CN103597312A - 用于信号适配的设备和配有这种设备的对象 - Google Patents

用于信号适配的设备和配有这种设备的对象 Download PDF

Info

Publication number
CN103597312A
CN103597312A CN201280027676.9A CN201280027676A CN103597312A CN 103597312 A CN103597312 A CN 103597312A CN 201280027676 A CN201280027676 A CN 201280027676A CN 103597312 A CN103597312 A CN 103597312A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
equipment
layer
temperature
display surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280027676.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103597312B (zh
Inventor
佩德·舍隆德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BAE Systems Hagglunds AB
Original Assignee
BAE Systems Hagglunds AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BAE Systems Hagglunds AB filed Critical BAE Systems Hagglunds AB
Publication of CN103597312A publication Critical patent/CN103597312A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103597312B publication Critical patent/CN103597312B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H3/00Camouflage, i.e. means or methods for concealment or disguise
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于信号适配的设备,包括被设置成呈现确定热分布的至少一个表面元件(100;300;500),其中所述表面元件包括至少一个温度产生元件(150;450a,450b,450c),所述温度产生元件被设置成对所述至少一个表面元件的一部分产生至少一个预定温度梯度。所述至少一个表面元件(100;300;500)包括至少一个雷达抑制元件(190),其中所述至少一个雷达抑制元件(190)被设置为抑制入射无线电波的反射。本发明还涉及配有用于信号适配的设备的对象。

Description

用于信号适配的设备和配有这种设备的对象
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于信号适配(signatureadaption,标记特征适配)的设备。本发明还涉及一种对象,诸如运输工具。
背景技术
军用运输工具/飞行器例如在战争状态下受到威胁,构成从陆地、海上和空中攻击的目标。因此期望的是运输工具尽可能地难以检测和识别。为此目的,军用运输工具通常伪装混入到背景中,使得它们是难以用裸眼检测和识别。进一步地,在黑暗中用不同类型的图像增强器难以检测它们。一个问题是,攻击性飞行器(诸如战斗运输工具和飞机)通常装备有一个或多个有源和/或无源传感器系统的组合,所述组合包括雷达和光电/红外(EO/IR)传感器,其中所述运输工具/飞行器变成相对容易检测、分类和识别的目标。这种传感器系统的用户会搜索自然界中通常不存在的特定类型的热/反射轮廓、通常不同的边缘几何形状,和/或很大的均匀热表面和/或甚至反射表面。
为了保护这样的系统,目前在信号适配的领域中使用不同类型的技术。信号适配技术包括构造动作且通常与先进的材料技术结合,以便在这样的传感器系统在其中操作的所有波长区域中提供运输工具/飞行器的特定发射和/或反射表面。
US2010/0112316A1描述了一种视觉伪装系统,其提供至少热抑制或雷达抑制。该系统包括乙烯层,在乙烯层的一个前表面上具有伪装图案。所述伪装图案包括位置特定伪装图案。层压层附着到乙烯层的前表面上,以提供伪装图案上的保护和乙烯层的增强。一种或多种纳米材料应用于乙烯层、伪装图案或层压层中的至少一个中,以提供热抑制或雷达抑制中的至少一种。该解决方案仅能够进行静态信号适配。
WO/2010/093323A1描述了一种用于热适配的设备,包括被设置成呈现确定的热分布的至少一个表面元件,所述表面元件包括第一导热层、第二导热层,所述第一导热层和第二导热层通过中间隔离层相互热隔离,其中至少一个热电元件设置成对所述第一层的一部分产生预定的温度梯度。该发明还涉及一种对象,诸如飞行器。该解决方案仅能够进行热信号适配。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种用于信号适配的设备,所述设备处理雷达和热信号适配两者。
本发明的另一个目的是提供一种用于热和雷达信号适配的设备,其有助于用期望的热和雷达横截面(RCS)伪装热和雷达。
本发明的另一个目的是提供一种用于热和雷达伪装的设备,其有助于周围环境的自动热适配和周围环境的无源(passive,被动)雷达适配并有助于提供不均匀的热结构。
本发明的另一个目的是提供一种用于热和雷达模仿方面的设备(例如其它运输工具/飞行器),以便提供己方军队的热和雷达识别,或者以便有助于在适当的情况下例如在敌方军队中或周围进行热和雷达渗透。
发明内容
从以下描述中变得明白的这些和其他目的通过一种设备、一种用于信号适配的方法以及一种对象实现,其是引言部分所述类型的并且另外呈现出所附权利要求1和23的特征部分中所述的特征。本发明设备的优选实施例分别在所附从属权利要求2-22中限定。
根据本发明,所述目的通过一种用于信号适配的设备来实现,该设备包括被设置成呈现确定热分布的至少一个表面元件,所述表面元件包括至少一个温度产生元件,所述温度产生元件被设置成对所述至少一个表面元件的一部分产生预定温度梯度,其中所述至少一个表面元件还包括至少一个雷达抑制元件,其中所述至少一个雷达抑制元件被设置为抑制入射无线电波的反射。
由此,有助于有效的热和适配以及雷达抑制。本发明的某一应用是用于例如军用运输工具的伪装的热和雷达信号适配,其中,所述至少一个温度产生元件有助于有效的热适配,并且其中所述至少一种雷达抑制元件有助于雷达信号的适配,从而在运输工具运动期间可以保持在雷达区域内仍保持较低可见性的动态热信号适配。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个温度产生元件被热设置于所述至少一个表面元件的所述部分的子表面区域,用于对所述部分产生所述至少一个温度梯度。
根据该设备的一个实施例,所述部分构成所述至少一个表面元件的至少一个外层。
根据该设备的一个实施例,其中所述至少一个外层被设置为提供频率选择子表面区域,其中所述频率选择子表面区域被设置成穿过预定频率范围内的无线电波,并且其中,所述频率选择子表面区域具有热传导性。通过提供具有频率选择性且具有热传导性的外层,有助于快速地达到所述至少一个外层的期望温度,进一步地,通常与雷达系统相关联的频率范围内的入射无线电波通过所述外层被传送,以便随后被所述至少一个雷达抑制元件吸收。进一步地,有助于提供一种坚固耐用的外层,例如金属外层。
根据该设备的一个实施例,所述频率选择子表面被设置成围绕所述部分的所述子表面区域。
根据该设备的一个实施例,所述频率选择子表面以及所述至少一个温度产生元件热施加于其上的所述子表面区域被相互设置成使得无线电波的渗透性基本上不损害所述部分的热传导性。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个表面元件包括至少一个显示表面,所述显示表面具有热渗透性且被设置为辐射至少一个预定频谱。在此,还有助于除雷达信号适配和热信号适配以外还进行视觉信号适配。由此,对于例如军用运输工具的伪装,还有助于进行雷达、热和视觉适配,其中所述雷达抑制元件、所述至少一个显示表面和所述至少一个温度产生元件的组合,有助于静止运输工具和运输工具运动期间的视觉信号(颜色、图案)以及热信号的有效动态适配,保持小雷达截面。通过提供具有热渗透性的显示表面,所述预定温度梯度落在所述显示表面内,进一步有助于允许彼此独立地进行独立地适配热和视觉信号的去耦解决方案。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面被设置成允许保持所述至少一个表面元件的所述至少一个预定温度梯度。在此,有助于有效的热信号适配以及视觉信号适配,而不会相互影响。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面为发射类型的。这提供了成本有效的设备。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面为反射类型的。使用反射类型的显示表面有助于再现更逼真的周围环境的图像,因为反射类型的显示表面使用自然入射光来辐射所述至少一个频谱,而不是使用一个或多个有源光源来辐射所述至少一个频谱。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面被设置为辐射至少一个预定频谱,该预定频谱包括落在可视区域内的至少一个分量和落在红外区域内的至少一个分量。通过辐射包括落在红外区域内的分量以及落在可视区域内的一个或多个分量的一个或多个频谱,有助于使用落在红外区域内的分量而除了控制视觉信号外还控制热信号。这意味着,与仅使用温度产生元件相比,可以更快地实现热信号适配。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面被设置为在多个方向辐射至少一个预定频谱,其中,所述至少一个预定频谱是方向依赖型的。通过在多个方向辐射至少一个预定频谱,有助于通过在不同方向上再现不同频谱(图案、颜色)而正确地重建视觉背景对象的透视,从而观察者无论在什么相对位置均能观察到所述视觉背景对象的正确透视。根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面包括多个显示子表面,其中所述显示子表面被设置成在至少一个预定方向上辐射至少一个预定频谱,其中用于每个显示子表面的所述至少一个预定方向相对所述显示表面的正交轴线独立地移位。通过提供多个显示子表面,有助于使用单个显示表面来再现多个方向依赖型的频谱,这是由于每个显示子表面是独立可控的。
根据该设备的一个实施例,所述至少一个显示表面包括被设置成阻挡入射光的阻挡层以及被设置成反射入射光的弯曲的底部反射层。通过设置阻挡层,有助于以成本有效的方式使用单个显示表面来再现多个方向依赖型的频谱。作为实例,所述阻挡层可通过薄膜形成。
此外,由于使用所述阻挡层,有助于使得适配成在某个角度或角度范围再现的那些频谱在落在所述某个角度或角度范围之外的观察角度中是不可见的。
根据该设备的一个实施例,所述设备包括被设置成提供护甲的至少一个附加元件。通过提供被设置成提供护甲的至少一个附加元件,除了增加坚固性外,还有助于提供一种形成模块护甲系统的设备,其中可以容易地且成本有效地更换飞行器的各个废弃的表面元件。
根据一个实施例,所述设备进一步包括至少一个构架或支撑结构,其中所述至少一个构架或支撑结构被布置成提供电流和控制信号/通信。由于构架本身被设置成输送电流,所以可以减少电缆的数量。
根据一个实施例,该设备包括第一导热层、第二导热层,所述第一导热层和第二导热层通过中间隔离层相互热隔离,其中至少一个热电元件设置成对所述第一层的一部分产生预定温度梯度,并且其中所述第一层和所述第二层具有各向异性热传导性,使得热传导主要发生在相应层的主传播方向上。通过各向异性层,有助于快速和有效的热传递以及因而快速和有效的适配。通过增大层的主传播方向中的热传导与横向于该层的热传导之间的比例,有助于通过例如多个相互连接的表面元件将热电元件以彼此间较大距离设置在设备中,从而得到表面元件的成本有效的组合。通过增大沿着所述层的热传导与横向于所述层的热传导之间的比例,所述层可以制作得更薄,且仍然实现相同的效率,可替换地,更快地制造这些层以及表面元件。如果这些层保持效率且变得更薄,则它们也变得更便宜和更轻。而且,有助于热量在直接布置于显示表面之下的层中的更均匀分布,这显著降低了底部层的潜在热点影响所述显示表面正确再现频谱的能力的可能性。
根据该设备的一个实施例,还包括布置在热电元件与第二导热层之间的隔离层中的中间导热元件,且具有各向异性热传导性,使得热传导主要横向于第二导热层的主传播方向而发生。
根据该设备的一个实施例,表面元件具有六边形形状。这有助于在表面元件组合成模块系统期间进行简单和一般的适配与组装。还可以在整个六边形表面上产生均匀的温度,其中避免了局部温度差异,所述局部温度差异可能出现在例如方形形状的模块元件的角中。
根据一个实施例,该设备还包括视觉感测装置,该视觉感测装置被设置成感测周围的视觉背景,例如视觉结构。这提供了用于适配从表面元件的所述至少一个显示表面辐射的至少一个频谱的信息。视觉感测装置(诸如摄像机)提供了几乎完美的背景适配,其中,背景(颜色、图案)的视觉结构可以代表性地再现在例如设置有多个相互连接的表面元件的运输工具上。
根据该设备的一个实施例,所述设备还包括热感测装置,所述热感测装置被设置成感测周围温度,例如热背景。这提供了用于适配表面元件的表面温度的信息。热感测装置(诸如IR照相机)提供了背景的热结构的几乎完美适配,温度变化可以代表性地再现在例如设置有多个相互连接的表面元件的运输工具上。IR照相机的分辨率可设置成与由相互连接的表面元件表示的分辨率相对应,即每个表面元件与多个分组的照相机像素相对应。由此实现了背景温度的很好的表示,使得例如太阳的热量、雪污渍、水池、背景的不同发射特性等常常具有可被正确地表示的不同于空气的另一温度。这有效地阻碍了清晰轮廓和均匀的大加热表面的产生,从而当设备布置在运输工具上时,有助于运输工具的非常好的热伪装。
根据该设备的实施例,表面元件具有的厚度在5-60mm的范围内,优选为10-25mm。这有助于轻质量高效的设备。
附图说明
在参考下面的详细描述并结合附图来阅读之后,将更好地理解本发明,其中,在所有附图中,相同的附图标记表示相同的部件,附图中:
图1a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的分解的三维视图;
图1b示意性地示出了图1a中的设备的一部分的不同层的分解侧视图;
图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备;
图3a示意性地示出了根据本发明一个实施例,设置在对象(诸如运输工具)上的用于信号适配的设备;
图3b示意性地示出了对象(诸如运输工具),其中背景的热和/或视觉结构使用根据本发明的设备被复制在运输工具的两个部分上;
图4a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的分解的三维视图;
图4b示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备中的流动;
图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于热适配的设备的一部分的分解侧视图;
图6a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的分解的三维视图;
图6b示意性地示出了图6a中的设备的一部分的不同层的分解侧视图;
图7a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的一种显示层的侧视图;
图7b示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的一种显示层的侧视图;
图7c示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的显示层的一部分的平面图;
图7d示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示层的侧视图;
图7e示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示层的平面图;
图8a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的平面图;
