CN114545406B - 一种可编程的反射器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可编程的反射器,其特点在于包括反射器阵列和编码主控装置;所述反射器阵列包括至少2个反射单元;每个反射单元均包括底座、电磁波透镜、转动机构和反射件;所述转动机构安装在底座上;所述电磁波透镜由所述转动机构带动以可相对于底座运动,在电磁波透镜上还设有随电磁波透镜运动的反射件,反射件朝向电磁波透镜的一面为主反射面,另一面为次反射面;所述编码主控装置与各反射单元的转动机构电性连接以分别控制各反射单元的转动机构,进而控制各电磁波透镜及反射件的动作时机和目标姿态。本发明具有结构简单、设计合理、可形成不同的电磁波反射组合图形,实现形成不同的雷达波反射特征等特点。
Description
技术领域
本发明涉及通信设备和雷达技术领域,特别是一种可编程的反射器。
背景技术
现时,为了找出目标所在地,通常采用光学成像和雷达成像的技术手段来实现。光学成像(包括红外成像),通常用于在机载和卫星上进行寻找目标,其优点是成像精度高,成像速度快,可以实时掌握地面和海上目标的特征和动态,但会受到天气状况的影响。雷达成像是一种全天候寻找目标的技术手段,并可以透过伪装检测到下方装备的特征,只是成像清晰度不如光学成像。随着计算机技术的发展,传统的电子对抗方法已经无法完成对目标的伪装和隐蔽工作。为了有效保护目标,就需要针对寻找目标的手段设计多功能的技术隐蔽干扰装置,改变目标特性,使其与环境融为一体。
龙伯透镜是一种电磁波透镜,可以将接收到的平面电磁波聚焦到透镜表面的焦点上,提高系统的接收能力;反之,在焦点处放置一片金属片,就可以将接收到的电磁波沿着入射方向反射回去。现时将龙伯透镜与反射板的组合称为龙伯透镜反射器,目的是增强雷达反射信号强度。常见的龙伯透镜反射器,反射特征是固定的,容易被雷达系统识别,并不能达到保护目标的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可编程的反射器,该可编程的反射器具有结构简单、设计合理、可形成不同的电磁波反射组合图形,实现形成不同的雷达波反射特征等优点。
本发明的技术方案是这样实现的:一种可编程的反射器,其特点在于包括反射器阵列和编码主控装置;所述反射器阵列包括至少2个反射单元;每个反射单元均包括底座、电磁波透镜、转动机构和反射件;所述转动机构安装在底座上;所述电磁波透镜由所述转动机构带动以可相对于底座运动,在电磁波透镜上还设有随电磁波透镜运动的反射件,反射件朝向电磁波透镜的一面为主反射面,另一面为次反射面;所述编码主控装置与各反射单元的转动机构电性连接以分别控制各反射单元的转动机构,进而控制各电磁波透镜及反射件的动作时机和目标姿态。
在编码主控装置的控制下,各反射单元的转动机构可带动电磁波透镜与反射件运动,使得反射单元可处在两种不同的状态:当反射单元的反射件的主反射面朝向底座外或朝向电磁波发射源时,此时反射单元处于第一种反射状态,该反射状态下产生最大的雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS);当反射单元的反射件的主反射面朝向底座内或背向电磁波发射源时,此时反射单元处于第二种反射状态,该反射状态下相当于利用反射件的次反射面工作,只产生较小的雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS)。应用时可以通过程序来设定编码主控装置进而控制任意反射单元的状态,使得这些反射单元能共同构成反射组合图形,由于不同的反射组合图形在雷达视觉下所呈现的雷达波反射特征不同,这相当于在同一地理位置可以产生不同的雷达视觉图形,这将有利于进行某些策略上的操作,例如雷达瞒骗或隐藏反射器所在的地点等。另外,单件反射单元其反射件的目标姿态数量可以被设定为多个,此时单件反射单元相当于可处在两种以上不同的状态,此时这些反射单元能共同构成的反射组合图形的数量也将随之增加。
电磁波透镜相对于底座转动的转动轴线为L1,反射件处于转动轴线L1的一侧。这样在使用时反射件是绕着转动轴线L1进行转动的,便于对反射件的主反射面的倾仰角度进行调整。
进一步地,反射单元的电磁波透镜上被反射件覆盖的面积是整个电磁波透镜的外表面积的10%~55%。
进一步地,反射单元的电磁波透镜是球体状结构,此时反射件上的主反射面为半球形面,电磁波透镜的直径一般大于60mm。在使用时,反射单元的反射件的主反射面的面积越小,电磁波透镜的直径越小,且单位面积内反射单元布设得越密集时,可形成图案特征越复杂的反射组合图形。使用时,根据使用需要,电磁波透镜也可以是圆柱状结构,此时反射件上的主反射面为半柱面。
反射单元的电磁波透镜在外表面上形成有一凹位,反射件嵌置在凹位中。反射件嵌入至电磁波透镜的凹位中后,刚好对电磁波透镜的凹位进行填充,致使反射件与电磁波透镜组合后依然是一个完整的球体或圆柱体,避免电磁波透镜在转动过程中反射件会与底座刮擦。
本方案可以采用以下两种方式实现光学成像上的伪装,一种是:反射件的次反射面与电磁波透镜上未被反射件覆盖的区域组合构成一外形面,在外形面上涂设有视觉伪装层;视觉伪装层可以根据使用环境进行特定设计,如应用在森林或草丛中时视觉伪装层可以是迷彩图案,应用在海洋中时视觉伪装层可以是蓝色的涂层,应用在雪地中时视觉伪装层可以是白色的涂层,这样在使用时无论电磁波透镜怎样转动,都可以与使用环境融为一体,实现光学伪装。
另一种是:将1个反射单元的电磁波透镜及反射件看成为一个整体,这个整体的外部带有色彩较明的涂装和色彩较暗的涂装;当主反射面朝向反射单元外时,色彩较明的涂装外露而色彩较暗的涂装隐藏,当主反射面朝向反射单元内时,色彩较明的涂装隐藏而色彩较暗的涂装外露。在使用时色彩较明的涂装在光照下呈反光效果形成亮区,色彩较暗的涂装在光照下并不反光而形成暗区,这样使得本方案在使用时,在编码主控装置的作用下,可以在形成特定的反射组合图形的同时,还可根据被保护环境形成特定的光学反射特征,实现光学成像伪装,避免被卫星或巡逻飞行器轻易发现。
在使用时,各反射单元的反射件的主反射面可以是由金属材料制成的单一表面,或者是由多件受控元件组成的可编程频率选择表面。当反射件的主反射面是由金属材料制成的单一表面时,可对任何频段的电磁波进行反射;当反射件的主反射面是可编程频率选择表面时,可选择地对特定频段的电磁波进行反射。
另外,还可在一部分或全部的反射单元的反射件的主反射面上涂设有吸波材料层。使用时,吸波材料层可将信号的部分能量消耗,以改变经反射件的主反射面反射后得到的信号的强度,不同强度的信号在雷达视觉下所呈现的雷达波反射特征也不同,以进一步提高伪装效果。
反射单元的底座上形成有腔室,在底座的顶面上形成有与腔室连通的开口,电磁波透镜处于底座的腔室内且其一部分外露于开口,电磁波透镜处于腔室内的部位的体积占电磁波透镜整体体积的30%~60%,底座的底板是电磁波阻挡板。这样的设计避免在使用过程中,反射单元会对从底座下方进入的电磁波进行反射,进一步提高本技术方案的隐身效果。
所述反射器阵列是平面阵列或曲面阵列。在使用时,本技术方案可根据地形的不同进行适应的布设,在具有布设平面的环境下可选择用平面阵列的方式来形成反射器阵列,而在凹凸不平的布设面下,则可使用曲面阵列的方式来形成反射器阵列。
反射器阵列的轮廓形状可根据使用时要覆盖的区域进行特定布设,反射器阵列的轮廓形状可以是矩形或圆形或三角形。
进一步地,相邻的2个反射单元它们之间的间隔距离D在0m~10m的范围内,相邻的2个反射单元它们之间的间隔距离D在应用时具体还要小于雷达最小分辨尺寸。通过对相邻的2个反射单元之间的间距进行限定,便于在应用时形成具有标准化图案特征的反射组合图形。
此外,各反射单元的转动机构可以是手动与电动于一体的机构。
本发明的有益效果:具有结构简单、设计合理、可形成不同的电磁波反射组合图形,实现形成不同的雷达波反射特征等优点。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图。
图2为实施例1的反射单元的立体结构示意图。
图3为实施例1的反射单元的俯视结构示意图。
图4为图3中A-A方向的剖视结构示意图。
图5为实施例2的结构示意图。
图6为实施例3的结构示意图。
附图标记说明:
11-反射器阵列;12-编码主控装置;13-反射单元;14-底座;141-腔室;142-电磁波阻挡板;15-电磁波透镜;151-转动部;16-转动机构;17-反射件;
21-第一行;22-第二行;23-第三行;24-第四行;25-第五行;26-反射单元;27-反射件;
31-反射单元;32-反射器阵列;33-编码主控装置。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2、图3、图4所示,本实施例的一种可编程的反射器,包括反射器阵列11和编码主控装置12;所述反射器阵列11包括30个反射单元13,30个反射单元13通过平面矩形阵列构成所述的反射器阵列11,相邻的2个反射单元13它们之间的间隔距离D为30cm。每个反射单元13均包括底座14、电磁波透镜15、转动机构16和反射件17。所述转动机构16安装在底座14上。所述电磁波透镜15是球体状结构,电磁波透镜15相对于底座14转动的转动轴线为L1,电磁波透镜15由所述转动机构16带动以可相对于底座14运动。电磁波透镜15安装在底座14上的结构具体是:在电磁波透镜15的两侧均固定有一转动部151,电磁波透镜15的2个转动部151均可转动地安装在底座14上,转动机构16是电机,电机的转轴与电磁波透镜15的其中一转动部151连接。在电磁波透镜15上还设有随电磁波透镜15运动的反射件17,反射件17处于转动轴线L1的一侧,反射件17朝向电磁波透镜15的一面为主反射面,另一面为次反射面。反射件17的主反射面是由金属材料制成的单一表面,反射件17上的主反射面为半球形面,在使用时反射件17的主反射面具有一中心反射方向S,电磁波透镜15上被反射件17覆盖的面积是整个电磁波透镜15的外表面积的25%。反射件17与电磁波透镜15的安装结构具体是:电磁波透镜15在外表面上形成有一凹位,反射件17嵌置在凹位中,反射件17嵌入至凹位中后,刚好对电磁波透镜15的凹位进行填补,使反射件17与电磁波透镜15实现互补构成一球体。所述编码主控装置12与各反射单元13的转动机构16电性连接以分别控制各反射单元13的转动机构16,进而控制各电磁波透镜15及反射件17的动作时机和目标姿态。应用时编码主控装置12经过程序设定后,控制反射器阵列11的一部分反射单元13处于第一种反射状态,另一部分处于第二种反射状态,如图1所示,不能看到反射件的反射单元13是处于第一种反射状态下的,处于第一种反射状态下的反射单元13的反射件的主反射面的中心反射方向S是垂直于纸面向外的方向,而可以看到反射件17的反射单元13则是处于第二种反射状态下的,处于第二种反射状态下的反射单元13的反射件17的主反射面的中心反射方向S是垂直于纸面向里的方向,处于第一种反射状态下的反射单元13共同构成“T”字形图案。
将1个反射单元13的电磁波透镜15及反射件17看成为一个整体,这个整体的外部带有色彩较明的涂装和色彩较暗的涂装(涂装在附图中没有示出);当主反射面朝向反射单元13外时,色彩较明的涂装外露而色彩较暗的涂装隐藏,当主反射面朝向反射单元13内时,色彩较明的涂装隐藏而色彩较暗的涂装外露。在使用时色彩较明的涂装在光照下呈反光效果形成亮区,色彩较暗的涂装在光照下并不反光而形成暗区,这样使得本方案在使用时,在编码主控装置12的作用下,可以在形成特定的反射组合图形的同时,还可根据被保护环境形成特定的光学反射特征,实现光学成像伪装,避免被卫星或巡逻飞行器轻易发现。
如图2、图3、图4所示,反射单元13的底座14上形成有腔室141,在底座14的顶面上形成有与腔室141连通的开口,电磁波透镜15处于底座14的腔室141内且其一部分外露于开口,电磁波透镜15处于腔室141内的部位的体积占电磁波透镜15整体体积的55%,底座14的底板是电磁波阻挡板142。这样的设计避免在使用过程中,反射单元13会对从底座14下方进入的电磁波进行反射,进一步提高本可编程的反射器的隐身效果。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:由4种目标姿态的反射单元26组合构成反射组合图形;如图5所示,本实施例共有5行反射单元26,从上至下分别是第一行21、第二行22、第三行23、第四行24和第五行25,其中第一行21、第五行25中的反射单元26是处于第一种目标姿态下的,该第一种目标姿态的反射单元26的反射件27的主反射面的中心反射方向是垂直于纸面向内的方向;第二行22中的反射单元26是处在第二种目标姿态下的,第四行24中的反射单元26是处在第三种目标姿态下的,第二行22中的反射单元26的反射件27的主反射面的中心反射方向与第四行24中的反射单元26的反射件27的主反射面的中心反射方向一一正对;第三行23中的反射单元26是处于第四种目标姿态下的,第三行23中的反射单元26的反射件的主反射面的中心反射方向是垂直于纸面向外的方向。这样的设计,在使用时可反射出与实施例1不同的雷达波反射特征,满足不同应用场景的使用需要。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于:如图6所示,本实施例的反射器阵列32的轮廓形状是三角形,而且反射器阵列32在编码主控装置33的作用下处于第一种反射状态下的反射单元31共同形成“人”字型图案。如图6所示,处于第一种反射状态下的反射单元31是看不到反射件的,这些反射单元31的反射件的主反射面的中心反射方向是垂直于纸面向外的方向。这样的设计,在使用时可反射出与实施例1不同的雷达波反射特征,满足不同应用场景的使用需要。
Claims (11)
1.一种可编程的反射器,其特征在于:包括反射器阵列和编码主控装置;所述反射器阵列包括至少2个反射单元;每个反射单元均包括底座、电磁波透镜、转动机构和反射件;所述转动机构安装在底座上;所述电磁波透镜由所述转动机构带动以可相对于底座运动,在电磁波透镜上还设有随电磁波透镜运动的反射件,反射件朝向电磁波透镜的一面为主反射面,另一面为次反射面;所述编码主控装置与各反射单元的转动机构电性连接以分别控制各反射单元的转动机构,进而控制各电磁波透镜及反射件的动作时机和目标姿态,使得反射单元可处在至少两种不同的状态:当反射单元的反射件的主反射面朝向底座外或朝向电磁波发射源时,此时反射单元处于第一种反射状态,该反射状态下产生最大的雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS);当反射单元的反射件的主反射面朝向底座内或背向电磁波发射源时,此时反射单元处于第二种反射状态,该反射状态下相当于利用反射件的次反射面工作,只产生较小的雷达散射截面积(Radar Cross Section, RCS);所述反射器阵列是平面阵列或曲面阵列;这些反射单元共同构成反射组合图形,在同一地理位置产生不同的雷达视觉图形。
2.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:电磁波透镜相对于底座转动的转动轴线为L1,反射件处于转动轴线L1的一侧。
3.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:电磁波透镜上被反射件覆盖的面积是整个电磁波透镜的外表面积的10%~55%。
4.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:电磁波透镜是球体状结构,此时反射件上的主反射面为半球形面;或者电磁波透镜是圆柱状结构,此时反射件上的主反射面为半柱面。
5.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:电磁波透镜在外表面上形成有一凹位,反射件嵌置在凹位中。
6.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:反射件的次反射面与电磁波透镜上未被反射件覆盖的区域组合构成一外形面,在外形面上涂设有视觉伪装层。
7.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:将1个反射单元的电磁波透镜及反射件看成为一个整体,这个整体的外部带有色彩较明的涂装和色彩较暗的涂装;当主反射面朝向反射单元外时,色彩较明的涂装外露而色彩较暗的涂装隐藏,当主反射面朝向反射单元内时,色彩较明的涂装隐藏而色彩较暗的涂装外露。
8.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:反射件的主反射面是由金属材料制成的单一表面,或者是由多件受控元件组成的可编程频率选择表面。
9.根据权利要求1或8所述的一种可编程的反射器,其特征在于:在反射件的主反射面上涂设有吸波材料层。
10.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:反射单元的底座上形成有腔室,在底座的顶面上形成有与腔室连通的开口,电磁波透镜处于底座的腔室内且其一部分外露于开口,电磁波透镜处于腔室内的部位的体积占电磁波透镜整体体积的30%~60%,底座的底板是电磁波阻挡板。
11.根据权利要求1所述的一种可编程的反射器,其特征在于:相邻的2个反射单元它们之间的间隔距离D在0m~10m的范围内。
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