈攻擊所發展，主要是將光電飛彈感測器及紅外線追蹤器、消耗性誘標、電弧燈(xenon arc lamp)及雷射發射器整合於一系統內，光電感測器發現進襲的飛彈後，以紅外線追蹤器追蹤飛彈位置，視需求分別或同時以電弧燈及雷射照射紅外線飛彈，產生紅外線能量脈衝，可使飛彈暫時目盲，讓飛機安全脫離危險區域，或模擬太陽輻射特徵，使飛彈尋標器脫鎖，配合火焰彈產生假目標，可使尋標器脫鎖。
結　語
綜合前述討論可知8-12μm頻段的紅外線最易用來偵搜及鎖定空中目標，為增加飛機於紅外線飛彈威脅下的生存性，自應加強此頻段內紅外線特徵抑制與干擾技術之發展。多數針對紅外線特徵的研究多屬軍事範疇，而不易自學術文獻獲得，但對熱輻射基本特性的掌握，仍有助於了解相關裝備操作限制與運用技巧，以充分發揮武器效能。
參考文獻
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