图8b示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的流动的平面图;
图9示意性地示出了根据本发明一个实施例的设备的一部分的不同层的分解的三维视图;
图10示意性示出了根据本发明一个实施例的设备的平面图;
图11示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备;
图12a示意性地示出了模块系统的平面图,该模块系统包括用于再生热背景或类似物的元件;
图12b示意性地示出了图12a中的模块系统的放大部分;
图12c示意性地示出了图12b中的部分的放大部分;
图12d示意性地示出了根据本发明一个实施例的模块系统的平面图,该模块系统包括用于再生热和/或视觉背景或类似物的元件;
图12e示意性示出了图12d中的模块系统的侧视图;
图12f示意性示出了根据本发明一个实施例的模块系统的侧视图,该模块系统包括用于再生热和/或视觉背景或类似物的元件;
图12g示意性地示出了图12f中的模块系统的分解的三维视图;
图13示意性地示出了在威胁方向上受到威胁的对象(诸如运输工具),热和/或视觉结构的背景在运输工具的面向威胁方向的一侧上被再生;
图14示意性地示出了对于配有用于再生期望背景的热和/或视觉结构的设备的对象(诸如运输工具)而言的不同潜在威胁方向。
具体实施方式
在这里时,术语“链路(link)”被称为通信链路,其可以是物理线路,诸如光电通信线路,或者非物理线路,诸如无线连接,例如无线电链路或微波链路。
在下面描述的根据本发明的实施例中,电磁频谱中的无线电波是指通常被雷达系统使用的无线电波。无线电波也可以是指如上所述的无线电波或微波的脉冲。
在下面描述的根据本发明的实施例中,温度产生元件是指这样一种元件,通过该元件可以产生温度。
在下面描述的根据本发明的实施例中,热电元件是指这样一种元件,当电压/电流施加到该元件上时,通过该元件提供珀耳帖(Peltier)效应。
在根据本发明的实施例中,温度产生元件和热电元件的术语可互换使用,以描述通过其可以产生温度的一种元件。所述热电元件用于表示一种示例性温度产生元件。
在下面描述的根据本发明的实施例中,频谱是通过一个或多个光源产生的辐射的一个或多个频率或波长。因此,术语频谱不仅是指可视区域中的频率或波长而且还指红外、紫外或整个电磁频谱的其它区域内的频率或波长。此外,给定频谱可以是窄带类型的或宽带类型的,例如包括相对较小数目的频率/波长分量或包括相对较大数目的频率/波长分量。给定频谱也可以是多个不同频谱混合的结果,即包括从多个光源辐射的多个频谱。
在下面描述的根据本发明的实施例中,颜色是指观察者在如何察觉辐射光方面的辐射光的特性。因此,不同颜色隐含地指包括不同频率/波长分量的不同频谱。
图1a示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的一部分的分解的三维视图。
图1b示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的部分I的分解侧视图。
表面元件100包括至少一个温度产生元件150,该温度产生元件设置成产生至少一个预定温度梯度。所述至少一个温度产生元件150设置成对所述表面元件100的一部分产生所述预定温度梯度。所述表面元件还包括底层雷达抑制元件190,该雷达抑制元件设置成吸收入射无线电波,从而抑制入射无线电波(诸如从雷达系统产生的无线电波)的反射。所述雷达抑制元件由一层或多层构成,每一层包含一种或多种雷达吸收材料(RAM)或表面层,诸如参考图8a所描述的。
根据一个实施例,所述表面元件包括至少一个外层80,所述外层设置成是导热的且具有频率选择性,诸如参考附图8a-b所示例的。根据该实施例,所述外层80设置为具有频率选择性,以便使入射无线电波被滤出并透过所述频率选择外层80。这使得滤波后的入射无线电波被所述底层雷达抑制元件190吸收。根据该实施例,所述至少一个温度产生元件150设置在所述至少一个外层80下侧上的第一子表面81上。根据该实施例,所述至少一个外层80被设置成提供基本上包围所述第一子表面81的外部频率选择子表面80。通过提供设有所述至少一种温度产生元件150的应用表面,在没有频率选择子表面的情况下促进所述至少一个外层80的更高效和更快速的热传导。
根据本发明的一个实施例,温度产生元件150由至少一个热电元件构成。
根据一个实施例,所述表面元件100还包括显示表面,诸如参考图6a或图7a-e所示例的,该显示表面设置成辐射至少一个预定频谱。该显示表面布置在所述表面元件上,使得所述至少一个预定频谱在朝向观察者的方向上被辐射。该显示表面设置成具有热渗透性,即布置成从所述温度产生元件150穿过所述温度梯度,而基本上不影响所述预定温度梯度。
图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备II。
该设备包括设置在表面元件100上的控制电路200或控制单元200,诸如参考图1所示例的,其中,控制电路200连接至表面元件100。表面元件100包括至少一个温度产生元件150,例如热电元件。所述热电元件150被设置成接收来自控制电路200的电压/电流,根据上述,热电元件150以如下方式被构造:当连接电压时,来自热电元件150的一侧的热超越(transcend)热电元件150的另一侧。
控制电路200经由用于热电元件150的电连接的链路203、204连接到热电元件。
在其中所述表面部件包括至少一个显示表面的情况下,根据一个实施例,所述至少一个显示表面设置成接收来自控制电路200的电压/电流,根据上述以如下方式配置:当连接电压时,从显示表面的一侧辐射至少一个频谱。根据该实施例,控制电路200经由用于显示表面的电连接的链路连接到显示表面。
根据一个实施例,该设备包括温度感测装置210(图中的虚线2所示),该温度感测装置设置成检测表面元件100的当前物理温度。根据一种变型,该温度被设置成与来自控制电路200的热感测装置的温度信息(优选地连续温度)进行比较。在此,温度感测装置经由链路205连接到控制电路200。所述控制电路被设置成经由表示温度数据的链路接收信号,从而所述控制电路设置成将温度数据与来自热感测装置的温度数据进行比较。
温度感测装置210设置在热电元件150的外表面上或与所述热电元件的外表面连接,使得所感测的温度为表面元件100的表面温度。当利用温度感测装置210所感测的温度与来自控制电路200的热感测装置的温度信息进行比较而偏离提供给热电元件150的电压时,根据一个实施例,所述热电元件被布置为可控的,从而实际值和参考值相匹配,从而表面元件100的表面温度通过热电元件150可相应地改变。
控制电路200的设计取决于应用。根据一个变型,控制电路200包括开关,其中在这种情况下,热电元件150上的电压设置成接通或断开,以便提供表面元件的表面的冷却(或加热)。图11示出了根据本发明的一个实施例的控制电路,根据本发明的设备将用于与例如运输工具的热和视觉伪装有关的信号适配。
图3a示意性地示出了根据本发明一个实施例的设置在平台上的多个表面元件的三维视图。
参照图3a,示出了平台800的分解侧视图。所述平台设置有多个所述表面元件,诸如参考图1所示例的,这些表面元件外部地布置在平台800的一部分上。所述表面元件能够以与参考图3a所示例的表面元件不同的几种不同配置布置。作为一个实例,更多或更少的表面可以作为配置的一部分,并且这些表面元件可设置在平台的更多和/或更大的部分上。示例性平台800是军用运输工具,诸如机动作战运输工具。根据该实例,所述平台是坦克或作战运输工具。根据一个优选实施例,运输工具800是军用飞行器。平台800可以是有轮运输工具,例如四轮、六轮或八轮机动运输工具。平台800可以是履带式运输工具,例如坦克。平台800可以是任意类型的地面运动运输工具。
根据一个替换实施例,平台800是固定的军用单元。这里,平台800被描述为坦克或作战运输工具,但应指出的是,可以在海军舰艇中(例如在表面作战船舶中)实现并实施。根据一个实施例,运输工具是船舶,诸如作战船舶。根据一个替换实施例,平台是空中运输工具,例如直升机。根据一个替换实施例,平台是民用运输工具或根据任何上述类型的其他单元。
图3b示意性地示出了根据本发明一个实施例的设置在平台上的多个表面元件的功能的三维视图。
参照图3b,示出了平台800的分解侧视图。该平台设置有多个所述表面元件100,诸如参考图1a所示例的,这些表面元件外部地布置在平台800的两个部分上,诸如机动作战运输工具800的主体和转架的一侧。所述表面元件能够以与参考图3b的示例性表面元件的配置相比不同的不同配置布置。作为实例,更多或更少的表面元件可以是配置的一部分,并且这些表面元件可布置在平台的更多和/或更大的部分上。运输工具800位于这样的环境中,从观察者的角度看,该环境包括三个背景结构BA1-BA3,诸如天空BA1、山峰BA2和接地平面BA3。所述表面元件布置成通过利用显示表面50和/或温度产生元件150(诸如参考图1a所描述的)再现所述背景结构(视觉地/热地)BA1-BA3。
图4a示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的一部分II的分解的三维视图。
该设备包括表面元件300,该表面元件包括控制电路200,壳体510、520,第一和第二导热层,中间导热元件160,雷达抑制元件190和设置为辐射至少一个预定频谱的显示表面50。表面元件300进一步包括至少一个温度产生元件150,所述温度产生元件被配置为产生至少一个预定温度梯度。温度产生元件150(诸如通过热电元件150形成的)布置为对所述第一导热层110的一部分产生所述预定温度梯度。显示表面50设置在所述表面元件300上,使得所述至少一个预定频谱在面对观察者的方向上辐射。
根据一个实施例,显示表面50(诸如参考图7a-e所描述的)利用紧固装置(诸如胶水、螺钉或其他类型的合适的紧固装置)连接到表面元件300的第一壳体元件510。
控制电路200(诸如参考图2所示例的)设置成电/通信地连接至显示表面50和温度产生元件150中的至少一个,其中,控制电路200被配置为提供与所述至少一个预定频谱和所述至少一个预定温度梯度有关的控制信号。根据该实施例,表面元件300包括壳体,其中,所述壳体包括第一壳体元件510和第二壳体元件520。第一壳体元件被设置为上保护壳体。第二壳体元件520被设置为底板并布置为利用紧固装置施加到希望借助于该系统所启动的视觉和热适配而被隐藏的平台或对象的一个或多个结构和/或元件。第一壳体元件和第二壳体元件一起构成了用于第一导热层110、中间隔离层130、控制电路200和热电元件150的基本上不可渗透的外壳。
根据一个优选实施例,第一导热层110由石墨构成,设置在第一壳体元件510的下面。根据一个优选实施例,第二导热层120或内部导热层120由石墨构成。
第一壳体元件510和第一导热元件110设置有频率选择表面结构,也称为频率选择子表面区域510B、110B。所述频率选择子表面区域510B、110B被设置成围绕所述第一壳体元件510和第一导热元件110的子表面区域510A、110A。所述子表面区域510A、110A进一步被设置成没有频率选择表面结构。
根据一个实施例,所述第一壳体元件510和第一导热元件110的所述子表面区域510A、110A布置在与布置有所述至少一个热电元件150的表面相对的表面上。所述子表面区域510A、110A的延伸部对应于所述至少一个热电元件150的延伸部。
通过提供频率选择子表面区域,能够启动入射无线电波从雷达系统的传输,即,其中,所述无线电波通过所述第一壳体元件510和所述第一导热元件110传输/过滤。
第一导热层110和第二导热层120具有各向异性热传导性,使得主传播方向上(即沿着层110、120)的热传导性远高于横向于所述层110、120的热传导性。在此,可利用相对较少的热电元件将热或冷迅速地分散在大的表面上,其中降低了温度梯度和热点。根据一个实施例,第一导热层110和第二导热层120由石墨构成。
第一导热层110和第二导热层120之一被设置为冷层,而第一导热层110和第二导热层120中的另一个被设置为热层。
隔离层130被配置成使得来自热的导热层的热量不会影响到冷的导热层,反之亦然。根据一个优选实施例,隔离层130是基于真空的层。从而减少了辐射热和对流热。
根据一个实施例,热电元件150设置在隔离层130中。热电元件150以如下方式配置:当施加电压时,即,电流被供应到热电元件150时,来自热电元件150的一侧的热量超越热电元件150的另一侧。因此,热电元件150设置在两个导热层110、120(例如两个石墨层)之间,具有不对称热传导性,以便有效地分散和均匀地分布热或冷。由于具有各向异性热传导性的两个导热层110、120与隔离层130的组合,表面元件100的表面(根据该实施例,由第一导热层110的表面构成)可以通过施加电压到热电元件上,使得表面元件100的表面102被快速和有效地适配。热电元件150与第一导热层110热接触。
根据一个实施例,所述中间隔离层130由能够从雷达系统传输入射无线电波的材料构成。
根据一个实施例,该设备包括布置在隔离层130、控制电路200和第二壳体元件520中的中间导热元件160,位于热电元件150内部,用于填充热电元件150与第二导热元件120之间的空间。这是为了有助于热电元件150和第二导热元件120之间的更有效的热传导。中间导热层具有各向异性的热传导性,其中热传导在横向于元件的方向比沿着元件的方向更好,即,横向于表面元件100的各层更好地传导热量。这从图4b显而易见。根据一个实施例,中间导热元件160由石墨构成,具有与第一和第二导热层110、120相对应的特性,但在与第一和第二导热层110、120的热传导垂直的方向上具有各向异性的热传导性。
根据一个实施例,中间导热元件160布置在一个孔中,该孔布置成容纳所述中间导热元件160。所述孔被设置成延伸穿过中间隔离层130、控制电路200和第二壳体元件520。
而且,隔离层130可适应热电元件150的厚度,使得热电元件150和第二导热元件120之间没有空间。
根据一个实施例,第一导热层110具有的厚度在0.1-2mm的范围内,例如0.4-0.8mm,该厚度取决于应用以及期望的热传导和效率。根据一个实施例,第二导热层120具有的厚度在0.1-2mm的范围内的范围内,例如0.4-0.8mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。
根据一个实施例,隔离层130具有的厚度在1-30mm的范围内,例如10-20mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的效率。
根据一个实施例,热电元件150具有的厚度在1-20mm的范围内,例如2-8mm,根据一个变型,大约4mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。根据一个实施例,热电元件具有0.01mm2-200cm2范围内的表面。
根据一个实施例,热电元件150具有方形或其它任意几何形状,例如六边形形状。
中间导热元件160具有的厚度被调整成使得其填充热电元件150与导热层120之间的空间。
根据一个实施例,第一和第二壳体元件具有0.2-4mm范围内的厚度,例如0.5-1mm,并且该厚度尤其取决于应用和效率。
根据一个实施例,表面元件100的表面在25-8000cm2的范围内,例如75-1000cm2。根据一个实施例,表面元件的厚度在5-60mm的范围内,例如10-25mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。
图4b示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的部分III的流动的分解侧视图。
该设备包括表面元件300,该表面元件设置成呈现确定的热分布,其中,所述表面元件包括壳体,其中,所述壳体包括第一壳体元件510和第二壳体元件520、第一导热层110、第二导热层120以及热电元件150,其中,所述第一和第二导热层通过中间隔离层130相互隔离,热电元件设置成产生所述第一导热层110的一部分的预定温度梯度。该设备还包括设置成辐射至少一个预定频谱的至少一个显示表面50。该设备还包括中间导热元件160,例如参考图4a所描述的。
根据某些实施例(参见例如图6a),表面元件300包括附加层,用于例如将表面元件300施加到运输工具。这里,第三层310和第四层320被设置用于对表面(例如运输工具)的热量和/或热接触的进一步转移。
从图4b很显然,热量从热电元件150的一侧传递并超越热电元件的另一侧,并进一步通过中间导热层160,热量传递以白色箭头或空心箭头A表示,而冷量传递以黑色箭头B或实心箭头B所示,冷量传递在物理上意味着热量转移具有与冷量传递的方向相反的方向。这里,很显然,根据一个实施例,由石墨构成的第一和第二导热层110、120具有各向异性热传导性,使得在主传播方向上(即沿着层110、120)的热传导性远高于横向于所述层的热传导性。在此,热或冷可利用相对较少的热电元件和相对较低的供给功率迅速地分散在大的表面上,从而降低了温度梯度和热点。进一步地,均匀且恒定的期望温度可以保持较长的时间。
