CN112556497B - 一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统 - Google Patents

Abstract

一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，包括伪装网、复合吸波板和气腔控制单元，伪装网固定在复合吸波板上，所述伪装网内设有气腔，气腔控制单元包括温度控制单元和压力控制单元，温度控制单元用于对气腔内的温度进行控制，实现对被伪装目标的红外特性的可控调节；压力控制单元用于控制气腔内部气压，改变气腔的大小，实现伪装网体积的控制；伪装网具有电磁波损耗特性，在伪装网体积变化时，其损耗电磁波的特性发生变化，实现对被伪装目标的雷达特性的可控调节。本发明的结构简单，操作方便，实现了对目标的红外和雷达特征的调节，增强目标的隐身防护能力。

Description

一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统

技术领域

本发明涉及伪装隐身装备技术领域，具体涉及一种多频谱伪装隐身系统。

背景技术

在未来信息化战争中，多种侦查技术和战场监视系统具有多频谱、多方位、全天候、宽频段、高分辨等特点，侦查打击一体化的作战体系使得目标被发现即意味着被摧毁。

目前的隐身技术研究主要包括外形隐身、吸波涂料、结构吸波材料和伪装网等技术。现有的隐身技术往往从外形、材料上面进行改进而提高其隐身特性，而在实际应用中，目标物体与周围环境其他特征的差异比如目标物体与周围环境温度的差异，都会大大增加目标物体被发现的概率。而现有的一般伪装隐身系统性能单一，不可变，难以满足军事目标在全天候，多方位，多场景工作状态下的伪装隐身需求。

针对目标面临的多波段侦察、探测、打击威胁，伪装隐身技术通过改变或降低其光、电、热等特征信号，减少与背景的差异性降低目标被发现的概率，具有非常重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统。本发明可以根据实际应用需求，通过对伪装网温度和体积的可变调节，实现了对目标的红外和雷达特征的调节，增强目标的隐身防护能力。

为实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，包括伪装网、复合吸波板和气腔控制单元，伪装网固定在复合吸波板上，所述伪装网内设有气腔，气腔控制单元包括温度控制单元和压力控制单元，温度控制单元用于对气腔内的温度进行控制，实现对被伪装目标的红外特性的可控调节；压力控制单元用于控制气腔内部气压，改变气腔的大小，实现伪装网体积的控制；伪装网具有电磁波损耗特性，在伪装网体积变化时，伪装网与入射电磁波的电磁匹配特性将发生变化，其损耗电磁波的特性随之发生变化，实现对被伪装目标的雷达特性的可控调节。具体地，改变伪装网内气腔的大小，伪装网的厚度发生变化，使得伪装网的等效电磁参数发生变化，根据阻抗匹配原理，伪装网表面反射入射电磁波的系数也将发生变化，伪装网和复合吸波板所构成的多频谱伪装隐身系统的雷达特性也随之发生变化。

作为本发明的进一步改进，所述伪装网为层状结构，由上至下包括多层伪装网层，其中最上面一层伪装网为迷彩伪装网，最底层伪装网固定在复合吸波板上，中间层的伪装网层为纤维布层或增强纤维网层。

作为本发明的进一步改进，一层以上的伪装网层中设有气腔。进一步地，各层伪装网层均设有气腔，这样伪装网的厚度以及体积的可调范围最大。各层伪装网层充气后的厚度可以相同也可以不相同。

作为本发明的进一步改进，各气腔之间设置有联通气管，便于所有气腔同时进行压力和温度控制，使得各气腔内的温度和压力保持相同。

作为本发明的进一步改进，各层伪装网层之间设置有通风结构，包括但不限于通风孔、通风管等。

作为本发明的进一步改进，各气腔的气腔壁采用弹性材料制成，能够保持伪装网内的气腔被充气后保持张紧的状态。

作为本发明的进一步改进，气腔控制单元包括温度感应器、压力感应器、气体发生器、升降温发生器和控制器；

气腔内均匀设置有多个温度感应器，用于实时采集气腔内的温度信号，并将采集到的温度信号传输给控制器；

气腔内均匀设置有多个压力感应器，用于实时采集气腔内的压力信号，并将采集到的压力信号传输给控制器；

气体发生器用于产生充入到气腔内的气体，气体发生器产生的气体经升降温发生器进行升温或者降温，改变充入到气腔内的气体的温度后通过管路输送到伪装网的气腔中；

控制器实时监控气腔内的温度和压力，并通过控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，调节气腔内的气压和温度。

