CN109269358A - 无源十字型红外夜视靶 - Google Patents

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CN109269358A CN201811230493.2A CN201811230493A CN109269358A CN 109269358 A CN109269358 A CN 109269358A CN 201811230493 A CN201811230493 A CN 201811230493A CN 109269358 A CN109269358 A CN 109269358A
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陈振兴
谢安宇
史圣兵
韩福利
杜锋
滕涛
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Abstract

无源十字型红外夜视靶，包括底板，底板朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面，红外线反射面前低后高呈倾斜设置，红外线反射面可将来自天空方向的红外线朝前反射。其目的在于提供一种可丰富部队夜间训练科目，形成显著的红外目标形态，不产生任何功耗，相对于传统电热型红外靶标更加节能，维护成本更低，在耐风沙、雨水、昼夜变化、季节变化方面具有绝对优势，可以一直持续运行使用，靶标构型边缘更加锐利，在红外热成像系统中成像更加清晰，能满足绝大多数构型红外靶标需求，可大幅提高部队夜间训练作战能力的无源十字型红外夜视靶。

Description

无源十字型红外夜视靶
技术领域
本发明涉及一种无源十字型红外夜视靶。
背景技术
在现有技术中，红外夜视靶标的设计都采用有源，即电加热或电制冷的技术，通常是要电热毯或电热膜、连接导线、供电油机或蓄电池等设备，需要消耗大量的电能，对靶标使用和保障要求较高，所形成红外夜视靶标在野外环境中一般只能连续运行几小时的时间，且存在雨天无法使用的问题。此外，红外靶标有时候需要做的很大，其所需消耗的电能也很高，而对供电电源的功率要求也会很高，由此造成制作大面积的红外夜视靶标的难度极大，且对于有形态设计需求红外夜视靶标，由于电加热升温产生的热传导效应，在红外热成像系统中靶标构型的边缘会由于升温而变得模糊不清晰，由此会严重影响部队的训练效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可丰富部队夜间训练科目，形成显著的红外目标形态，不产生任何功耗，相对于传统电热型红外靶标更加节能，维护成本更低，在耐风沙、雨水、昼夜变化、季节变化方面具有绝对优势，可以一直持续运行使用，靶标构型边缘更加锐利，在红外热成像系统中成像更加清晰，能满足绝大多数构型红外靶标需求，可大幅提高部队夜间训练作战能力的无源十字型红外夜视靶。
本发明的无源十字型红外夜视靶，包括底板，底板的板面朝向前后方向，底板朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面，红外线反射面前低后高呈倾斜设置，红外线反射面可将来自天空方向的红外线朝前反射。
优选地，所述红外线反射板板条的表面设有多个朝前突出的凸起部，凸起部沿前后竖直方向的截面为三角形或半圆形或梯形，所述红外线反射面位于凸起部上前低后高的表面上。
优选地，所述红外线反射面与左右方向竖直面之间的夹角β为15°—75°。
优选地，所述凸起部为直角三角形。
优选地，所述红外线反射板板条采用不锈钢镜面板弯折制成，所述红外线反射面为矩形，红外线反射面为不锈钢镜面板的镜面。
优选地，所述红外线反射面与左右方向竖直面之间的夹角β为20°—70°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.2mm—0.8mm。
优选地，所述红外线反射面与左右方向竖直面之间的夹角β为25°—65°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.25mm—0.5mm。
优选地，所述底板为矩形，底板的表面涂有亚光白漆，底板的板面位于左右竖直方向。
优选地，所述底板采用木材制成，底板的下部与多个插杆的中上部固定相连，插杆沿竖直方向设置。
优选地，所述底板顶端的左右二侧分别与2个拉绳的一端固定相连，每个拉绳的另一端分别固定有插地杆。
本发明的无源十字型红外夜视靶，其底板朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面，红外线反射面前低后高呈倾斜设置，红外线反射面可将来自天空方向的红外线朝前反射。在使用时，可让红外线反射面对着红外热成像仪观察方向，位于底板后方的地面背景的红外辐射会出现在底板的周围，而在红外热成像仪观察方向上的底板位置处，地面背景的红外辐射会被底板沿水平方向的投影面阻挡住，且红外线反射板板条上设有的红外线反射面会将来自天空方向的红外线朝前反射，也即朝着红外热成像仪反射，由此让红外热成像仪看到的红外线反射板板条处的红外辐射与红外热成像仪观察点上方天空方向倾斜向下的红外线强度相类似，从而形成强烈的红外辐射强度反差，进而在底板的板面上形成无源红外目标。因此，本发明的无源十字型红外夜视靶具有可丰富部队夜间训练科目，形成显著的红外目标形态，不产生任何功耗，相对于传统电热型红外靶标更加节能，维护成本更低，在耐风沙、雨水、昼夜变化、季节变化方面具有绝对优势，可以一直持续运行使用，靶标构型边缘更加锐利，在红外热成像系统中成像更加清晰，能满足绝大多数构型红外靶标需求，可大幅提高部队夜间训练作战能力的特点。
下面结合附图对本发明无源十字型红外夜视靶作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的无源十字型红外夜视靶的结构示意图的主视剖面图；
图2为图1的侧视图；
图3为图2中红外线反射板板条部分的放大图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明的无源十字型红外夜视靶，包括底板1，底板1的板面朝向前后方向，底板1朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面2，红外线反射面2可以是镀铬、镀银的镜面，红外线反射面2前低后高呈倾斜设置，红外线反射面2可将来自天空方向的红外线朝前反射。这里的朝前反射是指对该无源十字型红外夜视靶进行射击的射击者所在的方向反射，从对着该无源十字型红外夜视靶进行射击的射击者角度来看，则是向着射击者的后方反射。