热量被进一步通过第三层310和第四层320传递,用于热量的转移。
如图4b更加显而易见,包括一个或多个波长/频率的光的至少一个频谱从所述至少一个显示表面50被辐射,其中,所述辐射光以虚线箭头D表示。
热量从第一导热层110向上传递进入第一壳体元件并通过所述至少一个显示表面50,所述显示表面设置成具有热渗透性。从而促进了所产生的热信号和视觉信号之间的去耦,即,热信号不会显著地影响视觉信号,反之亦然。
进一步参照图4b,预定频率范围内的入射无线电被传输通过频率选择表面(该频率选择表面形成在第一壳体元件510和第一导热层110中),并被传输通过中间隔离层130,以便随后基本上被雷达抑制元件190吸收。
图5示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的部分IV的分解侧视图。
根据该实施例,该设备与根据图4a的实施例的不同之处仅在于,其包括壳体、第一导热层、第二导热层、中间隔离层、雷达抑制元件、显示表面和叠置(arranged on top of each other,一个布置在另一个顶部上)的三个热电元件,而不是包括壳体、第一导热层、第二导热层、中间隔离层、雷达抑制元件、温度产生元件和显示表面。
该设备包括表面元件400,该表面元件设置成呈现一种确定的热分布并辐射至少一个预定频谱,其中,所述表面部件400包括第一壳体元件510和第二壳体元件520、显示表面50、第一导热层110、第二导热层120以及热电元件结构450,其中,第一和第二导热层110、120通过中间隔离层130相互分离,热电元件结构设置成对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度。
根据一个实施例,该设备包括中间导热层160,该中间导热层设置在隔离层130中,位于热电元件150内部,以填充热电元件结构450与第二导热元件120之间的可能空间。这是为了使得热电元件结构450和第二导热元件120之间的热传导更有效地进行。中间导热元件160具有各向异性热传导性,热传导在横向于元件方向比沿着元件方向更好,即,根据图4a中所示,横向于表面元件100的各层更好地传导热量。
热电元件结构450包括叠置的三个热电元件450a、450b、450c。布置在表面元件400的隔离层中最外侧的第一热电元件450a、然后是第二热电元件450b、接着是布置在最内侧的第三热电元件450c,其中,第二热电元件450b布置在第一热电元件和第三热电元件之间。
当施加电压时,由于表面元件400的外表面402将被冷却,使得热量通过第一热电元件450a从所述表面朝向第二热电元件450b传递。第二热电元件450b被设置成将热量从其外表面朝向第三热电元件450c传递,使得第二热电元件450b有助于从第一热电元件450a传递多余的热量。第三热电元件450c布置成将热量从其外表面经由中间导热元件160朝向第二导热层120传递,使得第三热电元件450c有助于从第一和第二热电元件传递多余的热量。在此,电压施加在相应的热电元件450a、450b、450c上。
这里,中间导热元件布置在热电元件结构450与第二导热元件120之间。可替换地,热电元件结构450设置成填充整个隔离层,使得不需要中间导热元件。
根据一个实施例,相应的热电元件450a、450b、450c具有的厚度在1-20mm的范围内,例如2-8mm,根据一种变型,大约为4mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。
根据一个实施例,隔离层130具有的厚度在4-30mm的范围内,例如10-20mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的效率。
通过使用如该实例中的叠置的三个热电元件,传递走热量的净效率变得高于仅使用一个热电元件的净效率。从而热转移将更加有效。例如在从太阳那里集中热量以便有效地转移热量的过程中可能需要如此。
可替换地,可以使用叠置的两个热电元件,或者可使用叠置的多于三个的热电元件。
图6a示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的部分V的分解的三维视图。
图6b示意地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的部分V的分解侧视图,适于用在例如用于信号适配的军用运输工具上。
该设备包括表面元件500,该表面元件设置成呈现确定的热分布,其中,所述表面元件500包括壳体,其中,所述壳体包括第一壳体元件510和第二壳体元件520,第一和第二导热层110、120,控制电路200,界面材料195,护甲元件180,雷达抑制元件190,热电元件150以及显示表面50,其中所述第一和第二导热层110、120通过第一中间隔离层131和第二中间隔离层132相互热隔离,所述热电元件设置成对所述第一导热层110的一部分产生预定温度梯度,所述显示表面设置为辐射至少一个预定频谱。
根据一种变型,模块元件500构成设备的一部分,所述设备通过模块元件相互连接,根据一个实施例,所述模块元件由根据图6a-b所示的模块元件构成,其中模块元件形成图12a-c中所示的模块系统,用于应用在例如运输工具上。
根据该实施例,模块元件500包括外壳,其中所述壳体包括第一壳体元件510和第二壳体元件520。第一壳体元件510被设置为上保护壳体。第二壳体元件被设置为底板并布置为利用紧固装置施加到(例如参考图12a-g所描述的)平台的一个或多个结构和/或元件,所述平台诸如为希望通过该系统能够启动的视觉和热适配而被隐藏的对象。第一和第二壳体元件一起形成了用于第一导热层110、第一中间隔离层131和第二中间隔离层132、控制电路200、界面材料195、护甲元件180、雷达抑制元件190和热电元件150的基本上不可渗透的外壳。所述壳体由具有高效热传导性的材料构成,用于从底部层传导热量或冷量,以便于表示热结构,根据一个实施例,热结构是热背景温度的复制。根据一个实施例,第一壳体元件510和第二壳体元件520由铝制成,其具有高效的热传导性并且坚固耐用,这导致了良好的外部保护,因此导致适于越野运输工具。
根据该实施例,模块元件500包括至少一个显示表面50,诸如参考图7a-e所示例的。所述至少一个显示表面布置在第一壳体元件510的上侧上,例如通过紧固装置(诸如通过胶水或螺钉)布置在第一壳体元件的上侧上。
根据一个优选实施例,第一导热层110由石墨构成,布置在外层510的下方。根据一个优选实施例,第二导热层120或内部导热层120由石墨构成。
第一导热层110和第二导热层120具有各向异性热传导性。因此,第一和第二导热层分别具有这样的组成和这样的特性:纵向热传导性(即沿着该层在主传播方向上的热传导性)明显高于横向热传导性(即横向于该层的热传导性),沿所述层热传导性是良好的。这些特性可借助于石墨层(具有纯碳层)来加强,纯碳通过提纯来实现,从而实现石墨层的更高各向异性。从而热量可以通过相对较少的热电元件迅速地分散在大的表面上,由此降低了温度梯度和热点。
根据一个优选实施例,层110、120的纵向热传导性与横向热传导性之间的比值大于一百(100)。通过增大比值,有助于使得热电元件彼此以较大距离排列,从而得到模块元件的成本高效的组合。通过增大沿着层110、120的热传导性与横向于层110、120的热传导性之间的比值,各层可以制造得更薄并仍能获得相同的效率,另一选择为,更快地制造所述层因此更快地制造模块元件500。
第一和第二导热层110、120之一被设置为冷层,而第一和第二导热层110、120中的另一个被设置为热层。根据应用,例如,用于伪装运输工具,第一导热层110(即外部的导热层)为冷层。
根据一种变型,石墨层110、120具有的组分使得沿着石墨层的热传导性在300-1500W/mK的范围内,且横向于石墨层的热传导性在1-10W/mK的范围内。
根据一个实施例,模块元件500包括布置在壳体内部的中间导热元件160。其中,所述中间导热元件160还被设置成延伸穿过位于底部层/元件的中央中的孔,所述孔设置成容纳中间导热元件160。所述孔被设置成部分地或完全地延伸通过第一隔离层131、第二隔离层132、雷达抑制层190、护甲元件180、控制电路200、界面材料195和第二壳体元件520,以填充热电元件150与第二导热元件120之间的可能的空间。因此,可在热电元件150和第二导热元件120之间地进行更有效的热传导。中间导热元件具有各向异性热传导性,其中沿着表面元件300的各层的热传导远好于横向于各层的热传导。这从图4b中显而易见。根据一个实施例,中间导热元件160由具有与第一和第二导热层110、120相应特性的石墨构成,但在垂直于第一和第二导热层110、120的热传导的方向上具有各向异性热传导性。
用于热隔离的第一隔离层和第二隔离层布置在第一导热层110与第二导热层120之间。所述隔离层被配置成使得来自热的导热层110、120的热量最小限度地影响冷的导热层120、110,反之亦然。隔离层131、132显著地改进了模块元件500/设备的性能。第一导热层110和第二导热层120通过中间隔离层131、132相互热隔离。热电元件150与第一导热层110热接触。
第一壳体元件510和第一导热元件110设置为具有频率选择表面结构,也称为频率选择子表面区域510B、110B。所述频率选择子表面区域510B、110B被设置成围绕所述第一壳体元件510和第一导热元件110的子表面区域510A、110A。所述子表面区域510A、110A被进一步设置成没有频率选择表面结构。
根据一个实施例,所述第一壳体元件510和第一导热元件110的所述子表面区域510A、110A布置在与布置有所述至少一个热电元件150的表面相对的表面上。所述子表面区域510A、110A的延伸部对应于所述至少一个热电元件150的延伸部。
根据一个实施例,所述第一壳体元件510和第一导热元件110的所述子表面区域510A、110A布置在与布置有所述至少一个热电元件150的表面相对的表面上。所述子表面区域510A、110A的延伸部对应于所述至少一个热电元件150的延伸部。
根据一个实施例,所述雷达抑制元件190集成在所述第一导热层110中。根据该实施例,表面元件500不包括任何单独的雷达抑制元件190。根据该实施例,所述第一导热层110进一步不包括任何频率选择表面结构。根据该实施例,所述第一导热层110由能够具有良好的热传递特性和良好的雷达吸收特性的材料形成,例如石墨。根据该实施例,所述第一壳体元件510的整个表面设置有频率选择表面结构,使得入射无线电波被过滤,并且通过第一壳体元件传输的已过滤无线电波通过底部导热层110被抑制。根据该实施例,所述控制电路可被进一步配置为提供控制信号到所述至少一个热电元件150,以补偿由于入射过滤无线电波的吸收而在所述第一导热层110中可能发生的可能的加热。这例如可以通过利用来自温度感测装置210的信息来实现。通过在所述第一导热层110中提供雷达抑制功能,实现了表面元件500可在其整个表面上有效地吸收入射无线电波,而不仅是在包围所述至少一个热电元件的表面上有效地吸收入射无线电波。此外,有助于构建该表面元件,使其变得更薄和更轻,因为不再需要单独的雷达抑制元件。
根据一个实施例,第一隔离层131设置在第一导热元件110与雷达抑制元件190之间。
根据一个实施例,所述第一中间隔离层131由能够从雷达系统传递入射无线电波的材料构成。
根据一个实施例,第二隔离层132设置在护甲元件180与控制电路200之间。
根据一个实施例,第一和第二隔离层131、131中的至少一个(例如,第一隔离层131)是基于真空的元件530或基于真空的层530。从而,由于材料之间的相互作用以非常低的程度发生(空气压力的范围比传统隔离材料低10万倍),减少了辐射热和对流热,而在具有高度限制的空气的传统隔离材料(即,多孔材料,例如泡沫、玻璃纤维织物或类似物)中材料之间的相互作用相对较高。
根据一个实施例,基于真空的元件530被覆盖以高反射膜532。从而,电磁辐射形式的热传递(其不需要与用于热传递的材料相互作用)被抵消。
因此,基于真空的元件530产生很好的隔离,并且还具有用于不同应用的灵活配置,从而满足很多有价值的方面,其中体积和重量是重要的。根据一个实施例,基于真空的元件中的压力在0.005至0.01托的范围内。
根据一个实施例,第一和第二隔离层131、132中的至少一个(例如第一隔离层131)包括具有低发射的网状物534或层534,所述层被设置为相当大程度地减少了通过辐射发生的热传递的部分。根据一个实施例,第一和第二隔离层131、132中的至少一个(例如第一隔离层131)包括以夹层构造形成的基于真空的元件530和低发射层534的组合。这给出了非常有效的热隔离器并且可得到良好的k值0.004W/mK。
根据一个实施例,第一和第二隔离层131、132中的至少一个由热隔离泡沫材料或其它合适的绝热材料形成。
根据一个实施例,第一壳体元件510和第一导热层110都被设置为提供频率选择表面535、536,诸如参考图8所示例的。
根据一个实施例,雷达抑制元件190布置在第一隔离层131与护甲元件180之间。
根据一个实施例,护甲元件180(诸如参考图9所示例的)设置在雷达抑制元件与第二隔离层132之间。
根据一个实施例,控制电路200布置在第二隔离层132与界面材料195之间。其中,控制电路被配置为提供控制信号/电压/电流到所述至少一个显示表面和所述热电元件150。
根据一个实施例,界面材料195设置在控制电路200与第二壳体元件520之间。界面材料层195配置成提供用于将控制电路200紧固到第二壳体元件520的装置,并配置成将热量从控制电路200传导到第二壳体元件520。通过提供如上所述的界面材料195,有助于有效地传导热量远离控制电路,从而防止控制电路过热,并且从而当这些将被冷却时不会影响上部的层。
模块元件500还包括温度感测装置210,根据一个实施例,温度感测装置由热传感器构成。温度感测装置210设置成感测当前温度。根据一个变型,温度感测装置210被配置为测量通过设置在传感器上的最外层的材料的电压降,所述材料具有根据温度而改变电阻的特性。根据一个实施例,热传感器包括两种类型的金属,在它们的边界层中产生根据温度而变的微弱电压。该电压从塞贝克(Seebeck)效应获得。电压的大小与该温度梯度的大小成正比。取决于将执行哪个温度范围测量,不同类型的传感器比其它传感器更适合,其中可以使用产生不同电压的不同类型的金属。该温度然后被设置为与来自被设置成感测/复制热背景的热感测装置的连续信息(即背景的温度)进行比较。温度感测装置210(例如,热传感器)固定在第一导热层110的上侧上,并且例如热传感器形式的温度感测装置可被制造得非常薄,并且根据一个实施例,温度感测装置可设置在第一导热层(例如石墨层)中,其中根据一个实施例,该第一导热层中设置有用于沉入传感器的凹部。
模块元件500还包括热电元件150。根据一个实施例,热电元件150设置在第一隔离层131中。根据一个实施例,温度感测装置210设置在层110中,并且紧密连接到热电元件150的外表面。将电压施加到热电元件150,其中热电元件150被设置成当施加电压时,来自热电元件150一侧的热量超越热电元件150的另一侧。当借助于感测装置210感测到的温度与来自热感测装置的温度信息相比而不同于该温度信息时,施加到热电元件150的电压设置成被调节,使得实际值对应于参考值,其中模块元件500的温度相应地通过热电元件150改变。
根据一个实施例,热电元件是根据珀耳帖效应工作的半导体。珀耳帖效应是当允许死电流(dead current)浮动在不同的金属或半导体上方时造成的热电现象。这样,可以形成对元件的一侧进行冷却和对另一侧进行加热的热泵。热电元件包括具有高的热传导性的两个陶瓷板。根据该变型,热电元件进一步包括半导体棒,该半导体棒的一端被正掺杂且另一端被负掺杂,使得当电流流经半导体时,电子被迫流动,使得一侧变得更热且另一侧变得更冷(缺乏电子)。在电流方向改变过程中,即通过改变所施加电压的极性,效果相反,即另一侧变热并且第一侧变冷。这就是所谓的珀耳帖效应,因此被用于本发明中。
根据一个实施例,模块元件500还包括热管层或热板层形式的第三导热层(未示出),该第三导热层布置在第二导热层120下面,用于分散热量,从而有效地转移多余热量。根据一种变型,第三导热层(即热管层/热板层)包括具有吸液芯形状的内部毛细管表面的密封铝或铜,根据一种变型,所述吸液芯由烧结铜粉构成。根据一种变型,所述吸液芯浸满液体,在不同的工艺下,所述液体或者被蒸发或者被冷凝。液体和吸液芯的类型由预期的温度范围确定并确定了热传导性。
第三导热层(即热管层/热板层)中的压力相对较低,因此特定蒸汽压力使得吸液芯中的液体在施加热量的位置处汽化。在该位置中的蒸汽具有比其周围高得多的压力,造成其快速分散到所有具有较低压力的区域,在这些区域中,所述蒸汽冷凝到吸液芯中并以热的形式发出其能量。这个过程是连续的,直到出现平衡压力。该过程同时是可逆转的,从而可以以同样的原理传递甚至冷量(即缺少热量)。