作为本发明的进一步改进，气腔控制单元还包括接收器，接收器用于实时接收输入控制信号，输入控制信号包括温度控制信号和压力控制信号。控制器根据接受器接收的温度控制信号和压力控制信号与当前气腔内部温度和压力的差异情况，控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，控制向气腔内部输送设定量和温度的气体，实现伪装网温度和体积的自动控制。气腔内部温度是分布在气腔内的所有温度感应器感应的温度平均值。气腔内部压力是分布在气腔内的所有压力感应器感应的压力平均值。

接收器接收的温度控制信号包括设定温度以及温度允许偏差，压力控制信号包括设定压力和压力允许偏差。接收器将温度控制信号和压力控制信号传送给控制器，控制器通过控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，调节气腔内的气压和温度，使得气腔内部压力与设定压力的差异在压力允许偏差范围内，使得气腔内部温度与设定温度的差异在温度允许偏差范围内。本发明实现了对伪装网内部的温度和压力的自动控制。接收器接收输入控制信号的实现方式包括但不限于蓝牙传输，有线或无线网络传输。

本发明的有益效果如下：

本发明在伪装网中设置气腔，通过对气腔内气体(一般采用空气)进行温度和压力控制，使得伪装网具有温度和体积两种维度的可变特征，能够同时对红外和雷达特征进行可控改变。进一步地，本发明采用多层可充气的伪装网结构，因为层数多，导热吸收低，在不控温时能减缓目标内热量与外界的热量交换。

本发明解决了一般伪装隐身系统性能单一，不可变，难以满足军事目标在全天候，多方位，多场景工作状态下的伪装隐身需求的问题。本发明的结构简单，操作方便，实现了对目标的红外和雷达特征的调节，增强了目标的隐身防护能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是一实施例的气腔控制单元的原理框图。

图2是一实施例中自动控制过程的工作流程图。

图3具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在充气时的部分结构示意图。

图4是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在未充气时的部分结构示意图。

图5是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在未充气时的电磁波反射特性图。

图6是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在充气后不同厚度和压力下的电磁波反射特性图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种多频谱伪装隐身系统，包括伪装网1、复合吸波板2和气腔控制单元。

参照图3，为一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在充气时的部分结构示意图。伪装网1具有电损耗特性。伪装网1为层状结构，由上至下包括多层伪装网层101。各层伪装网层101内均设有气腔。其中第一层即最上面一层伪装网层101为迷彩伪装网，迷彩伪装网的表层上为迷彩层，实现光学伪装。第二、三、四层伪装网层101为纤维布层或增强纤维网层。最底层伪装网层101固定在复合吸波板2上。

在一实施例中，气腔控制单元包括温度控制单元和压力控制单元，温度控制单元用于对气腔内的温度进行控制，实现对被伪装目标的红外特性的可控调节；压力控制单元用于控制气腔内部气压，改变气腔的大小，实现伪装网体积的控制。由于伪装网具有电损耗特性，在伪装网体积变化时，其损耗电磁波的特性发生变化，实现对被伪装目标的雷达特性的可控调节。

参照图1，为一实施例的气腔控制单元的原理框图，气腔控制单元包括温度感应器、压力感应器、气体发生器、升降温发生器、接收器和控制器。其中温度感应器、升降温发生器、接收器和控制器构成温度控制单元。压力感应器、气体发生器、接收器和控制器构成压力控制单元。

气腔内均匀设置有多个温度感应器，用于实时采集气腔内的温度信号，并将采集到的温度信号传输给控制器。

气腔内均匀设置有多个压力感应器，用于实时采集气腔内的压力信号，并将采集到的压力信号传输给控制器。

气体发生器用于产生充入到气腔内的气体，气体发生器产生的气体经升降温发生器进行升温或者降温，改变充入到气腔内的气体的温度后通过管路输送到伪装网的气腔中。

接收器用于实时接收输入控制信号，输入控制信号包括温度控制信号和压力控制信号；

控制器实时监控气腔内的温度和压力，控制器根据接受器接收的温度控制信号和压力控制信号与当前气腔内部温度和压力的差异情况，控制气体发生器和升降温发生器的功率，控制向气腔内部输送设定量和温度的气体，实现伪装网温度和体积的自动控制；气腔内部温度是分布在气腔内的所有温度感应器感应的温度平均值；气腔内部压力是分布在气腔内的所有压力感应器感应的压力平均值。本发明通过控制气体发生器和升降温发生器的功率实现对伪装网内部温度和压力的控制。通过控制多伪装网内部的压力控制伪装网的厚度，压力与厚度的变化趋势是一致的。