作为本发明的进一步改进，上述红外线反射板板条的表面设有多个朝前突出的凸起部3，凸起部3沿前后竖直方向的截面为三角形或半圆形或梯形，所述红外线反射面2位于凸起部3上前低后高的表面上。这里的朝前突出是指对该无源十字型红外夜视靶进行射击的射击者所在的方向突出，从对着该无源十字型红外夜视靶进行射击的射击者角度来看，则是向着射击者的后方突出。
作为本发明的进一步改进，上述红外线反射面2与左右方向竖直面之间的夹角β为15°—75°。
作为本发明的进一步改进，上述凸起部3为直角三角形。
作为本发明的进一步改进，上述红外线反射板板条采用不锈钢镜面板弯折制成，所述红外线反射面2为矩形，红外线反射面2为不锈钢镜面板的镜面。
作为本发明的进一步改进，上述红外线反射面2与左右方向竖直面之间的夹角β为20°—70°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.2mm—0.8mm。
作为本发明的进一步改进，上述红外线反射面2与左右方向竖直面之间的夹角β为25°—65°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.25mm—0.5mm。
作为本发明的进一步改进，上述底板1为矩形，底板1的表面涂有亚光白漆，底板1的板面位于左右竖直方向。
作为本发明的进一步改进，上述底板1采用木材制成，底板1的下部与多个插杆的中上部固定相连，插杆沿竖直方向设置。
作为本发明的进一步改进，上述底板1顶端的左右二侧分别与2个拉绳5的一端固定相连，每个拉绳5的另一端分别固定有插地杆4。
上述多个红外线反射面2沿水平方向向后的投影连接构成一个连续在一起的投影面。
本发明的无源十字型红外夜视靶，其底板1朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面2，红外线反射面2前低后高呈倾斜设置，红外线反射面2可将来自天空方向的红外线朝前反射，在使用时，可让红外线反射面2对着红外热成像仪观察方向，位于底板1后方的地面背景的红外辐射会出现在底板1的周围，而在红外热成像仪观察方向上的底板1位置处，地面背景的红外辐射会被底板1沿水平方向的投影面阻挡住，且底板1的板面上设有的红外线反射板板条的红外线反射面2会将来自天空方向的红外线朝前反射，也即朝着红外热成像仪反射，由此让红外热成像仪看到的红外线反射板板条处的红外辐射与红外热成像仪观察点上方天空方向倾斜向下的红外线强度相类似，从而形成强烈的红外辐射强度反差，进而在底板1的板面上形成无源红外目标。因此，本发明的无源十字型红外夜视靶具有可丰富部队夜间训练科目，形成显著的红外目标形态，不产生任何功耗，相对于传统电热型红外靶标更加节能，维护成本更低，在耐风沙、雨水、昼夜变化、季节变化方面具有绝对优势，可以一直持续运行使用，靶标构型边缘更加锐利，在红外热成像系统中成像更加清晰，能满足绝大多数构型红外靶标需求，可大幅提高部队夜间训练作战能力的特点。
本发明的无源十字型红外夜视靶之所以在夜间稳定环境下能够形成突出醒目的红外目标，其原理在于红外热成像仪在观察方向上探测接收到的红外线反射面2上单位面积总辐射(自身红外辐射和反射天穹背景辐射)强度远小于地面背景单位面积红外总辐射强度，从而形成强烈辐射强度反差，进而形成无源红外目标。
假设外界环境温度T0：300K
天空背景等效黑体辐射温度T1：260K
地面背景平均红外发射率ε背景：0.85
红外线反射面2的红外反射率α靶面：0.95
在上述参数下，当环境温度趋于稳定时，地面背景物与靶标靶体各部分可认为温度一致，即都为300K。
因此背景辐射的等效黑体温度T2可通过下式计算：
T2 4＝ε背景T0 4
计算得T2＝288.05K
红外线反射面2辐射表面反射率α靶面＝0.95，则其发射率为ε靶面＝0.05，由下式计算红外线反射面2的等效黑体辐射温度T3：
T3 4＝α靶面T1 4+ε靶面T0 4
计算得T3＝262.48K
由此可得红外线反射面2在自然状态下与背景的红外等效黑体温差为|ΔT|＝25.57K。这个温差远远大于一般军用红外热成像仪的最小可探测温差MDTD值和最小可分辨温差MRTD值，是良好的无源红外夜视目标。
传统电热型红外靶标需要消耗能源，红外靶标越大，消耗的电能越多，当散热面积达到一定程度时，由于野外环境下电源功率有限，就无法再继续应用传统电热型红外靶标了。且对于有形态设计需求红外靶标，由于电加热升温产生的热传导效应，靶标构型边缘会由于随着升温而变得模糊不清晰。而本发明的无源十字型红外夜视靶不存在耗费能源的问题，靶标设计成多大都可以，不受外部电源供给限制，且因靶标各部分都处在均匀温度环境中，不存在热传导产生的温度梯度问题，因此靶标构型边缘更加锐利，在红外热成像系统中成像更加清晰。在一般自然环境下，本发明的无源十字型红外夜视靶可自然形成不小于20K的等效黑体辐射温差，即使在中等强度雨中也可自然形成不小于1.3K的等效黑体辐射温差，雨停即可瞬间回复至3K等效黑体辐射温差之上，且这一过程不需要人工干预。因此，本发明的无源十字型红外夜视靶与传统电热型红外靶标雨中必须中断作业相比具有十分显著的技术优势。
本发明的无源十字型红外夜视靶在结构设计上可视为一个固态整体，因此可切割、加工、排布成各种构型，可根据部队演习、训练、试验需求进行特型定制，例如可排布成红外十字靶标、可切割裁剪成敌方坦克侧面红外模型靶标河敌方士兵作战姿态红外投影靶标、可铺设成空对地攻击超大型红外靶标、可围建成立体工事红外目标等等，其中许多靶标构型是传统电热型红外靶标难以实现的。部队应用各种特殊定制构型的红外靶标，也可开展许多近实战的训练，对提高部队夜间作战能力具有极大帮助。
传统电热型红外靶标需要电热毯或电热膜、连接导线、供电油机或蓄电池等设备，在野外环境中一般连续运行时间只有几小时，且有在雨中通常无法使用的严重缺陷。与之相比，本发明的无源十字型红外夜视靶在耐风沙、雨水、昼夜变化、季节变化方面具有绝对优势，可以一直持续运行使用。
本发明的无源十字型红外夜视靶充分利用了周围空间自然热辐射特性，通过使靶标在工作方向上叠加引入了自然环境中的天空低温背景热辐射，从而在靶标工作方向上自然形成强烈的等效黑体低温辐射与地面自然背景热辐射差异，进而形成显著的红外目标形态。这一设计不需要传统外加电能等能源系统的维持，因此不产生任何功耗，相对于传统电热型红外靶标也即更加节能、维护成本更低。