使用热管层/热板层的优点是它们具有非常有效的热传导性,大大高于例如常规的铜。传递热量的能力,所谓的轴向额定功率(APC),随管道的长度而减弱并随其直径而增加。热管/热板与导热层一起有利于将多余热量从模块元件500的下侧快速散发至底部的材料,这是由于其在大表面上分布热量的良好能力。借助于热管/热板,有助于快速散发多余热量,这例如在某些晴天情况下是需要的。由于多余热量的快速散发,有助于热电元件150的有效工作,这连续地有助于周围环境的有效热适配。
根据该实施例,第一导热层和第二导热层诸如上述由石墨层构成,而第三导热层由热管层/热板层构成。根据本发明的一个变型,第三导热层可以被省略,这导致了效率的稍微降低,但同时降低了成本。根据一个另外的变型,第一和/或第二导热层可由热管层/热板层构成,这增加了效率,但同时增加了成本。在第二导热层由热管层/热板层构成的情况下,可以省略第三导热层。
根据一个实施例,模块元件500还包括热膜(未示出)。根据该实施例,热膜布置在第三导热层的下面。热膜有助于在具有小的不规则性的表面(诸如机动运输工具的本体)上进行良好的热接触,所述不规则性会导致热接触减弱。因此提高了散发多余热量可能性,从而提高了热电元件150的有效工作。根据一个实施例,热膜由具有高热传导性的软层构成,这使得模块元件500对于例如运输工具的本体获得良好的热接触,这有助于多余热量的良好散发。
如上所述,模块元件500及其层已被描述为平坦的。其他替代形状/配置也是可预期的。此外,除已经描述的与模块元件的元件/层的相对位置相关的配置以外的其它配置也是可预期的。此外,除已经描述的与元件/层的数量及其相应功能相关的配置以外的其它配置也是可预期的。
根据一个实施例,第一导热层110具有的厚度在0.1-2mm的范围内,例如0.4-0.8mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。根据一个实施例,第二导热层120具有的厚度在0.1-2mm的范围内,例如0.4-0.8mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。
根据一个实施例,第一和第二隔离层131、132具有的厚度在1-30mm的范围内,例如2-6mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的效率。
根据一个实施例,热电元件150具有的厚度在1-20mm的范围内,例如2-8mm,根据一个变型,大约4mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。根据一个实施例,热电元件具有的表面在0.01mm2-200cm2的范围内。
中间导热元件160具有的厚度被调整成使得其填充热电元件150与第二导热层120之间的空间。根据一个实施例,中间导热元件具有的厚度在5-30mm的范围内,例如10-20mm,根据一个变型,大约15mm,该厚度尤其取决于应用以及期望的热传导和效率。
根据一个实施例,第一和第二壳体元件具有的厚度在0.2-4mm的范围内,例如0.5-1mm,并且尤其取决于应用和效率。
根据一个实施例,热膜具有的厚度在0.05-1mm的范围内,例如大约0.4mm,并且尤其取决于应用。
根据一个实施例,如上所述的热管/热板形状的第三热传导层具有的厚度在2-8mm的范围内,例如大约4mm,该厚度尤其取决于应用、期望的效率和热传导。
根据一个实施例,模块元件/表面元件500的表面在25-2000cm2的范围内,例如75-1000cm2。根据一个实施例,表面元件的厚度在5-60mm的范围内,例如10-25mm,该厚度尤其取决于期望的热传导和效率以及不同层的材料。
图7a示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示表面的侧视图。
根据一个实施例,显示表面50是发射类型的。发射类型的显示表面是指积极地(actively,有效地)产生和辐射光LE的显示表面。发射类型的显示元件的实例例如是使用以下任何一种技术的显示表面:LCD(“液晶显示器”)、LED(“发光二极管”)、OLED(“有机发光二极管”)或基于有机或非有机电致技术或类似技术的其它合适的发射技术。
图7b示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示表面的侧视图。
根据一个优选实施例,显示表面50是反射类型的。反射类型的显示表面是指设置成接收入射光LI并通过使用所述入射光LI来辐射反射光LR的显示表面。发射类型的显示元件的实例例如是使用以下任何一种技术的显示表面:ECI(“电控有机电致”)、ECO(“电控无机电致”)或其它合适的反射技术,诸如“E-ink”、电泳、胆甾型、耦合到一个或多个光学薄膜的MEMS(微机电系统)或电射流。通过利用反射类型的显示表面50,能够产生至少一个频谱,所述频谱真实地反映结构/颜色,因为这种类型使用天然的入射光而不是自产生光(例如发射类型的显示表面(如LCD)那样)。对于反射类型的显示表面常见的是,所施加的电压能够改变每个单独的图像元素P1-P4的反射特性。通过控制对每个图像元素所施加的电压,从而使得每个图像元素能够在取决于所施加的电压的入射光的反射下再现某种颜色。
根据一个替换实施例,显示表面50是反射和发射类型的,诸如多模态液晶(多模态LCD)。其中,根据该实施例,所述显示器表面50被设置为既发射至少一个频谱又反射至少一个频谱。
图7c示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示表面的俯视图。
显示表面50包括多个图像元素(“像素”)P1-P4,其中,每个所述图像元素P1-P4均包括多个子元素(“子像素”)S1-S4。所述图像元素P1-P4具有高度为H的延伸部且宽度为W的延伸部。
根据一个实施例,每个图像元素具有0.01-100mm的范围内(例如,5-30mm)的高度H的延伸部。
根据一个实施例,每个图像元素具有0.01-100mm的范围内(例如,5-30mm)的宽度W的延伸部。
根据一个实施例,每个图像元素P1-P4包括至少三个子元素S1-S4。其中,所述至少三个子元素中的每个被设置为辐射原色红色、绿色或蓝色(RGB)或者合成色(secondary colour,复色)青色、品红色、黄色或黑色(CMYK)中的一种。通过利用控制信号控制从相应子元素发射的光强度,每个图像元素可以辐射任何颜色/频谱,例如黑色或白色。
根据一个实施例,每个图像元素P1-P4包括至少四个子元素S1-S4。其中,所述四个子元素中的每个被设置为辐射原色红色、绿色或蓝色(RGB)或者合成颜色青色、品红色、黄色或黑色(CMYK)中的一种,并且其中,所述四个子元素中的一个被设置为辐射包括落在可视波长之外的分量的一个或多个频谱,例如被设置成辐射包括红外波长内的分量的一个或多个频谱。通过辐射包括落在红外区域内的分量和落在可视区域内的一个或多个分量的一个或多个频谱,能够利用落在红外区域内的分量,除了控制视觉信号外还能够控制热信号。这有助于利用所述热电元件150来缩短与改变热信号相关的响应时间。
所述显示表面可以根据几种不同的配置与参照图7c的示例性显示表面相比不同地进行布置。作为实例,更多或更少的图像元素可以是配置的一部分,并且这些图像元素可以包括更多或更少的子元素。
根据一个实施例,显示表面通过薄膜构成,例如基本上由聚合物材料构成的薄膜。所述薄膜可以包括一个或多个有源和/或无源层/薄层和一个或多个组件,诸如电响应部件/层或无源/有源滤波器。
根据一个实施例,显示表面50由柔性薄膜构成。
根据一个实施例,显示表面50具有的厚度在0.01-5mm的范围内,例如0.1-0.5mm并且尤其取决于应用和期望的效率。
根据一个实施例,显示表面50的图像元素P1-P4具有的宽度在1-5mm的范围内,例如0.5-1.5mm,并且具有的高度在1-5mm的范围内,例如0.5-1.5mm,其中该尺寸尤其取决于应用和期望的效率。
根据一个实施例,显示表面50具有的厚度在0.05-15mm的范围内,例如0.1-0.5mm,根据一个变型,大约0.3mm,其中,该厚度尤其取决于应用以及热渗透性、颜色再现和效率。
根据一个实施例,显示表面50被构造为具有工作温度范围,该工作温度范围包括期望在其中进行热适配的温度范围,例如在-20-150℃内。这有助于用于期望的视觉适配的至少一个预定频谱的再现基本上不受来自底部层的用于热适配的期望温度的影响。
根据一个实施例,显示表面50是发射类型的,并且布置成提供方向依赖型反射。作为实例,显示表面50的每个图像元素可被配置为交替地提供至少两个不同的频谱。这可通过提供至少两个彼此独立的控制信号来实现,使得每个图像元素在至少两个不同的时间点上再现由一个或多个更新频率限定的至少两个不同的频谱。
图7d示意性示出了根据本发明一个实施例的显示表面的侧视图。
根据一个实施例,显示表面50是反射类型的,并且布置成提供方向依赖型反射。根据该实施例,显示表面包括至少一个第一底部显示层51和第二上部显示层52。所述第一显示层51被设置为包括至少一个弯曲反射表面53的反射层。根据该实施例,所述至少一个弯曲反射表面的轮廓形成为多个四边形。所述第二显示层52被设置为包括至少一个光学滤光片结构55、56的阻挡层,其中所述至少一个滤光片结构被布置成阻挡所选择的入射角度的入射光,从而阻挡来自第一显示层51的反射。所述弯曲反射表面53包括多个子表面51A-F,每个子表面布置成反射在预定角度范围内或在预定角度的入射光。根据该实施例,弯曲反射表面53包括被设置成基本上平行于由显示表面构成的平面的第一子表面51B和第二子表面51E。所述第一和第二子表面被布置成反射基本上正交于显示表面50入射的光。弯曲反射表面53还包括第三子表面51A、第四子表面51C、第五子表面51D和第六子表面51F。所述第四和第六子表面51C、51F被布置成反射在相对于正交轴线以第一预定角度θ1位移的预定角度范围内入射的光。所述第三和第五子表面51A、51D被布置成反射在相对于正交轴线以第二预定角度θ2位移的预定角度范围内入射的光,其中,所述第一预定角度相对所述第二预定角度落在正交轴线的相对侧。
根据一个实施例,阻挡层包括至少一个第一滤波片结构55。其中,所述至少一个第一滤波片结构55设置成三角的,具有沿显示表面的竖直方向的延伸部,即形成为三角棱镜(prism,棱柱)。
根据一个实施例,阻挡层包括至少一个第二滤波片结构56,其中,所述至少一个第二滤波片结构56设置为多个抽头(tap)/杆,具有沿显示表面的正交方向的延伸部,其中,所述至少一个第二滤波片结构56的长度被构造成避免阻挡在相对于正交轴线以第一预定角度位移的所述预定角度范围内入射的光,以及避免阻挡在相对于正交轴线以第二预定角度位移的所述预定角度范围内入射的光。这有助于限制角度范围,在该角度范围内发生朝着显示表面基本上正交入射的光的反射。
图7e示意性地示出了根据本发明一个实施例的显示表面的部分的平面图。
根据一个实施例,所述弯曲反射表面53被布置以形成三维图案,其中,所述三维图案包括多个列和多个行的截棱锥,即棱锥的矩阵,其中,棱锥的上部结构已经在平行于棱锥体的底表面的平面中被切除。根据该实施例,阻挡层52的所述至少一个第一滤波片结构55形成为由截棱锥围绕的中心棱锥,其渐缩的延伸方向与反射层的截棱锥相反。阻挡层的中心点由中心定位的棱锥的顶部位置限定,其中相关的截棱锥沿中心定位的侧面设置,阻挡层的中心点被设置成定位在形成于反射层53的截棱锥的行和列之间的交叉点的上方的中心,如图7e中的虚线箭头所示。通过如上所述地设置弯曲反射表面53和滤波片结构55,形成与所述反射表面的相应子表面正交的狭缝,所述狭缝没有阻挡,由此能够启动方向依赖型反射,从而能够启动落在所述狭缝内的入射光的反射。根据该实施例,由弯曲反射层的截棱锥的前表面形成的每个子表面51G-51K被设置成每个提供至少一个图像元素。这有助于单独调节落在五个不同的入射角度或五个不同的入射角度范围内的入射光的反射。
根据图7d-e,通过提供方向依赖型的显示表面50,有助于相对于显示表面的正交轴线以不同视角再现至少一个频谱,诸如一种或多种图案和颜色。从而也有助于以不同视角辐射不同的图案和颜色。
显示表面50的配置可以不同于参考图7d-e所描述的配置。所述阻挡层的滤波片结构的位移和配置可以例如以不同方式配置。滤波片结构的数量也可以不同。所述第一显示层51可布置为发射层。显示表面50可以包括更多或更少的层。另外,干涉现象与多个反射层、光学延迟层中之一以及一个或多个圆形偏振或一个或多个线性偏振层一起结合一个或多个四分之一(1/4)波长延迟层可以用来提供方向依赖型的反射。
根据一个实施例,显示表面50包括至少一个阻挡层,其中,所述至少一个阻挡层被设置成具有热和视觉渗透性,以及被设置为大致不透湿气和液体。通过将至少一个阻挡层应用于显示表面,在外部环境影响方面,坚固性和耐久性得到改善。
图8a示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的结构的平面图。
参照图8a,示出了设置在设备的至少一个的元件/层中的频率选择显示表面FSS。
根据该实施例,频率选择表面FSS(诸如图6b所示例的)被集成在第一壳体元件510和第一导热层110中。
频率选择表面FSS例如可以通过形成多个谐振狭缝元件来提供,诸如设置在第一壳体元件510和第一导热元件110中的“补片(patch)”或者被布置为延伸穿过第一壳体元件和第一导热层110的贯穿结构STR,其中每个贯穿结构STR例如形成为交叉的偶极子。所述谐振狭缝元件形成为合适的几何图案,例如周期性的金属图案,从而达到合适的电学特性。通过配置相应的多个谐振元件的形式以及由所述多个谐振元件形成的几何图案,有助于由雷达系统产生的入射无线电波(RF,“射频”)被过滤/传输通过所述频率选择表面。作为实例,频率选择表面可以布置成穿过一个或多个频率的无线电波,其中,所述一个或多个频率与一频率范围相关,典型地与诸如频率范围在0.1-100GHz,例如10-30GHz内的雷达系统相关联。
根据该实施例,所述多个谐振元件形成为从所述第一导热元件110和所述第一壳体元件510的中心周边布置的贯穿结构,使得它们不会与底部温度产生元件150重叠,从而从底部温度产生元件150到表面元件的上部结构的热传导性基本上不受影响。
根据该实施例,所述设备包括雷达抑制元件190,也被称为雷达吸收元件190。所述雷达吸收元件190被设置成吸收雷达系统产生的入射无线电波。
根据一个实施例,所述多个谐振狭缝元件形成为以下任一种替换形状:方形、矩形、圆形、耶路撒冷(Jerusalem)十字形、偶极子、线、交叉线、两个周期性条状或其它合适的频率选择结构。
根据一个实施例,所述频率选择表面FSS布置成与由电可控的导电聚合物构成的至少一层组合,由此可通过将电压施加到所述电可控制的导电聚合物的所述至少一层来控制频率选择表面布置成从中穿过的频率范围或频率。
根据一个替代实施例,一个或多个微机电系统结构(MEMS)可以集成到所述频率选择表面中,并且其中,所述一个或多个MEMS结构设置成控制用于不同频率范围内的无线电波的所述频率选择表面的渗透性。
根据一个实施例,雷达吸收单元190具有的厚度在0.1-5mm的范围内,例如,0.5-1.5mm,其中该厚度尤其取决于应用和期望的效率。
根据一个实施例,所述雷达吸收层由覆盖有包括铁球(“铁球漆层(Iron ball paint)”)的一层形成,包括覆盖有羰基铁或铁氧体的小球。替换地,所述漆层包括铁磁流体物质和非磁性物质两者。
根据一个实施例,所述雷达吸收元件由一种材料形成,该材料包括具有铁氧体颗粒或“碳黑”颗粒的氯丁橡胶聚合物层,包括嵌入在由所述聚合物层形成的聚合物基体中的一定百分比的结晶石墨。结晶石墨的百分比可以在例如20-40%的范围内,例如30%。
根据一个实施例,所述雷达吸收元件由泡沫材料形成。作为实例,所述泡沫材料可由具有“碳黑”的聚氨酯泡沫形成。
根据一个实施例,所述雷达吸收元件由纳米材料形成。
图8b示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的结构中的温度流的平面图。
参照图8b,示出了设置在设备的至少一个元件/层中的频率选择表面FSS。
根据该实施例,频率选择表面FSS(诸如图6b所示例的)被集成到第一壳体元件510和第一导热元件110中。根据该实施例,谐振元件以环绕布置有所述至少一个热电元件150的应用区域510A或110A的几何金属图案形成,使得多个狭缝不含所述多个谐振元件。所述多个狭缝被设置为在第一导热表面和第一壳体元件的平面中大体上沿着直线延伸,其中所述多个狭缝从所述应用区域的中心点延伸。这有助于热量沿着所述多个狭缝有效传递至所述第一导热层110和所述第一壳体元件510的周边部分,其中热传递用箭头E表示。
图9示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备的护甲元件的分解的三维视图。
根据本发明的设备的一个实施例,表面元件包括至少一个护甲元件180,诸如根据图6a-b所示例的,所述护甲元件设置成保护至少一个表面元件底部结构免受直接火、爆炸和/或爆裂碎片。通过提供表面元件的至少一个护甲元件,有助于对象的模块化护甲包覆有多个表面元件,其中可以容易地更换各个废弃的表面元件。