在一实施例中，接收器接收输入信号的实现方式包括但不限于蓝牙传输，有线或无线网络传输。接收器接收的温度控制信号包括设定温度以及温度允许偏差，压力控制信号包括设定压力和压力允许偏差；接收器将温度控制信号和压力控制信号传送给控制器，控制器通过控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，调节气腔内的气压和温度，使得气腔内部压力与设定压力的差异在压力允许偏差范围内，使得气腔内部温度与设定温度的差异在温度允许偏差范围内。

在一实施例中，气腔内的温度感应器有多个。根据伪装网的面积和所需控温的精度选择温度感应器的数量，温度感应器非均匀的分布在伪装网内部。在一实施例中，气腔内的压力感应器有多个，根据伪装网的面积和所需控压的精度选择压力感应器的数量，压力感应器非均匀的分布在伪装网内部。

在一实施例中，当伪装网的气腔内部的温度、压力与设定温度、设定压力的差异小于允许偏差时，控制器控制气体发生器和升降温控制器的功率开始降低直至停止工作，当伪装网的气腔的温度、压力与设定温度、设定压力的差异超过允许偏差时，逐渐增大气体发生器和升降温控制器的功率至最大，以使伪装网的气腔内部的温度、压力与设定温度、设定压力的差异在允许偏差范围内。

参照图2，为一实施例的工作流程图，根据需求设定温度T0和设定压力P0，并将设定温度和压力信息通过接收器传送给控制器。温度感应器和压力感应器实时采集伪装网内的温度和压力信息，并传输给控制器。控制器根据采集到的温度和压力信息，判断当前温度和压力与设定的温度和压力值的差异与允许偏差之间的关系。如果在允许偏差范围内，则气体发生器和升降温发生器均待机运行。如果不在允许偏差范围内，则控制气体发生器以及升降温发生器工作。如果当前检测到的压力值小于设定压力的允许偏差范围的下限值，则增加气体发生器的功率和频率，同时如果当前检测到的温度下小于设定温度的允许偏差范围的下限值，则通过升降温发生器对气体发生器产生的空气进行升温，如果当前检测到的温度下大于设定温度的允许偏差范围的上限值，则通过升降温发生器对气体发生器产生的空气进行降温。如果当前检测到的压力值大于设定压力的允许偏差范围的上限值，则降低气体发生器的功率和频率，同时如果当前检测到的温度下小于设定温度的允许偏差范围的下限值，则通过升降温发生器对气体发生器产生的空气进行升温，如果当前检测到的温度下大于设定温度的允许偏差范围的上限值，则通过升降温发生器对气体发生器产生的空气进行降温。整个控制过程中，温度感应器和压力感应器实时检测伪装网内的温度和压力信息，这样使得伪装网的气腔内部的温度、压力与设定温度、设定压力的差异在允许偏差范围内。

应理解，在上述的温度控制过程中，伪装网的气腔内部的温度得到了控制，使得伪装网所伪装的局部红外发射率的得到了调控，与周围环境的差异变小，达到增强隐身效果的目的。应理解为了实现较好的红外调控效果，基于实际的伪装网形状，在多层伪装网之间可以进行一定的内部通风结构设计。

应理解，在上述的压力控制过程中，伪装网的气腔内部的压力得到了控制，使得伪装网整体的厚度也随之受到调控，伪装网整体的厚度的变化改变了伪装网的阻抗匹配特性，使伪装网与复合吸波板整体对于外界雷达波的发射特性发生改变，实现了雷达特征的可变调节。应理解为了实现较好的雷达特征调控，基于可实现的伪装网形状，对伪装网的层数和每层的厚度，以及伪装网面层材料的电磁损耗能力进行设计。

所述伪装网，为层状结构，由上至下包括多层伪装网层101，具体的伪装网层101的层数根据需要设定，可以是双层，三层，四层，五层，六层伪装网，每一层的厚度可以相同也可以不相同。参照图3，是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在充气时的部分结构示意图。参照图4，是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在未充气时的部分结构示意图。在本发明一实施例中，伪装网内部的平均压强为P，其压强是可控变化的，且1atm≤P≤2atm。伪装网的总厚度D1，其总厚度是可控变化的，且0.1mm≤D1≤100mm。

