[发明专利]航天器电致变色系统及其激光隐身方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种航天器电致变色系统及其激光隐身方法。

背景技术

激光作为一种主动探测信号有许多优点，它具有亮度高、方向性好、单色性好、 相干性好等优点。作为雷达使用时，与普通微波雷达相比，它具有分辨力高、抗干扰 能力强、隐蔽性好、体积小、质量轻等优势。因此，主动激光照射成像探测技术已成 为目前探测和跟踪飞行器的主要手段，激光测距机、激光制导武器、激光雷达等已研 制成功并装备部队。激光制导导弹或炸弹的投掷精度、应战能力达到了惊人的地步， 以致可做到被发现就会被击中，被击中就会被摧毁，严重威胁航天器的生存安全。

隐身技术便是在探测与反探测技术进步中发展起来的一种军用技术，隐身技术是 指减小目标的各种可探测特征，使敌方探测设备难以发现或使其探测能力降低的综合 性技术。目前，激光隐身除了要对抗各种军用激光测距机以外，最主要的是要对抗激 光制导武器，主要是半主动激光制导武器，包括激光半主动制导导弹、激光半主动制 导炸弹和激光半主动制导炮弹等。目标实施激光隐身后可使目标指示器照射到目标上 的激光产生弱的回波，不能被激光接收器所接收，从而不能实现对目标的攻击。除了 激光半主动制导武器以外，激光隐身还要对抗激光成像雷达，这时激光隐身方法是使 目标的激光反射特性与背景一致。

电致变色材料是指在外接电压或者电流的驱动下，材料的光学性能(透射率，反射 率等)在可见光范围内产生稳定的可逆变化。在外观上，电致变色材料表现为颜色及 退色的可逆变化。电致变色材料分为无机变色材料(例如氧化钨，氧化镍，氧化铑，氧化 钴等)和有机电致变色材料(例如紫精类)。无机电致变色材料主要集中在过渡金属氧 化物，这些过渡金属氧化物通过离子(例如Li+，Na+等)和电子的共注入和共抽出，使其 化学价态或晶体结构发生变化，从而实现着色和退色的可逆变化。有机电致变色材料 主要通过得失电子发生的氧化-还原反应实现着色和退色的可逆变化。它的速度可以达 到飞秒级。将电致变色材料薄膜粘贴在航天器的表面，通电薄膜的电压由航天器电压 控制系统所控制，通过改变电压控制航天器的颜色，使之与天空背景色度差异最小， 就可以达到航天器激光隐身的作用。

发明内容

本发明旨在设计一种航天器电致变色系统。将电致变色材料涂在航天器的表面， 在计算机的控制下，通过给电致变色材料施加相应的电压，使材料的颜色随航天器所 处空间的颜色而变化，使航天器与天空背景色度差异最小，以达到航天器激光隐身的 作用。航天器电致变色系统由涂在航天器表面的电致变色涂层、位于涂层边缘的电极、 安装在航天器内部的计算机和安装在航天器上方的CCD相机等部分组成。为保证电致 变色材料能够跟踪天空的颜色，电致变色材料可变颜色的色度区间设计为[0，70]，航 天器所处空间的背景色度由安装在航天器上方的CCD相机获取。

本发明的有益效果在于：航天器随所处空间改变颜色，可以达到激光隐身的作用， 提高了航天器在空间对抗中的生存能力。

附图说明

图1是航天器电致变色系统示意图。

标号说明：1航天器，2电致变色涂层，3电极，4计算机，5CCD相机。

具体实施方式

航天器电致变色系统由涂在航天器(1)表面的电致变色涂层(2)、位于涂层边缘 的电极(3)、安装在航天器(1)内部的计算机(4)和安装在航天器(1)上方的CCD 相机(5)等部分组成。

为保证电致变色材料能够跟踪天空的颜色，电致变色材料可变颜色的色度区间设 计为[0，70]。对电致变色材料的色度c＝0，1，2，…，70，通过实验可确定对应的电压V_c。

航天器(1)所处空间的背景色度由安装在航天器(1)上方的CCD相机(5)以 一定周期T拍摄获取。以m×n矩阵M＝(m_ij)表示CCD相机(5)拍摄图像的颜色矩阵， 其中m和n分别为图像像素的行数和列数，则m_ij表示像素(i，j)对应的色度，其中 m_ij∈{0，1，2，…，70}，i＝1，2，…，m，j＝1，2，…，n。

CCD相机(5)拍摄的图像送计算机(4)处理，处理方法是：以N_k表示当前图像M中色度为k的像素个数k＝0，1，2，…，70，选择整数C∈{0，1，…，70}，使即图像M中像素个数最多的色度是C。

计算机(4)控制电致变色涂层(2)两端的电压使之为V_C。