根据一个实施例,护甲元件180由氧化铝构成,例如Al2O3或就弹道防护性方面来说具有良好性能的其它类似材料。
根据一个实施例,护甲元件180具有的厚度在4-30mm的范围内,例如8-20mm,其中该厚度尤其取决于应用和期望的效率。
根据本发明的设备的一个实施例,导热元件160由具有良好的热传导性以及弹道防护性的材料形成,例如碳化硅SiC。
根据一个实施例,所述导热元件和护甲元件180中的至少一个由纳米材料形成。
护甲元件180和/或导热元件160可以布置为至少根据NATO标准,7.62AP WC(“STANAG级3”)所定义的保护类别提供弹道防护。
根据本发明的设备的一个实施例,诸如参考图4a或图6a-b所示例的,表面元件包括至少一个电磁保护结构(未示出),所述电磁保护结构布置成针对电磁脉冲(EMP)提供保护,所述电磁脉冲可由武器系统产生,其目的在于使电子系统失效。所述至少一个电磁保护结构可以例如由吸收/反射电磁辐射的薄层形成,例如铝箔或其它合适材料的薄层。
根据一个替换实施例,一个或多个子结构被配置成提供至少包围控制电路的屏蔽笼。
根据一个替换实施例,表面元件设置成提供屏蔽笼和布置成吸收/反射电磁辐射的至少一个薄层。
根据本发明的设备的一个实施例,表面元件的壳体设置成防水的,以能够用于海洋应用领域,其中表面元件安装在位于海军舰艇的水面以下和/或以上的结构上。
图10示意性地示出了根据本发明一个实施例的模块元件500的平面图。
根据该实施例,模块元件500为六角形的。这有利于例如在根据图12a-c构成模块系统期间进行简单和一般的适配和组装。此外,在整个六边形表面上可以产生均匀的温度,可以避免其中局部温差可能出现在例如直角形状的模块元件的角中的情况。
模块元件500包括连接到热电元件150和所述至少一个显示表面50的控制电路200,其中,根据图5a,热电元件150设置成对模块元件500的第一导热层110的一部分产生预定温度梯度,所述预定温度梯度通过将电压从控制电路施加到热电元件150来提供,所述电压基于来自控制电路200的温度数据或温度信息。
模块元件500包括用于电连接各模块元件的接口570,以便相互连接成模块系统。根据一个实施例,该接口包括连接器570。
模块元件的尺寸可以小至约5cm2的表面,该模块元件的尺寸受控制电路的尺寸的限制。
图11示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的设备VI。
例如根据图6a、6b,该设备包括控制电路200或控制单元200以及表面元件500,其中,控制电路连接到表面元件500。该设备还包括至少一个显示表面50和热电元件150。所述至少一个显示表面50设置成从控制电路200接收电压/电流,根据上述,显示表面150以如下方式构造:当施加电压时,至少一个频谱从显示表面50的一侧辐射。所述热电元件150设置成从控制电路200接收电压,根据上述,热电元件150以如下方式构造:当施加电压时,来自热电元件150一侧的热量超越热电元件的另一侧。
根据该实施例,设备包括温度感测装置210,该温度感测装置布置成感测表面元件500的当前温度。根据一个实施例,例如如图6a所示的,温度感测装置210设置在热电元件150的外表面上或与该热电元件的外表面结合,使得正被感测到的温度是表面元件500的外部温度。
控制电路200包括布置为感测例如背景温度的温度的热感测装置610。控制电路200还包括软件单元620,所述软件单元布置成接收和处理来自热感测装置610的温度数据。因此,热感测装置610通过链路602连接到软件单元620,其中软件单元620布置为接收表示背景数据的信号。
控制电路200包括视觉感测装置615,该视觉感测装置被设置成感测视觉结构,诸如描述设备周围的目标的一个或多个视觉结构。所述软件单元620被设置成接收和处理包括一个或多个图像/图像序列的视觉结构数据。因此,视觉感测装置615经由链路599连接到软件单元620,其中软件单元620被设置成接收表示背景视觉结构数据的信号。
软件单元620还被设置成接收来自于用户界面630的指令,该软件单元布置成与用户界面进行通信。软件单元620经由链路603连接到用户界面630。软件单元620被布置成经由链路603接收来自用户界面的信号,所述信号表示指令数据,即,软件单元620将要如何对来自热感测装置610的温度数据和来自视觉感测装置615的视觉结构数据进行软件处理的信息。例如当设备布置在例如军用运输工具上并旨在用于热和视觉伪装和/或与所述运输工具的特定的热和/或视觉图案适配时,用户界面630可以被配置为使得操作者可从估计的危险方向进行选择以集中设备的可用功率,从而实现对于背景的最佳可能信号。这在图14中更详细地说明。
根据该实施例,控制电路200还包括经由链路604连接到软件单元620的模/数转换器640。软件单元620被布置成经由链路604接收信号,所述信号表示来自软件单元620的信息包,并且软件单元被布置成转换该信息包,即从用户界面630通信的信息和处理后的温度数据。用户界面630被设置成从已选择的威胁方向确定将由哪个照相机/摄像机/IR照相机/传感器将信息传递给软件单元620。根据一个实施例,所有的模拟信息在模/数转换器640中都经由作为小集成电路的标准A/D转换器而转变成二进制数字信息。因此不需要线缆。根据结合图12a-c所描述的实施例,数字信息被设置成叠置在运输工具的电流供给框架上。
控制电路200还包括经由链路605与数/模转换器640连接的数字信息接收器650。从软件单元620,信息被模拟发送到数/模转换器640,在所述数/模转换器中,已登记有关于每个表面元件应具有的温度的信息(期望值)。所有这些在数/模转换器640中被数字化并按照标准程序发送作为数字序列,该数字序列包括用于每个表面元件500的唯一数字身份(digitalidentity,数字识别),具有关于期望值等的相关信息。此序列被数字信息接收器650读取,并且仅与数字信息接收器650中的预先编程的内容对应的身份被读取。在每个表面元件500中,设置有具有唯一身份的数字信息接收器650。当数字信息接收器650感测到与正确数字身份接近的数字序列时,其设置为登记相关信息,但不登记其余的数字信息。这个过程发生在每个数字信息接收器650中,并且获得对于每个表面元件500的唯一信息。这种技术被称为CAN技术。
控制电路还包括经由链路605与模/数转换器640连接的温度控制电路600。温度控制电路600被设置成经由链路605接收表示温度数据的数字串形式的数字信号。
温度感测装置210经由反馈链路205连接到温度控制电路,其中温度控制电路600被设置成经由链路205接收表示通过温度感测装置210感测到的温度数据的信号。
温度控制电路600经由链路203、204连接到热电元件,用于施加电压到热电元件150。温度控制电路600被设置成将来自所述温度感装置210的温度数据与来自热感测装置610的温度数据进行比较,其中控制电路600被设置成对应于温度差而在热电元件150上发送电流/施加电压,使得表面元件500的温度被适配于背景温度。因此,通过温度感测装置210感测的温度被设置成与来自控制电路200的热感测装置610的连续温度信息进行比较。
根据该实施例,温度控制电路600包括数字信息接收器650、经由链路606连接到数字信息接收器650的所谓的PID电路660、以及经由链路607连接到PID电路的调节器670。在链路606中,表示特定数字信息的信号被设置成对于每个可控的表面元件500适宜地发送,使得期望值和实际值对应。
调节器670然后经由链路203、204连接到热电元件150。温度感测装置210经由链路205连接到PID电路660,其中该PID电路被布置成经由链路205来接收表示通过温度感测装置210感测的温度数据的信号。调节器670经由链路607被布置成从PID电路660接收表示增大或减小提供给热电元件150的电流/电压信息的信号。
控制电路200还包括经由链路598连接到数/模转换器640的数字信息接收器655。从软件单元620,信息被模拟发送到数/模转换器640,在数/模转换器中,已登记有关于每个表面元件应具有哪个视觉结构的信息。所有这些在数/模转换器640中被数字化并按照标准程序发送作为数字序列,该数字序列包括用于每个表面元件500的唯一数字身份。此序列被数字信息接收器655读取,并且仅与数字信息接收器655中的预先编程的内容对应的身份被读取。在每个表面元件500中,设置有具有唯一身份的数字信息接收器655。当数字信息接收器655感测到与正确数字身份接近的数字序列时,所述数字信息接收器设置为登记相关信息,但不登记其余的数字信息。这个过程发生在每个数字信息接收器655中,并且获得对于每个表面元件500的唯一信息。这种技术被称为CAN技术。
控制电路200还包括经由链路598连接到数/模转换器640的图像控制电路601。图像控制电路601设置成经由链路598接收表示视觉结构数据(诸如表示一个或多个图像/图像序列的数据)的数字串形式的数字信号。
图像控制电路601经由链路221、222连接到显示表面50,用于施加电压至显示表面50。图像控制电路601被设置成接收来自所述视觉感测装置的视觉结构数据并将所述视觉结构数据存储在至少一个存储缓冲器中,其中图像控制电路601被设置成以预定的时间间隔连续地读取所述存储缓冲器并发送至少一个信号/电流至/施加至少一个电压在显示表面50上,其对应于每个图像元素P1-P4的每个子元素S1-S4的希望的光强/反射特性,使得表面元件500的表面是所辐射的至少一个频谱适用于由所述视觉结构数据描述的视觉背景结构。
根据本实施例,图像控制电路601包括数字信息接收器655、经由链路625连接到数字信息接收器655的图像控制装置665、以及经由链路626连接到图像控制装置665的图像调节器675。图像控制装置665至少包括数据处理装置和存储器单元。图像控制装置665被设置成接收来自数字信息接收器655的数据并将该数据存储在所述存储器单元的存储缓冲器中。图像控制装置还被设置成例如以预定的更新频率通过实施查找表(LUT)或其他适当的算法来处理存储在所述存储缓冲器中的数据,所述算法将存储在存储缓冲器中的数据映射到表面元件500的显示表面50的各个图像元素P1-P4和/或子元素S1-S4。在链路625中,表示特定数字信息的信号被设置成对于可控的表面元件500的显示表面50适宜地发送,使得从显示表面50辐射的至少一个频谱与来自数字信息接收器的登记数据相对应。在链路626中,表示特定数字信息的信号被设置成对于可控的表面元件500的显示表面50的相应图像元素P1-P4和/或子元素S1-S4适宜地发送,使得从显示表面50辐射的至少一个频谱与来自数字信息接收器50的登记数据相对应。
然后图像调节器675经由链路221、222连接到显示表面50。图像调节器675经由链路626被设置以从图像控制装置655接收表示增大或减小提供给显示表面50的相应图像元素P1-P4和/或子元素S1-S4的电流/电压信息的信号。图像调节器675进一步被设置成根据从图像控制装置655所接收的信号经由链路221、222发送一个或多个信号至显示表面50。被设置成从图像调节器发送至显示表面50的所述一个或多个信号可包括以下信号中的一个或多个:脉冲调制信号、脉冲幅度调制信号、脉冲宽度调制信号、脉冲编码调制信号、脉冲位移调制信号、模拟信号(电流、电压)、所述一个或多个信号的组合和/或调制。
热电元件150被配置成如下形式:当施加电压时,来自热电元件150一侧的热量超越热电元件150的另一侧。当与来自热感测装置150的温度信息相比而言通过温度感测装置210感测的温度不同于来自热感测装置150的温度信息时,施加到热电元件150电压被设置成被调节的,使得实际值与期望值对应,其中表面元件500的表面的温度通过热电元件被相应地适配。
根据一个实施例,热感测装置150包括至少一个温度传感器,诸如布置成测量环境的温度的温度计。根据另一个实施例,热感测装置150包括被设置成测量背景的表观温度的至少一个IR传感器,即被设置成测量背景温度的平均值。根据又一实施例,热感测装置150包括被设置成感测背景的热结构的至少一个IR摄像机。结合图12a-c更详细地描述热感测装置的这些不同的变型。
根据一个实施例,所述温度控制电路600被设置成发送与实际和/或期望值相关的温度信息至软件单元620。根据该实施例,所述软件单元620被设置成处理实际和/或期望值以及用于温度控制的响应时间的特性描述,以便提供温度补偿信息。其中,所述温度补偿信息被发送到图像控制电路601,该图像控制电路被布置成除了提供对应于背景的视觉结构的至少一个频谱外还提供使所述至少一个显示表面50辐射落在红外频谱内的至少一个波长分量的信息。这有助于改进与实现热适配相关的响应时间。
根据一个实施例,控制电路200包括距离检测装置(未示出),诸如布置成测量与装置周围环境中的一个或多个物体的距离及角度的激光测距仪。所述软件单元620被设置成从所述距离检测装置接收和处理距离数据和角度数据。因此,距离检测装置经由链路(未示出)连接到软件单元620,其中,软件单元被设置成接收表示距离数据和角度数据的信号。所述软件单元620被设置成通过使温度数据和视觉结构数据与距离数据和角度数据相关(诸如通过使距离和角度与背景中的物体关联)而处理温度数据和视觉结构数据。所述软件单元620还被设置成,基于与相关距离和角度相关联的所述温度数据和视觉结构数据,与描述所述热感测装置和所述视觉感测装置的特性的数据相结合,而应用至少一个变换(诸如透视变换)。因此,能够启动通过改进的透视和/或距离对至少一种选择对象/温度结构和/或视觉结构进行投影。这例如可以用来生成假信号,诸如参考图14所描述的,从而可调整期望模拟的对象的再现,使得距对象的距离以及该物体的透视相对于热感测装置和/或视觉感测装置感知到的距离和透视发生改变。
根据该实施例,用户界面630可被设置成提供一界面,该界面使操作者能够选择期望被可视再现和热再现的至少一个对象/结构。为了能够修改透视,软件单元620可被进一步设置为在一段时间内登记并处理描述与对象/结构的距离及角度的数据,在此期间,所述设备或对象/结构被定位成使得所述对象/结构的至少彼此独立的不同视角被所述热感测装置和/或所述视觉感测装置感知到。
在表面元件500包括雷达吸收元件的情况下,例如根据图8a-b,根据一个实施例,控制电路被设置成进行无线通信。通过提供至少一个无线发射和接收单元并通过使用频率选择表面结构的至少一个谐振缝隙元件STR作为天线,能够进行无线通信。根据该实施例,控制电路可被设置为在短波频率范围(例如在30GHz频带)内通信。这有助于减少例如参考图12g所描述的与所述控制电路中和/或支承结构/框架中的数据/信号的通信相关联的链路的数量。
控制电路的配置可以不同于参考图11所描述的配置。控制电路可以例如包括更多或更少的子部件/链路。此外,一个或多个部分可以设置在控制电路200的外部,诸如布置在外部中央配置中,那里例如设置有用户界面630、软件单元620、数/模转换器640、温度感测装置610和视觉感测装置615以对于至少一个表面元件500提供数据并处理数据,包括局部控制电路,包括通信地连接至所述中心配置的数/模转换器的所述温度控制电路600和所述图像控制电路601。
图12a示意性地示出了包括表面元件500或模块元件500的模块系统700的部分VII-a以表示热背景或对应;图12b示意性地示出了图12a中的模块系统的放大部分VII-b;以及图12c示意性地示出了图12b中的部分的放大部分VII-c。
单独温度调节和/或视觉控制被布置成单独地借助于布置在每个模块元件500中的控制电路(例如图11中的控制电路)而出现在每个模块元件500中。根据一个实施例,每个模块元件500由图6a-b中的模块元件构成。
根据该实施例,对应的模块元件500具有六边形形状。在图12a-b中,模块元件500示出为具有格子图案。根据该实施例,模块系统700包括被布置成接收对应的模块元件的构架710。根据该实施例,该构架具有蜂巢构造,即通过多个六边形框架712相互连接,相应的六边形框架712被设置为接收对应的模块元件500。
根据该实施例,构架710被设置成供应电流。每个六边形框架712设有包括连接器720的接口720,通过该连接器,模块元件500被设置成电接合。根据图11,表示通过热感测装置感测到的背景温度的数字信息被设置成叠加在构架710上。由于所述构架本身被设置成供应电流,电缆的数量可以减少。在构架中,电流将被输送到每个模块元件500,但同时也与含有用于每个模块元件500的唯一信息的电流、数字序列叠加。这样,在架构中不需要电缆。
该构件在高度和表面的尺寸方面适于接收模块元件500。
相应模块元件的数字信息接收器(诸如结合图11所描述的)于是被设置为接收数字信息,其中根据图11,温度控制电路和图像控制电路被布置为根据结合图11中所描述的进行调节。
