CN109283615A - 一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌 - Google Patents

一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,包括:盾牌本体,所述盾牌本体为空心筒状;所述盾牌本体由外而内依次包括:光入射出射层、光线收拢扩展层、光线绕曲线传输层和空心区域;入射光线射入盾牌本体的光入射出射层,然后光线经过光线收拢扩展层的圆台形石英体收拢,然后光线通过光线绕曲线传输层光纤的传输,传输给光线收拢扩展层,然后经过光线收拢扩展层圆台形石英体的扩展,然后光线通过光入射出射层,射出盾牌本体,进而实现对盾牌本体内空心区域中待隐藏物体的隐藏。

Description

一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌
技术领域
本申请实施例涉及一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌。
背景技术
目前实现隐身的对象与技术的主要手段有以下几种:
首先对可见光隐身的手段主要包括:(1)各种伪装服颜色及图案,降低可见光的反射;(2)采用对可见光吸收材料和透波材料;(3)各种狙击服降低自身与背景分辨率。
但目前隐形手段,造价高,使用者行动不便,隐形效果不尽人意。
目前使用可见光隐身,如夜视镜在战场上广泛使用,进攻士兵,在夜晚行动也需要隐身。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本申请实施例提供了一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其具有能够实现士兵、兵器在可见光或弱光下的隐形;
本申请实施例提供了一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌;
一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,包括:盾牌本体,所述盾牌本体为空心筒状;所述盾牌本体由外而内依次包括:光入射出射层、光线收拢扩展层、光线绕曲线传输层和空心区域;
所述光线收拢扩展层,包括:若干个均匀分布的圆台形石英体构成,圆台形石英体顶面为圆形,圆台形石英体底面为正六边形,圆台形石英体底面面积大于顶面面积;圆台形石英体包括锥形包层和圆台形纤芯,所述锥形包层贴覆在圆台形纤芯外面;所述圆台形纤芯的折射率大于锥形包层的折射率;所述圆台形石英体的底面远离盾牌本体的空心区域,所述圆台形石英体的顶面靠近盾牌本体的空心区域;
所述光线绕曲线传输层,包括若干条光纤,光纤的一端与圆台形石英体的顶面连接,光纤的另外一端与另外一个圆台形石英体的顶面连接;所述光纤的弯曲半径大于30厘米;
入射光线射入盾牌本体的光入射出射层,然后光线经过光线收拢扩展层的圆台形石英体收拢,然后光线通过光线绕曲线传输层光纤的传输,传输给光线收拢扩展层,然后经过光线收拢扩展层圆台形石英体的扩展,然后光线通过光入射出射层,射出盾牌本体,进而实现对盾牌本体内空心区域中待隐藏物体的隐藏。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,
圆台形石英体的圆台形纤芯为圆台形状,圆台形纤芯的顶面的圆的半径小于圆台形纤芯的顶底面圆的半径;圆台形石英体的锥形包层为空心柱状,空心柱状的顶面为圆环状,所述空心柱状的底面为由在外的正六边形和在内的圆形组成的区域;所述圆台形纤芯贯穿在包层空心区域中。
锥形包层底面外沿设置成正六边形的优点是,实现圆台形石英体的无缝衔接,将若干个圆台形石英体形成类似蜂窝状的均匀分布。
圆台形纤芯顶面沿设置成圆环状的优点是,实现圆台形石英体顶面与光纤的无缝连接。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,
圆台形纤芯顶面圆的半径为80微米,圆台形纤芯底面圆的半径为300微米。
所述锥形包层的在外的正六边形的外切圆直径为400微米,所述锥形包层的在内的圆形的半径为150微米。
所述圆台形石英体的高度为3000---6000微米。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,
光纤的一端与圆台形石英体的顶面连接,是指光纤的包层与圆台形石英体包层进行连接;光纤的纤芯与圆台形石英体的圆台形纤芯的顶面连接。
光纤的另外一端与另外一个圆台形石英体的顶面连接,是指光纤的另外一端的包层与另外一个圆台形石英体包层进行连接,光纤的另外一端的的纤芯与圆台形石英体的圆台形纤芯的顶面连接。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,所述盾牌本体为空心圆筒状或空心椭圆筒状。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,所述光入射出射层,入射率大于95%,反射率小于5%。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,所述圆台形纤芯的折射率为1.50,所述锥形包层的折射率为1.48。圆台形纤芯的材质为高纯度二氧化硅。
