[發明專利]一種用于高光譜隱身偽裝的變色膜

有效

• 申請號: 202110915133.1
• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113606995B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 賈春陽;柳翔瀚;翁小龍
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: F41H3/02
• 分類號: F41H3/02;B32B27/30;B32B27/20;B32B27/18;B32B27/36;B32B27/32;B32B27/08;B32B27/06;B32B17/00;B32B17/06;B32B33/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種用于高光譜隱身偽裝的變色膜，屬于高光譜隱身偽裝技術領域。所述變色膜包括依次設置的上電極層、變色層和下電極層，其中，變色層包括：50wt％～90wt％的水，5wt％～20wt％的溶膠，0.5wt％～10wt％的鉻綠，0.25wt％～10wt％的紫精及其衍生物，0.1wt％～2wt％的鹽，0.2wt％～4wt％的交聯劑和0.5wt％～10wt％的紅外調節填料。本發明變色膜可根據外加電壓的不同改變顏色與近紅外反射率，從而實現高光譜探測下的偽裝，并適應不斷變化的地面環境。

技術領域

本發明屬于高光譜隱身偽裝技術領域，具體涉及一種用于高光譜隱身偽裝的變色膜。

背景技術

在現代戰爭中，指揮、控制、通信、毀傷、探測等技術高度集成，逐漸形成了“被發現”即“被殲滅”的現象。衛星高光譜技術可以通過分析、處理目標的高光譜數據，參照背景的光譜數據庫輕易顯示與背景環境不同的目標，因此傳統的偽裝手段已經無法提供充分的保護。高光譜探測技術是一種精密的光學探測技術，主要是通過光柵分光、聲光可調諧濾波分光等原理降低光譜通道帶寬，提高探測分辨率。由于紅外大氣窗口的存在，針對綠色植被背景的高光譜探測主要集中在全部的可見光波段(350～750nm)和近紅外波段(750～2500nm)兩處，其探測精度可達10nm。這一探測技術既可以識別不同的顏色，也可以識別相同顏色的不同之處。具體體現在，傳統的偽裝材料可以在視覺上達到與背景環境融合的目的，但是比較它們在高光譜探測下的成像結果，二者在350～2500nm內的精細反射光譜有明顯的區別(即同色不同譜)。這種區別將導致目標暴露在敵方的偵察中。目前常見的地面背景有綠色植被背景、土壤背景等。綠色植被的光譜特征主要來自于植物葉片，其精細反射光譜包含以下幾個特征(如圖1所示)：第一、在550nm處的反射峰，強度為8～15％，該反射峰來自于植被的顏色；第二、在850～1150nm范圍內的近紅外反射高原，強度為50～60％，該反射高原是植物葉片內部獨特的孔隙結構產生的；第三、在1400nm和1800nm處的吸收峰，強度分別為15～25％和5～10％，是植物葉片中的水產生的吸收峰；第四、1400nm與1800nm兩處吸收峰之間的反射平臺的強度，因植物種類的不同而存在區別；土壤在自然條件下沒有明顯的光譜特性，反射曲線較少明顯的峰值與谷值，但是在植被較為密集的地區，土壤因其高含水量、高有機質含量呈現較低的反射率(如圖1所示)，在顏色上也呈現為深褐色、黑色。為了實現在高光譜探測下的隱身偽裝，急需一種可以充分模擬植被精細光譜的新型偽裝技術，它需包含上述植物葉片的三個反射特征；同時，還需在植被(綠色)和土壤(黑色)之間變換，以滿足融入不斷變化的地面環境的需要。

目前廣泛應用于地面目標的偽裝網、偽裝涂料等，往往只能為目標提供與背景植被相似的顏色，無法與高光譜探測中的背景植被的精細光譜相匹配，導致“同色不同譜”現象產生。這是由于現在常用的偽裝網、偽裝涂料等并不具有天然植被的組織結構和成分特征，其展現出的精細光譜與綠色植被的真實特征存在巨大差異。針對這一現狀，國內外均對偽裝網、偽裝涂料的結構、成分等進行改良，已開發出與綠色植被有相同反射光譜的仿生材料。但是，這些仿生材料的問題在于只與單一植被環境“同色同譜”，無法適應在地面運動的過程中周圍環境的復雜變化，導致目標暴露。目前本課題組已擁有一種可變色的“仿生樹葉”技術，通過電致變色原理可以模仿樹葉“綠色-黃色”之間的轉變，但該項技術的顏色轉變僅僅限制在可見光區域，對于800～2500nm波段下的偵查缺乏有效的調制效果，無法實現在高光譜探測的整體范圍內“可調可變”，因此在偽裝過程中對環境有著較為苛刻的要求，不能很好地適應廣泛的需求。

發明內容

本發明的目的在于，針對背景技術存在的缺陷，提出了一種用于高光譜隱身偽裝的變色膜，該膜可根據外加電壓的不同改變顏色與近紅外反射率，從而實現高光譜探測下的偽裝，并適應不斷變化的地面環境。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：