根据一个实施例,该设备布置在飞行器上,诸如军用运输工具。构架710然后被设置为固定在例如运输工具上,其中构架710被设置成提供电流和数字信号。通过将构架710设置在运输工具的本体上,构架710同时提供紧固到飞行器/运输工具的本体,即构架710被布置为支撑模块系统700。通过使用模块元件500,尤其获得的优点是:如果一个模块元件500由于某种原因发生故障,只需要更换发生故障的模块元件。此外,模块元件500有助于根据应用而进行适配。模块元件500可能由于电故障(诸如短路)、外部影响和由于碎片损坏和各种的弹药损坏而发生故障。
相应模块元件的电子器件优选地被封装在相应的模块元件500中,使得在例如天线中的电信号的感应被最小化。
例如运输工具的本体被设置成用作接地层(ground plane)730,而构架710,优选地构架的上部,被设置成构成相。在图12b-c中,I是构架中的电流,Ti是包含传送到模块元件I的温度和视觉结构的数字信息,并且D为偏差,即告知用于每个模块元件的期望值和实际值之间存在多大差异的数字信号。这种信息以相反方向发送,因为根据例如图11,该信息应被显示在用户界面630中,使得用户知道系统的温度适配在目前有多好。
例如根据图11,温度感测装置210设置成与相应模块元件500的热电元件150连接,以感测该模块元件500的外部温度。然后,该外部温度被设置为与通过热感测装置感测到的背景温度连续地比较,诸如以上结合图10和图11所描述的。当它们不同时,装置(诸如接合图11所描述的温度控制电路11)被设置成调整到模块元件的热电元件的电压,使得实际值和期望值对应。系统的信号效率的程度(即可实现的热适配的程度)取决于使用的是哪个热感测装置(即哪个温度基准)—温度传感器、IR传感器或IR照相机。
根据一个实施例,由于热感测装置由设置成测量环境温度的至少一个温度传感器(诸如温度计)构成,所以背景温度的表示不太精确,但温度传感器具有的优点在于,它是成本有效的。在应用于运输工具等时,温度传感器优选地布置在运输工具的空气入口中,以便使运输工具的加热区域的影响最小化。
根据一个实施例,由于热感测装置由设置成测量背景的表观温度(即,设置成测量背景温度的平均值)的至少一个IR传感器构成,所以实现了背景温度的更正确的值。IR传感器优选地放置在运输工具的所有侧面上,以便覆盖不同的威胁方向。
根据一个实施例,由于热感测装置由设置为感测背景的热结构的IR照相机构成,所以可以实现与背景的几乎完美的适配,背景的温度变化可表示在例如运输工具上。这里,模块元件500将对应于在所讨论的距离处由背景占用的那组像素的温度。这些IR照相机像素被设置成分组的,使得IR照相机的分辨率对应于由模块系统的分辨率表示的分辨率,即,每个模块元件对应于一个像素。由此,实现了背景温度的很好的表示,使得例如太阳的热量、雪污渍、水池、背景的不同发射特性等(常常具有与空气不同的另一温度)可被正确地表示。这有效地阻碍了清晰轮廓和均匀的大加热表面的产生,从而有助于运输工具的非常好的热伪装,并且可表示较小表面上的温度变化。
根据一个实施例,由于视觉感测装置由设置成感测背景的视觉结构(颜色、图案)的照相机(诸如摄像机)构成,所以可以实现与背景的几乎完美的适配,背景的视觉结构可表示在例如运输工具上。这里,模块元件500将对应于在所讨论的距离处由背景占用的那组像素的视觉结构。这些摄像机像素被设置成分组的,使得摄像机的分辨率对应于由模块系统的分辨率表示的分辨率,即,每个相应的模块元件对应于由设置在相应模块元件的显示表面上的图像元素的数量定义的多个像素(图像元素)。因此,实现了背景结构的很好的表示,使得例如即使由摄像机拍摄的相对较小的视觉结构也被正确地再现。一个或多个摄像机优选地设置在运输工具的一个或多个侧面上,以便覆盖从几个不同的威胁方向看到的再现。在显示表面被配置为依赖于方向的情况下,例如根据图7d-e,由视觉感测装置在不同角度感测到的视觉结构可用于分别地控制在不同观察角度下适用于图像再现的图像元素,从而这些再现了对应于视觉感测装置所感测到的方向的视觉结构。
图12d示意性地示出了根据本发明一个实施例的用于信号适配的包括表面元件的模块系统VII或模块系统VII的一部分的平面图,并且图12e示意性地示出了图12d中的模块系统VII的侧视图。
根据该实施例的模块系统VII与根据图12a-c所示的实施例中的模块元件700的不同在于,代替由构架710构成的支撑结构,提供了由一个或多个支撑构件750或支撑板750构成的支撑结构750来用于支撑相互连接的模块元件500。
因此,所述支撑结构可以由一个支撑构件750形成,如图12a-c中所示,或者由多个相互连接的支撑构件750形成。
支撑构件由满足热需求和与坚固性和耐久性相关的需求的任何材料制成。根据一个实施例,支撑构件750由铝制成,铝具有这样的优点:很轻,坚固且耐用。可替换地,支撑构件750由钢制成,其也是坚固耐用的。
根据该实施例,具有薄片结构的支撑构件750具有基本平坦的表面和方形形状。支撑构件750替换地可具有任何适当的形状,诸如矩形、六边形等。
支撑构件750的厚度在5-30mm的范围内,例如10-20mm。
如上所述包括温度产生元件150和显示表面50的相互连接的模块元件500设置在支撑构件750上。支撑构件750被设置成供应电流。支撑构件750包括用于与每个单个模块元件相互通信的链路761、762、771、772、773、774,所述链路集成于支撑构件750中。
根据该实施例,模块系统包括支撑构件750和布置在支撑构件750的顶部上的七个相互连接的六边形模块元件500,所述六边形模块元件以如下方式布置:左列为两个模块元件500、中间列为三个模块元件500、右列为两个模块元件500。因此,一个六边形模块元件布置在中间,而另外的六个围绕该中间模块元件布置在支撑构件750上。
根据该实施例,电流供应信号和通信信号分离且不重叠,这导致通信带宽增加,因此加速了通信速率。由于增加的带宽增加了通信信号的信号速度,这简化了信号模式的变化。由此,也提高了运动过程中的热适配和视觉适配。
通过使电流信号和通信信号分离,有助于大量模块元件500的相互连接,而不会影响通信速度。每个支撑构件750包括用于数字和/或模拟信号的若干链路771、772、773、774以及用于电流供应的两个或更多个链路761、762。
根据该实施例,所述集成的链路包括用于将电流供应到每列模块元件500的第一链路761和第二链路762。所述集成的链路还包括:用于到模块元件500的信息/通信信号的第三链路771和第四链路772,所述信号是数字的和/或模拟的;以及用于来自模块元件500的信息/诊断信号的第五链路773和第六链路774,所述信号是数字的和/或模拟的。
通过具有用于将信息信号提供给模块元件500的两个链路(第三链路771和第四链路772)以及具有用于提供来自模块元件500的信息/诊断信号的两个链路(第五链路773和第六链路774),通信速度变得基本上不受限制,即,时刻发生。
图12f示意性地示出了根据本发明一个实施例的包括用于信号适配的表面元件的模块系统VIII或模块系统VIII的一部分的平面图,并且图12g示意性地示出了图12f中的模块系统VIII的分解的三维视图。
根据该实施例,模块系统VIII与根据图12d-e所示的实施例中的模块元件750的不同在于,代替支撑结构由支撑结构750提供,支撑结构755由一个或多个支撑元件755或支撑板755构成,其中每个支撑元件包括被设置成向相互连接的模块元件500提供电流供应的两个导电平面。
根据该实施例,支撑元件755包括两个连接的导电平面751-752,其中所述两个导电平面彼此隔离。所述两个导电平面751-752被设置成向所述模块元件500提供电源。
所述两个电绝缘平面中的第一平面751被设置成被供以负电压,而所述电绝缘平面中的第二平面752被设置成被供以正电压,由此能够提供对连接到支撑元件755的模块元件500的电源,而无需使用电源专用的链路。由此,支撑元件755可以使用减少数目的链路来构建,因此也变得更坚固,因为电源独立于各个链路。
根据该实施例,模块系统包括支撑元件755和用于布置在支撑元件755的顶部上的六边形模块元件的相互连接的18个紧固点,所述六边形模块元件以如下方式布置:左列的五个模块元件500,中间两列的四个和五个模块元件500,右列的五个模块元件500。
通过将两个电平面751-752中的每个平面涂覆以涂覆层或涂覆表面(例如电绝缘漆),有助于使两个导电平面751-752变得相互绝缘。
支撑元件755包括多个集成的链路780,其中每个集成的链路包括用于从或向连接的模块元件500通信的数字/模拟型的信息/诊断/通信信号的多个链路。所述多个链路中的每个被设置成从或向一列模块元件500提供通信。所述多个集成的链路可以由薄膜构成,其中,所述薄膜设置在支撑元件755处。
支撑元件755包括被布置成用于给连接的模块元件500提供紧固点和电接触表面的多个凹槽781-785。所述凹槽中的至少一个被布置成将模块元件500的接触装置放置成与所述第一和第二导电平面接触。
支撑元件755包括被设置成接收连接的模块元件500的至少一个子结构的多个凹槽和/或通孔790。根据图12g,支撑元件755包括通孔,所述通孔被布置成接收六边形状的导热元件160,诸如参考图4a或图5a-b所示例的,以使热量能够转移到底部结构并减小模块系统的厚度。
根据一个实施例,支撑元件755具有的厚度在1-30mm的范围内,例如2-10mm。根据一个实施例,每个连接的导电平面751-752具有的厚度在1-5mm的范围内,例如1mm。
根据一个实施例,支撑元件755包括设置在支撑元件755下侧的底部导热元件(未示出)。从而获得了没有第二导热层120的模块元件500的配置,第二导热层的功能由所述底部导热元件替代。通过提供设置在支撑元件755上的底部导热元件而改进了热传导性,因为对于相应的模块元件来说可获得较大的热传导表面,即与支撑元件755的尺寸相对应的表面。
根据图12d或图12f,支撑元件可连接到这些类型的其它支撑元件,其中所述支撑元件经由连接点(未示出)相互连接,连接点例如为经由根据图11a的用于经由链路实现支撑元件的电连接的连接点。由此连接点的数目被最小化。
例如根据图12d或图12f,模块元件500通过使用适当的紧固装置连接到支撑元件。
例如根据图12d或图12f,形成支撑结构的相互连接的支撑元件都将设置在飞行器(例如运输工具、轮船或类似物)的结构上。
图13示意性地示出了沿威胁方向受到威胁的对象800,诸如运输工具800,通过根据本发明的设备,在运输工具的面对威胁方向的侧面上重建背景810的视觉结构和热结构812。根据一个实施例,该设备包括根据图12a-c所示的模块系统,该模块系统设置在运输工具800上。
估计的威胁方向由箭头C示出。对象800(例如运输工具800)构成目标。威胁可能例如由布置为锁定在目标上的热/视觉/雷达侦察和监视系统、热追踪导弹或相应物体构成。
从威胁方向看,热和/或视觉背景810存在于威胁方向C的延伸线上。从威胁方向看,运输工具800的该热和/或视觉背景810的部分814被设置成通过根据本发明的热感测装置610和/或视觉感测装置615复制,使得热和/或视觉背景的那部分的复制814',根据一种变型热和/或视觉结构814',从威胁方向被看到。如结合图11所描述的,根据一种变型,热感测装置610包括IR照相机,根据一种变型包括IR传感器和根据一种变型包括温度传感器,其中IR照相机提供背景的最佳热表示。如结合图11所描述的,根据一种变型,视觉传感器装置615包括摄像机。
热和/或视觉背景814'、通过热感测装置感测/复制的背景的热和/或视觉结构,被设置成借助于该设备而交互地重建在目标(这里是运输工具800)的面向危险的侧面上,使得运输工具800热熔到背景中。在此,由于目标/运输工具800在热和视觉上与背景混为一体,因此从锁定在所述目标/运输工具上的威胁方(例如双筒望远镜/图像增强器/照相机/IR照相机或热追踪导弹的形式)检测和识别所述目标/运输工具的可能性变得更困难。
当运输工具移动时,背景的复制的热结构814'将不断地适配于热背景中的变化,这是由于根据本发明的设备的任一实施例的具有各向异性热传导性的导热层、隔离层、热电元件以及,用于感测热背景的热感测装置与温度感测装置之间的连续登记的差异的组合作用的结果。
当运输工具移动时,背景的复制的视觉结构814'将不断地适配于视觉结构中的变化,这是由于根据本发明的设备的任一实施例的显示表面和用于登记视觉结构的视觉感测装置的组合作用的结果。
因此,根据本发明的设备有助于自动热适配和视觉适配以及温度变化和视觉背景的较低的对比度,这使得检测、鉴定和识别更困难,并降低了来自潜在目标搜索者或相应物的威胁。
根据本发明的设备有助于运输工具的小雷达截面(RCS),即,通过利用频率选择和雷达抑制功能进行雷达信号的适配。其中,所述适配在运输工具静止时和运动期间都可保持。
根据本发明的设备有助于运输工具的低信号,即低对比度,使得运输工具的轮廓、排气出口的放置、冷却空气的出口的布置和尺寸、轨道支架或车轮、机关炮等(即运输工具的标记特征),可在热和视觉上最小化,这样,通过根据本发明的设备提供与背景差别较低的热和视觉信号。
根据本发明的具有根据例如图12a-c的模块系统的设备提供了一有效的热隔离层,这降低了例如AC系统的功率消耗,对太阳能加热具有较低的影响,即当设备不活动时,模块系统提供了运输工具与太阳能加热的良好热隔离,从而提高了内部气候。
图14示意性地示出了对于配备有根据本发明一个实施例的设备的对象800(诸如运输工具800)的不同潜在威胁方向,用于期望背景的热和视觉结构的重建和用于保持小雷达截面。
根据本发明的设备的一个实施例,该设备包括用于选择不同威胁方向的装置。根据一个实施例,该装置包括用户界面,例如结合图11所描述的。根据预期的威胁方向,IR信号和视觉信号将需要适配于不同的背景。根据一个实施例,图11中的用户界面630以图形方式构成,使用户能够很容易地从估计的威胁方向选择运输工具的哪一部分或者哪些部分需要/需要为活动的,以便保持对背景的低信号。
通过用户界面,操作者可以选择集中设备的可用功率,以获得最佳可能的热/视觉结构/信号,例如当背景较为复杂并要求设备的更多功率以便得到最优的热和视觉适配时,可能需要如此。
图14示出了对象800/运输工具800的不同威胁方向,通过将以半球体中画出的物体/运输工具分割为多个部分而示出威胁方向。威胁可能例如由来自上方的威胁(诸如目标追踪导弹920、直升机930等)构成,或者由来自地面的威胁(诸如战士940、坦克950等)构成。如果威胁来自上方,则运输工具的温度和视觉结构应该与地面的温度和视觉结构一致,同时它应适配于运输工具后面的背景,威胁应该直接从水平位置的前面过来。根据本发明的一个变型,定义的多个威胁区段910a-f,例如十二个威胁区段,其中六个910a-f在图14中提及,而另外的六个与半球体相对,这可通过用户界面选择。
以上已经对根据本发明的设备进行了描述,其中所述设备用于适配热和视觉伪装,使得例如运输工具在运动期间连续地通过根据本发明的设备使自身在热和视觉上很快地适配背景,背景的热结构通过热感测装置(诸如IR照相机或IR传感器)被复制,并且背景的视觉结构通过视觉感测装置(诸如照相机/摄像机)被复制。
根据本发明的设备可以有利地用于产生方向依赖型的视觉结构,例如通过利用根据图7d-e的显示表面,即利用能够产生背景的视觉结构的再现的显示表面,所述再现表示从不同观察角度观察到的背景,即落在基本正交于模块元件的相应显示表面的观察角度之外。作为示例,该设备可以再现第一视觉结构和第二视觉结构,该第一视觉结构表示从形成在直升机930的位置与运输工具800的位置之间的第一观察角度看到的背景,该第二视觉结构表示从形成在战士940或坦克的位置与运输工具950的位置之间的观察角度看到的背景。这使得能够从不同观察角度观看的正确透视更为逼真地再现背景结构。
根据本发明的设备可以有利地用于产生特定的热和/或视觉图案。根据一种变型,这通过如下方式实现:调节每个热电元件和/或由模块元件构建的模块系统的至少一个显示表面(例如如图12a-c中所示),使得模块元件接收期望的(例如不同的)温度和/或辐射期望的频谱,可以提供任何期望的热和/或视觉图案。在此,例如可以提供仅可由知道其外观的个体能够识别的图案,使得在战争情况下,有助于对己方运输工具或相应物的识别,而敌方不能识别该运输工具。可替换地,通过根据本发明的设备可以提供任何个体都知道的图案,例如十字形,使得每个人都可以在黑暗中识别救护运输工具。所述特定图案例如可以由独特的分形图案构成。所述特定图案还可以被叠加在为了信号适配的目的而期望产生的图案中,使得所述特定图案仅对于设有传感器装置/解码装置的己方兵力单元是可见的。
通过使用根据本发明的设备,有助于产生特定图案有效IFF(“敌我识别”)系统功能。与特定图案相关的信息可以例如被存储在与己方兵力的点火单元(firing unit,开火单元)相关联的存储单元中,使得所述点火单元的传感器装置/解码装置察觉并解码/识别应用有所述特定图案的对象,由此能够产生防止点火的信息。
根据另一种变型,对于例如敌人的侵入,根据本发明的设备可以用于产生其它运输工具的伪造信号。这通过如下方式实现:调节每个热电元件和/或由模块元件构建的模块系统的至少一个显示表面(例如如图12a-c中所示),从而提供运输工具的正确轮廓、视觉结构、均匀加热表面、冷空气出口或对于所讨论的运输工具为唯一的其它类型的热区域。因此需要关于该外观的信息。