Claims (10)

1.无源十字型红外夜视靶，其特征在于：包括底板(1)，底板(1)的板面朝向前后方向，底板(1)朝前表面的边缘设有红外线反射板板条构成的边框，中部设有红外线反射板板条构成的十字，红外线反射板板条朝前的板面上设有红外线反射面(2)，红外线反射面(2)前低后高呈倾斜设置，红外线反射面(2)可将来自天空方向的红外线朝前反射。
2.根据权利要求1所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述红外线反射板板条的表面设有多个朝前突出的凸起部(3)，凸起部(3)沿前后竖直方向的截面为三角形或半圆形或梯形，所述红外线反射面(2)位于凸起部(3)上前低后高的表面上。
3.根据权利要求2所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述红外线反射面(2)与左右方向竖直面之间的夹角β为15°—75°。
4.根据权利要求3所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述凸起部(3)为直角三角形。
5.根据权利要求4所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述红外线反射板板条采用不锈钢镜面板弯折制成，所述红外线反射面(2)为矩形，红外线反射面(2)为不锈钢镜面板的镜面。
6.根据权利要求5所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述红外线反射面(2)与左右方向竖直面之间的夹角β为20°—70°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.2mm—0.8mm。
7.根据权利要求6所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述红外线反射面(2)与左右方向竖直面之间的夹角β为25°—65°，所述不锈钢镜面板的厚度为0.25mm—0.5mm。
8.根据权利要求1至7中任何一项所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述底板(1)为矩形，底板(1)的表面涂有亚光白漆，底板(1)的板面位于左右竖直方向。
9.根据权利要求8所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述底板(1)采用木材制成，底板(1)的下部与多个插杆的中上部固定相连，插杆沿竖直方向设置。
10.根据权利要求9所述的无源十字型红外夜视靶，其特征在于：所述底板(1)顶端的左右二侧分别与2个拉绳(5)的一端固定相连，每个拉绳(5)的另一端分别固定有插地杆(4)。
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