在本发明一实施例中，伪装网中各气腔的气腔壁采用弹性材料制成，能够保持伪装网内的气腔被充气后保持张紧的状态。

在本发明一实施例中，复合吸波板的厚度为D2，且0.1mm≤D2≤50mm。

伪装网充气后，伪装网的厚度随压强发生变化，根据需求，通过伪装网气腔内的压力控制，控制伪装网的厚度，调节电磁损耗能力。对复合吸波板的厚度为20mm，吸波板上覆盖四层伪装网，伪装网内通过充气实现不同的厚度，温度为室温，压强在1大气压至1.3大气压之间变化。图5是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在未充气时的电磁波反射特性图。图6是一实施例中具有四层伪装网层的多频谱伪装隐身系统在充气后不同厚度和压力下的电磁波反射特性图。

以上实施例，通过对伪装网的温度和压强的控制实现对红外、雷达特征的可变多频谱伪装。本发明结构简单，通过控制温度可以调节红外伪装性能，通过控制压强可以调节伪装网的厚度，通过改变阻抗匹配特性实现对于雷达隐身特性的调节。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：包括伪装网、复合吸波板和气腔控制单元，伪装网固定在复合吸波板上，所述伪装网内设有气腔，气腔控制单元包括温度控制单元和压力控制单元，温度控制单元用于对气腔内的温度进行控制，实现对被伪装目标的红外特性的可控调节；压力控制单元用于控制气腔内部气压，改变气腔的大小，实现伪装网体积的控制；伪装网具有电磁波损耗特性，在伪装网体积变化时，伪装网与入射电磁波的电磁匹配特性将发生变化，其损耗电磁波的特性随之发生变化；具体地，改变伪装网内气腔的大小，伪装网的厚度发生变化，使得伪装网的等效电磁参数发生变化，根据阻抗匹配原理，伪装网表面反射入射电磁波的系数也将发生变化，伪装网和复合吸波板所构成的多频谱伪装隐身系统的雷达特性也随之发生变化，实现对被伪装目标的雷达特性的可控调节。

2.根据权利要求1所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：所述伪装网为层状结构，由上至下包括多层伪装网层。

3.根据权利要求2所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：一层以上的伪装网层中设有气腔。

4.根据权利要求2所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：各层伪装网层均设有气腔。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：最上面一层伪装网为迷彩伪装网，最底层伪装网固定在复合吸波板上，中间层的伪装网层为纤维布层或增强纤维网层。

6.根据权利要求4所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：各层气腔之间设置有联通气管，所有气腔同时进行压力和温度控制，使得各气腔内的温度和压力保持相同。

7.根据权利要求6所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：各气腔的气腔壁采用弹性材料制成，能够保持伪装网内的气腔被充气后保持张紧的状态。

8.根据权利要求1所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：气腔控制单元包括温度感应器、压力感应器、气体发生器、升降温发生器和控制器；

气腔内均匀设置有多个温度感应器，用于实时采集气腔内的温度信号，并将采集到的温度信号传输给控制器；

气腔内均匀设置有多个压力感应器，用于实时采集气腔内的压力信号，并将采集到的压力信号传输给控制器；

气体发生器用于产生充入到气腔内的气体，气体发生器产生的气体经升降温发生器进行升温或者降温，改变充入到气腔内的气体的温度后通过管路输送到伪装网的气腔中；

控制器实时监控气腔内的温度和压力，并通过控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，调节气腔内的气压和温度。

9.根据权利要求8所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：气腔控制单元还包括接收器，接收器用于实时接收输入控制信号，输入控制信号包括温度控制信号和压力控制信号；控制器根据接收器接收的温度控制信号和压力控制信号与当前气腔内部温度和压力的差异情况，控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，控制向气腔内部输送设定量和温度的气体，实现伪装网温度和体积的自动控制；气腔内部温度是分布在气腔内的所有温度感应器感应的温度平均值；气腔内部压力是分布在气腔内的所有压力感应器感应的压力平均值。

10.根据权利要求9所述的一种红外、雷达特征可变的多频谱伪装隐身系统，其特征在于：接收器接收的温度控制信号包括设定温度以及温度允许偏差，压力控制信号包括设定压力和压力允许偏差；接收器将温度控制信号和压力控制信号传送给控制器，控制器通过控制气体发生器和升降温发生器的工作状态，调节气腔内的气压和温度，使得气腔内部压力与设定压力的差异在压力允许偏差范围内，使得气腔内部温度与设定温度的差异在温度允许偏差范围内。

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