根据另一种变型,根据本发明的设备可以用于远程通信。这通过如下方式实现:所述特定图案被关联到使用对解码表/解码装置的访问可以被解码的特定信息。这有助于单元之间的“无声”信息通信,其中可由对方兵力拦截的无线电波对于通信而言是不需要的。例如,涉及一个或多个以下实体的状态信息可以进行通信:燃料供给、己方兵力的位置,对方兵力的位置、弹药供应等。
进一步,可通过根据本发明的设备提供形式为例如石堆、草地和石头、不同类型的森林、城市环境(锐利和直线过渡)的热图案,所述图案看起来可以像是可视区域中的图案。这种热图案与威胁方向无关,并且集成起来相对便宜且简单。
根据一个变型,对于上述的特定图案的集成,不需要热感测装置和/或视觉感测装置,但足以调节热电元件和/或所述显示表面,即,对于模块的期望热/视觉图案,施加与期望的温度/频谱相对应的电压。
通过利用有效的信号适配,根据本发明的设备能够用于许多应用领域。作为一个实例,根据本发明的设备可以有利地用在例如服装产品(例如保护背心或制服)中,其中根据本发明的设备可以有效地隐藏人体所产生的热和视觉结构,其中电源优选地借助于电池而被设置,并且其中,根据来自描述对象/环境的数据库的数据和/或来自一个或多个传感器(IR照相机)(例如头盔照相机)的数据,执行期望的热和/或视觉伪装。
为了说明和描述的目的,提供了本发明的优选实施例的上述描述。它并不旨在是详尽的或将本发明限制在所公开的精确形式。显然,对本领域技术人员而言,许多修改和变化是显而易见的。对实施例的选择和描述是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用,由此使得本领域技术人员能够理解本发明的各种实施例以及各种修改适合于所考虑的特定用途。

Claims (23)

1.一种用于信号适配的设备,包括被设置成呈现确定热分布的至少一个表面元件(100;300;500),其中,所述表面元件包括至少一个温度产生元件(150;450a,450b,450c),所述温度产生元件被设置成对所述至少一个表面元件的一部分产生至少一个预定温度梯度,其中,所述设备的特征在于,所述至少一个表面元件(100;300;500)包括至少一个雷达抑制元件(190),其中所述至少一个雷达抑制元件(190)被设置为抑制入射无线电波的反射。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述至少一个温度产生元件(150;450a,450b,450c)被热施加于所述至少一个表面元件的一部分的子表面区域(81;110A,510A),用于对所述部分产生所述至少一个温度梯度。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中,所述部分构成所述至少一个表面元件(100;300;500)的至少一个外层(80;110,510)。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,所述至少一个外层(80;110,510)被设置为提供频率选择子表面区域(82;110B,510B),其中所述频率选择子表面区域(82;110B,510B)被设置成穿过预定频率范围内的无线电波,并且其中,所述频率选择子表面区域(82;110B,510B)具有热传导性。
5.根据权利要求4所述的设备,其中,所述频率选择子表面区域(82;110B,510B)被设置成围绕所述部分的所述子表面区域(81;110A,510A)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述频率选择子表面(82;110B,510B)以及热施加有所述至少一个温度产生元件(150;450a,450b,450c)的所述子表面区域(81)被相互设置,使得无线电波的渗透性基本上不降低所述部分的热传导性。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述至少一个表面元件(100;300;500)包括至少一个显示表面(50),所述显示表面具有热渗透性且被设置为辐射至少一个预定频谱。
8.根据权利要求7所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)被设置成允许在所述至少一个表面元件中保持所述至少一个预定温度梯度。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)为发射类型的。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)为反射类型的。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)被设置为辐射至少一个预定频谱,所述至少一个预定频谱包括落在可视区域内的至少一个分量和落在红外区域内的至少一个分量。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)被设置为在多个方向辐射至少一个预定频谱,其中,所述至少一个预定频谱是方向依赖型的。
13.根据权利要求12所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)包括多个显示子表面(51A-51K),其中所述显示子表面被设置成在至少一个预定方向上辐射至少一个预定频谱,其中用于每个显示子表面的所述至少一个预定方向相对于所述显示表面(50)的正交轴线独立地移位。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的设备,其中,所述至少一个显示表面(50)包括被设置成阻挡入射光的阻挡层(52)以及被设置成反射入射光的底部弯曲反射层(51)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述设备包括被设置成提供护甲的至少一个附加元件(180)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述设备包括构架(710)或支撑结构(750;755),其中所述构架或支撑结构被布置成提供电流和控制信号/通信。
17.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述设备包括第一导热层(110)、第二导热层(120),所述第一导热层和所述第二导热层通过中间隔离层(130;131,132)相互热隔离,其中至少一个热电元件(150;450a,450b,450c)设置成对所述第一导热层(110)的一部分产生所述预定温度梯度,并且其中所述第一层(110)和所述第二层(120)具有各向异性热传导性,使得热传导主要发生在相应层(110,120)的主传播方向上。
18.根据权利要求17所述的设备,其中,所述设备包括布置在所述热电元件(150;450a,450b,450c)与所述第二导热层(120)之间的隔离层(130;131)中的中间导热元件(160),且所述设备具有各向异性热传导性,使得热传导主要横向于所述第二导热层(120)的所述主传播方向而发生。
19.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述至少一个表面元件(100;300;500)具有六边形形状。
20.根据前述权利要求中任一项所述的设备,进一步包括视觉感测装置(615),所述视觉感测装置被设置成感测周围的视觉背景,例如视觉结构背景。
21.根据前述权利要求中任一项所述的设备,进一步包括热感测装置(610),所述热感测装置被设置成感测周围温度,例如热背景。
22.根据前述权利要求中任一项所述的设备,其中,所述表面元件(100;300;500)具有的厚度在5-60mm的范围内,优选为10-25mm。
23.一种对象(800),例如飞行器(800),包括根据前述权利要求中任一项所述的设备。
CN201280027676.9A 2011-06-07 2012-06-05 用于信号适配的设备和配有这种设备的对象 Active CN103597312B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150517A SE536137C2 (sv) 2011-06-07 2011-06-07 Anordning för signaturanpassning
SE1150517-9 2011-06-07
PCT/SE2012/050601 WO2012169958A1 (en) 2011-06-07 2012-06-05 Device for signature adaptation and object provided with such a device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103597312A true CN103597312A (zh) 2014-02-19
CN103597312B CN103597312B (zh) 2016-05-25

Family

ID=47296292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280027676.9A Active CN103597312B (zh) 2011-06-07 2012-06-05 用于信号适配的设备和配有这种设备的对象

Country Status (15)

Country Link
US (1) US9360279B2 (zh)
EP (1) EP2718662B1 (zh)
KR (1) KR101918628B1 (zh)
CN (1) CN103597312B (zh)
AU (1) AU2012267231B2 (zh)
BR (1) BR112013029244B1 (zh)
CA (1) CA2835160C (zh)
ES (1) ES2585852T3 (zh)
IL (1) IL229167A (zh)
PL (1) PL2718662T3 (zh)
RU (1) RU2589206C2 (zh)
SE (1) SE536137C2 (zh)
SG (1) SG194698A1 (zh)
WO (1) WO2012169958A1 (zh)
ZA (1) ZA201308149B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105823378A (zh) * 2016-05-06 2016-08-03 浙江大学 一种三维全极化的超表面隐身衣
CN108293295A (zh) * 2015-10-01 2018-07-17 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 用于发热电子部件的承载和散热的电子部件载体
CN110736390A (zh) * 2019-10-25 2020-01-31 中国人民解放军国防科技大学 显示单元模块、系统和多谱段兼容的自适应伪装系统
CN114662617A (zh) * 2022-05-18 2022-06-24 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 基于多模态学习策略的多源数据编织系统处理方法及装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE534185C2 (sv) * 2009-02-11 2011-05-24 Bae Systems Haegglunds Ab Anordning för termisk anpassning av en ytas temperaturfördelning
US11322850B1 (en) * 2012-10-01 2022-05-03 Fractal Antenna Systems, Inc. Deflective electromagnetic shielding
US9622338B2 (en) 2013-01-25 2017-04-11 Laird Technologies, Inc. Frequency selective structures for EMI mitigation
US9173333B2 (en) * 2013-01-25 2015-10-27 Laird Technologies, Inc. Shielding structures including frequency selective surfaces
US9307631B2 (en) * 2013-01-25 2016-04-05 Laird Technologies, Inc. Cavity resonance reduction and/or shielding structures including frequency selective surfaces
SE538960C2 (sv) 2013-07-09 2017-03-07 BAE Systems Hägglunds AB Anordning för signaturanpassning och objekt försett med anordning för signaturanpassning
CN103424034B (zh) * 2013-08-19 2015-03-25 青岛大学 一种防红外伪装遮蔽物
WO2016160588A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 Ganor Jacob A Active camouflage system and method
RU2585915C1 (ru) * 2015-04-28 2016-06-10 Александр Георгиевич Семенов Защитное устройство бронированного военного объекта
US10164326B2 (en) * 2016-06-02 2018-12-25 The Boeing Company Frequency-selective surface composite structure
US10502532B2 (en) 2016-06-07 2019-12-10 International Business Machines Corporation System and method for dynamic camouflaging
KR101927491B1 (ko) * 2016-09-02 2018-12-11 연세대학교 산학협력단 레이더-적외선 영역 흡수율-방사율 제어 복합 구조
RU2693052C1 (ru) * 2018-04-09 2019-07-01 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Устройство маскировки объектов
RU2703865C1 (ru) * 2018-12-12 2019-10-22 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Устройство адаптивной маскировки объектов
IL269762B (en) 2019-10-02 2022-08-01 Solomon Sm Ltd Method and device for creating a thermal signature
EP4012325A1 (en) 2020-12-10 2022-06-15 Centre de Recherches Métallurgiques ASBL - Centrum voor Research in de Metallurgie VZW Multilayer ultrathin and flexible unit heater cells for infrared stealth
KR102660628B1 (ko) * 2022-08-10 2024-04-25 엘아이지넥스원 주식회사 레이저 회피 시스템 및 레이저 회피 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010093323A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-19 BAE Systems Hägglunds Aktiebolag Device for thermal adaption
CN101819007A (zh) * 2010-03-29 2010-09-01 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种基于透射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法