高纯度二氧化硅是指二氧化硅中含有的金属杂质总量小于十万分之一,单个非金属杂质含量小于十万分之一,其用途主要是作集成电路封装剂的填料和制造高纯石英玻璃的原料。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,所述空心区域中安放待隐藏物体。
可选的,作为本申请实施例一种可能的实现方式,所述光纤包括:由内而外的纤芯、包层和涂覆层;所述光线被包层包裹在纤芯内,沿着纤芯的方向传播,纤芯的折射率大于包层的折射率。所述光纤的纤芯直径为80微米,所述光纤的包层的直径为150微米。
所述光纤的长度为盾牌本体横切面周长的一半。
如果盾牌本体筒半径为R,则光纤长度L等于半径R与π的乘积。
与现有技术相比,本申请实施例的有益效果是:
本发明通过光线全方位接收、绕曲线传输、输出的光路程模式,光线在隐形目标没有入射、反射、折射、散射作用。非常有效的隐形目标的隐形作用。这种设计能够极大降低隐形目标被探测的几率,能够提高隐身效果。相比于现有的外形减少反射量更科学,更符合电磁波技术的基本原理,隐身效率更高。也比涂料吸收方式好,能够达到高吸收、低反射系数的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例的隐形盾牌的结构图;
图2为本申请实施例的锥形体结构示意图;
图3为本申请实施例的隐形盾牌光路结构示意图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例提供了基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌;
一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,包括:盾牌本体,所述盾牌本体为空心筒状;所述盾牌本体由外而内依次包括:光入射出射层、光线收拢扩展层、光线绕曲线传输层和空心区域;
所述光线收拢扩展层,包括:若干个均匀分布的圆台形石英体构成,圆台形石英体顶面为圆形,圆台形石英体底面为正六边形,圆台形石英体底面面积大于顶面面积;圆台形石英体包括锥形包层和圆台形纤芯,所述锥形包层贴覆在圆台形纤芯外面;所述圆台形纤芯的折射率大于锥形包层的折射率;所述圆台形石英体的底面远离盾牌本体的空心区域,所述圆台形石英体的顶面靠近盾牌本体的空心区域;
所述光线绕曲线传输层,包括若干条光纤,光纤的一端与圆台形石英体的顶面连接,光纤的另外一端与另外一个圆台形石英体的顶面连接;所述光纤的弯曲半径大于30厘米;
入射光线射入盾牌本体的光入射出射层,然后光线经过光线收拢扩展层的圆台形石英体收拢,然后光线通过光线绕曲线传输层光纤的传输,传输给光线收拢扩展层,然后经过光线收拢扩展层圆台形石英体的扩展,然后光线通过光入射出射层,射出盾牌本体,进而实现对盾牌本体内空心区域中待隐藏物体的隐藏。
光线在大气或真空中以直线传播,遇到物体有反射、折射、绕射、散射等特性。对于非发光体,主要是反射光,被发现。
光纤通信:光信号在光纤中传播,光纤的弯曲半径只要大于30厘米,光信号可以随弯曲的光纤传播。光纤的结构分纤芯和包层。光信号被包层束缚在纤芯内,沿纤芯方向传播。光纤由高纯度石英sio2制成,光在纤芯传播的必要条件纤芯折射率大于包层折射率。
隐形盾牌基于光纤通信原理,入射光从隐形物前方射入,而后沿传播通道逐渐收缩,并弯曲路径绕行,从隐形物后面逐渐扩大后,射出。形成从前到后的绕行光通路。光没有在隐形物有入射、反射、折射、散射所用,因此隐形物可以隐形。
隐形盾牌外形可以是圆筒形,也可以是椭圆筒型。内壁与外形雷同,圆形或椭圆。可根据被隐形目标物而设定。隐形盾牌的主要物质,高纯度石英(sio2)。
隐形盾牌分五个功能模块层:
(1)光入射层:接收前方的入射光,入射率高达95%以上,反射率低于5%。由极高纯度石英(sio2)结晶体构成。入射层的厚度尽量小,较少光的损耗、折射、反射。厚度小于10微米。
(2)光线收拢层:(A)纵向(r)微结构:有圆锥形高纯度石英(sio2),由圆台形纤芯、锥形包层组成。圆台形芯体折射率比锥形包层的折射率略高。如圆台形纤芯体折射率1.50,锥形套层折射率1.48-1.49。由高纯度石英(sio2)构成,正向作用收拢入射光,逆向作用就是扩展输出光。(B)光线收拢层由纵向(r)微结构圆锥体排列组成。
如图2所示,圆台形石英体大口参数:芯直径300微米,包层外径400微米。圆台形石英体小口参数:芯直径80微米,包层外径150微米。圆台形石英体高:3000---6000微米。如果圆台形石英体高度小,其斜面大,容易产生反射。
(3)光线绕曲线传输层:由类似于光纤结构,由纤芯、包层构成,纤芯功能传输光,包层束缚光信号只能沿弯曲的纤芯前进。光纤结构可以是椭圆或带状,以增加光的传输能力,增加透明性。芯直径80微米,包层外径150微米。
与通信光纤不通,光纤通信采用1310纳米--1550纳米的激光,纤芯直径小于10微米,实现单模传输,减少色散,增加信道带宽。而隐形光纤,需要传输所接收的可见光,频率范围大,偏振模式多元化。相位角不相同。属于杂光,光纤设计采用多模式,宽频带传输。
本申请实施例的纤芯直径比单模光纤大得多,选用80微米,材料高纯度sio2,n=1.50;包层外径:选用150--200微米,材料高纯度sio2,n=1.45。
本申请实施例的光纤长度:光线绕过隐形目标,光路径长度就是圆形隐形筒的周长一半。如果隐形筒半径为R,则光纤长度L=Rπ;如图3所示,锥形包层外径采用正六边形,与邻近锥形包层紧密连接,形成外形蜂窝状。实现全覆盖。达到良好的隐形效果。
(4)光线扩展层,雷同于光线收拢层,是它的逆过程。
(5)光出射层:接收扩展层传播入射光,传播外面。是光输入层的逆过程。光输出层由入射率高达95%以上,反射率低于5%。由极高纯度石英(sio2)结晶体构成。
所述光入射层和光出射层实质上为一层,也称之为光入射出射层;
所述光线收拢层和光纤扩展层实质上为一层,也称之为光线收拢扩展层;
所述隐形盾牌的结构如图1所示,盾牌厚度小,不影响士兵的携带及行动作战。
实施例3可用于士兵隐形的设计,从而达到隐形的目的。
实施例4对小型武器进行隐形。从而达到隐形的目的。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,包括:盾牌本体,所述盾牌本体为空心筒状;所述盾牌本体由外而内依次包括:光入射出射层、光线收拢扩展层、光线绕曲线传输层和空心区域;
所述光线收拢扩展层,包括:若干个均匀分布的圆台形石英体构成,圆台形石英体顶面为圆形,圆台形石英体底面为正六边形,圆台形石英体底面面积大于顶面面积;圆台形石英体包括锥形包层和圆台形纤芯,所述锥形包层贴覆在圆台形纤芯外面;所述圆台形纤芯的折射率大于锥形包层的折射率;所述圆台形石英体的底面远离盾牌本体的空心区域,所述圆台形石英体的顶面靠近盾牌本体的空心区域;
所述光线绕曲线传输层,包括若干条光纤,光纤的一端与圆台形石英体的顶面连接,光纤的另外一端与另外一个圆台形石英体的顶面连接;所述光纤的弯曲半径大于30厘米;
入射光线射入盾牌本体的光入射出射层,然后光线经过光线收拢扩展层的圆台形石英体收拢,然后光线通过光线绕曲线传输层光纤的传输,传输给光线收拢扩展层,然后经过光线收拢扩展层圆台形石英体的扩展,然后光线通过光入射出射层,射出盾牌本体,进而实现对盾牌本体内空心区域中待隐藏物体的隐藏。
2.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,圆台形石英体的圆台形纤芯为圆台形状,圆台形纤芯的顶面的圆的半径小于圆台形纤芯的顶底面圆的半径;圆台形石英体的锥形包层为空心柱状,空心柱状的顶面为圆环状,所述空心柱状的底面为由在外的正六边形和在内的圆形组成的区域;所述圆台形纤芯贯穿在包层空心区域中。
3.如权利要求2所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,圆台形纤芯顶面圆的半径为80微米,圆台形纤芯底面圆的半径为300微米;所述锥形包层的在外的正六边形的外切圆直径为400微米,所述锥形包层的在内的圆形的直径为150微米;所述圆台形石英体的高度为3000---6000微米。
4.如权利要求2所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,光纤的一端与圆台形石英体的顶面连接,是指光纤的包层与圆台形石英体包层进行连接;光纤的纤芯与圆台形石英体的圆台形纤芯的顶面连接;光纤的另外一端与另外一个圆台形石英体的顶面连接,是指光纤的另外一端的包层与另外一个圆台形石英体包层进行连接,光纤的另外一端的的纤芯与圆台形石英体的圆台形纤芯的顶面连接。
5.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,所述盾牌本体为空心圆筒状或空心椭圆筒状。
6.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,所述光入射出射层,入射率大于95%,反射率小于5%。
7.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,所述圆台形纤芯的折射率为1.50,所述锥形包层的折射率为1.48;圆台形纤芯的材质为高纯度二氧化硅。
8.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,所述光纤包括:由内而外的纤芯、包层和涂覆层;所述光线被包层包裹在纤芯内,沿着纤芯的方向传播,纤芯的折射率大于包层的折射率。
9.如权利要求1所述的一种基于光纤通信机理的全方位隐形盾牌,其特征是,所述光纤的纤芯直径为80微米,所述光纤的包层的直径为150微米;所述光纤的长度为盾牌本体横切面周长的一半;如果盾牌本体筒半径为R,则光纤长度L等于半径R与π的乘积。
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