[发明专利]龙虾眼红外侦察告警器

说明书

技术领域

本发明属于红外探测技术领域。实为一种应用龙虾眼结构接收目标的部分红外辐射并能进行信息传输的龙虾眼红外侦察告警器。

背景技术

随着红外物理与技术的不断发展，红外探测技术已被广泛地应用于军事中。被动红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强、能在一定程度上识别伪装目标等特点。本发明所涉及的龙虾眼红外侦察告警器正是基于被动红外探测技术。

通常红外探测系统由光学系统、探测器、信息处理器等部分组成。红外光学系统的作用是把目标区域的红外辐射聚焦在探测器上，传统红外光学系统的视场都不大，这主要受限于它们的结构仅仅对称于唯一的一条光轴，随着视场的增加，像质会退化。而对于侦察告警器来说，越大的视场意味着越大的侦测范围，其战术效果重大。在现有光学成像技术领域也有一些扩大视场、消除像差的方案，例如广角镜头的视场为60～85°，超广角镜头的视场为95～120°，鱼眼镜头的视场接近230°。然而，这些方案都是多结构光学部件或光学系统，结构复杂、成本高、装校困难、重量大。受到红外材料性能等因素的限制要实现大角度视场的红外探测更加困难。

不同于其他动物的眼睛，龙虾的眼睛是利用反射原理成像。龙虾眼睛具有几乎完美的矩形棱台结构(图1)，矩形棱台结构是达到这一效果的关键，平行光1经过矩形棱台的内反射壁2反射到焦面3上(图2)。它具有两种特质，首先，由于球形的对称性，它没有固定的光轴，这样龙虾眼对于各个方向的光线的聚焦能力是等同的(换而言之，它具有全方位的视场)。第二，对于任意给定点，许多通道都参与到了像的形成，并且由于是反射成像，全谱段光波都会聚到同一像点上，这就使像很明亮且包含的信息更加丰富。这些特质使得龙虾可以在亮度条件很低的情况下有效地捕捉猎物。

受到龙虾眼全方位视场特性的启发，本发明的红外侦察告警器应用龙虾眼透镜，可实现结构轻便、低成本的大视场红外监控。并且龙虾眼透镜不使用传统的红外光学材料，可由高强度金属材料制作，环境适应能力强，具有可快速部署，高隐蔽性等特点。其在红外侦察告警领域里的应用前景广阔，目前未见同类型的红外侦察告警器。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现夜间红外监控告警任务的龙虾眼红外侦察告警器。系统主要由龙虾眼透镜4、非制冷红外球面探测器5、处理电路6、通讯组件7、太阳能电池8、太阳能板9、及支撑结构10组成(如图3)。系统的关键部件为龙虾眼透镜，它是实现一系列特殊功能的关键。龙虾眼透镜4主要负责收集目标红外辐射能，并聚焦成像到非制冷红外球面探测器5上。非制冷红外探测器5将采集的红外辐射能信号转化为电信号传送给处理电路6，并由处理电路6处理发送给通讯组件7。通讯组件7将信息以无线通讯的方式传输给基站完成侦察告警任务。在同一地区同时使用多个龙虾眼红外侦察告警器可以组建成一个监控网络，对某一地区实现夜间红外监控。太阳能板9可放置在距离龙虾眼告警探测器主体较远处，由太阳能板9在白天接收太阳能转化为电能并为太阳能电池8充电。夜晚龙虾眼红外侦察告警器工作时，由太阳能电池8供给电能工作，实现长时间工作免维护的目的。

本发明的新颖之处在于使用龙虾眼透镜作为收集目标红外辐射的光学采集器，其独特的反射成像原理，可以实现全方位的视场并且没有轴外像差与色差。配合使用减小球差的方法，可以实现其应用到红外侦察告警器的目的。为了达到野外条件下的伪装效果，龙虾眼透镜的微通道板结构中的各个微通道可以制作成大小不同的结构形式并在表面涂以保护色，同时可以把太阳能电池组封装在透镜的基底材料内，这样可以达到更好的伪装效果和空间利用率。

本发明能够解决的主要技术问题及其积极效果是：

1、龙虾眼透镜可以实现大视场的红外探测，并将其应用在红外告警领域能够实现大视场夜间红外监控。

2、由于龙虾眼的特殊结构以及其特殊的封装工艺，龙虾眼红外侦查告警器具有环境适应性好、可快速部署、免维护的特点。

3、红外龙虾眼透镜制作成本较低，可实现大规模部署。

4、通过无线通讯组件组成小规模网络覆盖，实现对监测区域的红外监控。

附图说明

图1为龙虾眼睛结构示意图

图2为龙虾眼反射成像原理图

图3为龙虾眼红外侦察告警器示意图

图4为龙虾眼透镜成像示意图

具体实施方式