US20100288116A1 (en) * 2008-05-06 2010-11-18 Military Wraps Research And Development, Inc. Assemblies and systems for simultaneous multispectral adaptive camouflage, concealment, and deception

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4327364A (en) * 1978-12-22 1982-04-27 Rockwell International Corporation Apparatus for converting incident microwave energy to thermal energy
SE457115B (sv) * 1983-03-25 1988-11-28 Diab Barracuda Ab Termisk och optisk kamouflage
US4609034A (en) 1984-04-17 1986-09-02 Grumman Aerospace Corporation Infrared camouflage system
DE3716291C1 (de) 1987-05-15 1999-06-02 Daimler Benz Aerospace Ag Fahrzeug-Panzerung
US4801113A (en) 1987-09-24 1989-01-31 Grumman Aerospace Corporation Apparatus and method for electrical heating of aircraft skin for background matching
WO1989006338A1 (en) * 1988-01-04 1989-07-13 The Commonwealth Of Australia Infrared signature control mechanism
DE3804991C1 (de) 1988-02-18 1999-07-08 Lfk Gmbh Einrichtung zum Schutz von Aktiv-Panzerungen
US4991797A (en) 1989-01-17 1991-02-12 Northrop Corporation Infrared signature reduction of aerodynamic surfaces
US5080165A (en) 1989-08-08 1992-01-14 Grumman Aerospace Corporation Protective tarpaulin
US5077101A (en) 1989-09-01 1991-12-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Three color infrared camouflage system
US5307162A (en) 1991-04-10 1994-04-26 Schowengerdt Richard N Cloaking system using optoelectronically controlled camouflage
US5734495A (en) * 1995-09-28 1998-03-31 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Passive control of emissivity, color and camouflage
RU2101658C1 (ru) * 1996-01-30 1998-01-10 Сергей Владимирович Ковалев Устройство для радиолокационной маскировки наземных объектов
US5751006A (en) 1997-05-05 1998-05-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Water heated panels for simulating the infrared signature of a target
US6338292B1 (en) 1999-09-30 2002-01-15 Robert Fisher Reynolds Thermal and visual camouflage system
GB2362283B (en) 2000-04-07 2004-10-13 Andrew James Hawke Dynamically adaptive observability coatings (DAOC) system
US20020117604A1 (en) 2000-12-06 2002-08-29 Precision Optics Corporation Measurement apparatus for dense wavelength division multiplexer devices
US20020117605A1 (en) * 2001-01-08 2002-08-29 Alden Ray M. Three-dimensional receiving and displaying process and apparatus with military application
US7132635B2 (en) 2002-02-19 2006-11-07 Color Kinetics Incorporated Methods and apparatus for camouflaging objects
US6997981B1 (en) 2002-05-20 2006-02-14 Jds Uniphase Corporation Thermal control interface coatings and pigments
EP1506065A4 (en) 2002-05-23 2006-07-26 Bell Helicopter Textron Inc METHOD AND DEVICE FOR REDUCING THE INFRARED AND RADAR SIGNATURE OF A VEHICLE
US20040213982A1 (en) 2002-12-16 2004-10-28 Dr. Igor Touzov Addressable camouflage for personnel, mobile equipment and installations
US6825791B2 (en) 2002-12-20 2004-11-30 Sanders Design International, Inc. Deceptive signature broadcast system for aircraft
GB0317363D0 (en) 2003-07-24 2003-08-27 Omnova Wallcovering Uk Ltd Camouflage covering
US20050045702A1 (en) 2003-08-29 2005-03-03 William Freeman Thermoelectric modules and methods of manufacture
US6927724B2 (en) * 2003-09-10 2005-08-09 Alvin A. Snaper Adaptive modification of surface properties to alter the perception of its underlying structure
US20080297878A1 (en) * 2003-10-01 2008-12-04 Board Of Regents, The University Of Texas System Compositions, methods and systems for making and using electronic paper
US7215275B2 (en) 2003-12-05 2007-05-08 Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government Independent temperature and apparent color control technology for adaptive camouflage
US7102814B1 (en) 2004-08-30 2006-09-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Personal portable blankets as an infrared shielding device for field activities
US8643532B1 (en) 2005-12-12 2014-02-04 Nomadics, Inc. Thin film emitter-absorber apparatus and methods
EP1961077B1 (en) 2005-12-12 2016-10-12 Flir Surveillance, Inc. Selective reflective and absorptive surfaces and method for resonantly coupling incident radiation
US7999720B2 (en) 2006-02-13 2011-08-16 The Invention Science Fund I, Llc Camouflage positional elements
US7400287B2 (en) 2006-02-17 2008-07-15 Honeywell International Inc. Smart chaff
IL177368A (en) * 2006-08-08 2011-06-30 Eltics Ltd Thermal vision and heat-seeking missile countermeasure system
US8013776B2 (en) 2007-05-07 2011-09-06 Milliken & Company Radar camouflage fabric
IL186320A (en) 2007-09-25 2014-09-30 Eltics Ltd Adjustable active thermal concealment system
US9276324B2 (en) 2007-11-09 2016-03-01 W. L. Gore & Associates, Inc. Multi-spectral, selectively reflective construct
US8916265B1 (en) 2007-11-09 2014-12-23 W. L. Gore & Associates, Inc. Multi-spectral, selectively reflective construct
US8340358B2 (en) 2008-04-24 2012-12-25 Military Wraps Research And Development, Inc. Visual camouflage with thermal and radar suppression and methods of making the same
CN101625215B (zh) 2009-07-28 2012-10-17 李博航 实现隐形的军事伪装设施
TWI494639B (zh) 2010-12-08 2015-08-01 Ind Tech Res Inst 變色迷彩顯示結構
US8909385B2 (en) 2011-01-14 2014-12-09 Alliant Techsystems Inc. Infrared signature matching system, control circuit, and related method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100288116A1 (en) * 2008-05-06 2010-11-18 Military Wraps Research And Development, Inc. Assemblies and systems for simultaneous multispectral adaptive camouflage, concealment, and deception
WO2010093323A1 (en) * 2009-02-11 2010-08-19 BAE Systems Hägglunds Aktiebolag Device for thermal adaption
CN101819007A (zh) * 2010-03-29 2010-09-01 中国人民解放军总后勤部军需装备研究所 一种基于透射型电致变色器件的变色迷彩织物及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108293295A (zh) * 2015-10-01 2018-07-17 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 用于发热电子部件的承载和散热的电子部件载体
CN108293295B (zh) * 2015-10-01 2020-09-04 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 用于发热电子部件的承载和散热的电子部件载体
CN105823378A (zh) * 2016-05-06 2016-08-03 浙江大学 一种三维全极化的超表面隐身衣
CN105823378B (zh) * 2016-05-06 2017-05-10 浙江大学 一种三维全极化的超表面隐身衣
CN110736390A (zh) * 2019-10-25 2020-01-31 中国人民解放军国防科技大学 显示单元模块、系统和多谱段兼容的自适应伪装系统
CN114662617A (zh) * 2022-05-18 2022-06-24 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司 基于多模态学习策略的多源数据编织系统处理方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012267231A1 (en) 2013-11-14
EP2718662A1 (en) 2014-04-16
ZA201308149B (en) 2020-02-26
KR101918628B1 (ko) 2018-11-15
CA2835160C (en) 2019-01-15
ES2585852T3 (es) 2016-10-10
WO2012169958A1 (en) 2012-12-13
BR112013029244B1 (pt) 2021-03-16
PL2718662T3 (pl) 2016-10-31
AU2012267231B2 (en) 2016-05-12
US20140125506A1 (en) 2014-05-08
SE536137C2 (sv) 2013-05-28
CA2835160A1 (en) 2012-12-13
RU2589206C2 (ru) 2016-07-10
IL229167A (en) 2016-07-31
KR20140032422A (ko) 2014-03-14
SE1150517A1 (sv) 2012-12-08
CN103597312B (zh) 2016-05-25
RU2013154752A (ru) 2015-07-20
US9360279B2 (en) 2016-06-07
EP2718662A4 (en) 2014-11-05
SG194698A1 (en) 2013-12-30
IL229167A0 (en) 2013-12-31
BR112013029244A2 (pt) 2017-01-31
EP2718662B1 (en) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103597312B (zh) 用于信号适配的设备和配有这种设备的对象
CN103582800B (zh) 用于信号适配的装置和方法以及具有这种装置的物体
KR102183769B1 (ko) 신호 적응을 위한 장치 및 신호 적응을 위한 장치와 함께 제공되는 물체

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant