回射加熱器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種回射加熱器。本發(fā)明公開了一種朝著或遠(yuǎn)離目標(biāo)引導(dǎo)熱紅外能的設(shè)備。所述設(shè)備包括具有多個回射元件的覆蓋物。所述多個回射元件被配置為回射主要在熱紅外波長的電磁波束，沿著波束接收路徑從目標(biāo)接收電磁波束，并沿著波束反射路徑朝著所述目標(biāo)反射回電磁波束。所述波束反射路徑具有與其相應(yīng)的波束接收路徑基本相同的傾斜角和/或方位角。
【專利說明】回射加熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及一種朝著或遠(yuǎn)離目標(biāo)引導(dǎo)熱紅外能的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在給定的一組環(huán)境條件下維持物體的溫度可能難以實(shí)現(xiàn)。這種溫度穩(wěn)定性涉及將溫暖的物體維持在溫暖的溫度下，將冷的物體維持在冷的溫度下。另外，應(yīng)該高效且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)溫度穩(wěn)定性。
[0003]在寬泛的環(huán)境和情形下期望溫度穩(wěn)定性。這些環(huán)境和情形包括(例如不限于):
[0004]I)使諸如飛機(jī)機(jī)械師等的個人在寒冬的天氣或炎夏的天氣下室外工作時保持舒適和高工作能力；
[0005]2)使諸如士兵或航班乘客等的個人在飛行器上飛行過程中保持舒適；
[0006]3)在關(guān)閉操作期間對引擎或電池進(jìn)行保暖；以及
[0007]4)在使用之前保持諸如復(fù)合預(yù)浸料卷等的物體涼爽。
[0008]通常，人和物體通過四種機(jī)制獲得或損失熱:傳導(dǎo)、對流、蒸發(fā)和輻射。維持溫度穩(wěn)定性的方法常常解決這四種機(jī)制中的一種或更多種，包括(例如不限于):
[0009]I)使用對流加熱器、強(qiáng)制通風(fēng)加熱器或空調(diào)。這些方法生成熱或冷的空氣流并減少通過傳導(dǎo)和對流產(chǎn)生的損失。
[0010]2)使用絕緣材料。這包括機(jī)器上或建筑物墻壁中的絕緣覆蓋層，并且可包括人穿戴的外套或手套。這一方法減少了通過傳導(dǎo)、對流(以及在一些情況下，通過輻射)產(chǎn)生的損失。
[0011]3)遮蔭。無論是天然的還是人造的，這均阻擋輻射熱源。
[0012]4)使用輻射加熱器。這生成輻射熱(通常為紅外的)，因此通過輻射來加熱。
[0013]5)使用“太空毯”或反射絕緣材料。當(dāng)卷繞在人或物體上時，這些材料將人或物體所發(fā)射的一些紅外能反射回去。然而，除非絕緣材料完全包圍人或物體，否則紅外反射的效果很低，大部分紅外能損失于環(huán)境中。航天器上所使用的多層絕緣材料(MLI)是一個例子。
[0014]6)以上方法的組合。例如，包含由電池供電的加熱器或者包括利用鏡面反射來將熱返回給穿著者的反射層的夾克。
[0015]存在用足夠的絕緣材料包裹人或物體并不切實(shí)際的情形。這些情況例如包括:
[0016]I)諸如機(jī)械師等的個人在寒冷的天氣下工作，但需要使用他們的手指以進(jìn)行精細(xì)工作；
[0017]2)諸如機(jī)械師等的個人在寒冷的天氣下需要反復(fù)到高處以進(jìn)行工作，在這種情況下沉重外套的重量將妨礙他們夠到工件的能力或者導(dǎo)致重復(fù)性壓迫損傷；
[0018]3)在寒冷的辦公室中的職員需要他們的手指自由打字，以及需要能夠執(zhí)行其它精細(xì)的運(yùn)動技能；
[0019]4)機(jī)器或材料必須在冬天不過冷或者在日光下不過熱，同時仍允許人觸及以進(jìn)行工作。
[0020]主動加熱/冷卻系統(tǒng)在許多情形下同樣不實(shí)際或不是最佳的。例如，可能需要將這些系統(tǒng)非常靠近個人和物體放置以維持其溫度穩(wěn)定性。這限制了個人的移動性和/或物體的易接近性或便攜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]公開了一種朝著或遠(yuǎn)離目標(biāo)引導(dǎo)熱紅外能的設(shè)備。所述設(shè)備包括具有多個回射(retroreflective)元件的覆蓋物。所述多個回射元件被配置為回射主要在熱紅外波長的電磁波束，沿著波束接收路徑接收來自目標(biāo)的電磁波束，并沿著波束反射路徑朝著所述目標(biāo)反射回電磁波束。所述波束反射路徑具有與其相應(yīng)的波束接收路徑基本相同的傾斜角(elevat1n angle)和 / 或方位角。
[0022]還公開了一種朝著或遠(yuǎn)離目標(biāo)引導(dǎo)熱紅外能的方法。所述方法包括將覆蓋物相對于所述目標(biāo)置于平均距離Ax處。從所述覆蓋物回射主要在熱紅外波長的電磁波束。所述覆蓋物沿著波束接收路徑從所述目標(biāo)接收所述電磁波束，并沿著波束反射路徑將所述電磁波束反射回所述目標(biāo)。波束反射路徑具有與其相應(yīng)的波束接收路徑基本相同的傾斜角和/或方位角。
[0023]已討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可在其它實(shí)施方式中組合，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參照下面的描述和附圖看出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1示出站在寒冷的環(huán)境中的個人。
[0025]圖2示出站在距以鏡面方式反射紅外波束的表面距離Λ X處的個人。
[0026]圖3示出應(yīng)用于位于緊鄰個人的表面的至少一部分和/或形成該表面的至少一部分的紅外回射覆蓋物的一個示例。
[0027]圖4示出站在四面有墻壁的工作空間中的個人，其中一面墻壁的表面包括紅外回射覆蓋物。
[0028]圖5示出站在四面有墻壁的工作空間中的個人，其中所有四面墻壁和天花板具有紅外回射覆蓋物。
[0029]圖6Α和圖6Β示出在期望使諸如個人或物體的目標(biāo)保持涼爽的環(huán)境中如何使用紅外回射覆蓋物。
[0030]圖7示出在期望使目標(biāo)保持涼爽的環(huán)境中如何使用紅外回射覆蓋物的另一示例。
[0031]圖8示出用于制備和使用示例性紅外回射覆蓋物的方法。
[0032]圖9示出隅角立方反射器(corner cube reflector)形式的回射元件。
[0033]圖10是圖9所示的隅角立方反射器的正視圖。
[0034]圖11是示出用于紅外回射覆蓋物的一個示例的尺度和值的表。
[0035]圖12和圖13示出由多個水平槽構(gòu)成的槽反射器形式的紅外回射覆蓋物。
[0036]圖14示出圖12和圖13所示的紅外回射覆蓋物的修改版本。
[0037]圖15和圖16不出另一隅角立方反射器形式。
[0038]圖17A和圖17B示出在紅外透明材料片材的后表面中形成有回射元件的紅外回射覆蓋物。
[0039]圖18A和圖18B示出具有紅外透明材料的回射球體的紅外回射覆蓋物。
[0040]圖19A、圖19B和圖19C示出在前表面處具有折射形狀并且在后表面處具有反射形狀的紅外回射覆蓋物。
[0041]圖20A和圖20B示出由紅外透明纖維織成的紅外回射覆蓋物。

【具體實(shí)施方式】
[0042]每一個物體依據(jù)斯特藩-玻爾茲曼定律來發(fā)射熱輻射，其中，熱輻射率L (瓦/球面度/m2)與溫度T的四次方成正比。因此，給定輻射率對應(yīng)于給定溫度，當(dāng)物體具有特定溫度T時，其也具有特定輻射率L。個人10 (圖1)的輻射熱平衡可通過以下方程式來估計(jì):
[0043]P=eA (Tskin4-Tenv4)
[0044]其中P是由個人釋放的輻射功率，e是發(fā)射率，是斯特藩-玻爾茲曼常數(shù)，A是面積(投影到非凹面包圍表面)，Tskin是具有對應(yīng)輻射率Lskin的個人10的皮膚溫度，Tenv是具有對應(yīng)輻射率Lmv的環(huán)境15的溫度。在例如307° K的皮膚溫度下的人皮膚的發(fā)射率可介于約0.9和0.98之間。例如，成人的皮膚面積可在約1.24m2至超過2m2的范圍內(nèi)。利用2m2作為示例面積，個人10輻射大約978瓦。個人10可從環(huán)境15吸收輻射能或向環(huán)境15發(fā)射輻射能。例如，凈輻射熱平衡可為正，指示個人10在向環(huán)境15損失熱。另選地，凈輻射熱平衡可為負(fù)，指示個人10在從環(huán)境15獲得熱。在溫度約為Τ_=296° K的示例性辦公室中，個人10吸收844W。個人10還通過傳導(dǎo)、對流和蒸發(fā)/凝結(jié)獲得或損失熱。然而，在這些情形下，只要對于久坐的成人而言總凈熱平衡為大約116瓦(或者從對于睡著的成人而言約80瓦至對于做劇烈運(yùn)動的成人而言超過1000瓦的范圍)，個人10向環(huán)境15損失熱的速度大約與個人的身體新陳代謝生成熱的速度一樣快，個人10將既不會感覺太熱，也不會感覺太冷。
[0045]圖1示出站在寒冷的環(huán)境15 (如，冬天的機(jī)場維護(hù)工作區(qū))中的個人10。熱通過傳導(dǎo)和對流從個人10散逸到鄰近空氣中。另外，熱作為紅外輻射束17從個人10散逸。如果穿得單薄，則個人10將快速發(fā)射紅外輻射并快速損失熱。在冰凍環(huán)境下熱損失可為大約370W，其中溫度為(例如)Τ_=273° K。個人10無法保持活力的工作，從而將導(dǎo)致失去手指靈活性、口齒不清和難以集中注意力。因此，個人將需要強(qiáng)力加熱器或厚實(shí)的外套、帽子和手套，以在這樣的條件下保持溫暖和機(jī)能正常。
[0046]圖2示出站在距以鏡面方式反射紅外波束30的表面25距離Λ χ處的個人10。例如，表面25可以是棚或其它形式的圍繞物(諸如，例如由鋁制成的圍繞物)的壁。從個人10發(fā)射的紅外波束35入射到表面25上并從表面25鏡面反射。一小部分的紅外波束被反射回給個人10，然而仍將需要強(qiáng)力加熱器以使個人10保持溫暖，但來自加熱器的熱的量無需像圖1所示情形下那樣大。
[0047]在圖3中，覆蓋物40應(yīng)用于位于緊鄰個人10的表面的至少一部分和/或形成該表面的至少一部分。除了別的以外，覆蓋物40可以是用于構(gòu)成圍繞物的壁的那種類型的板的形式等。在此示例中，個人10站在距覆蓋物40距離ΛΧ處。沿著波束接收路徑45從個人10接收紅外波束，所述紅外波束入射在覆蓋物40上，在那里它們作為紅外波束沿著波束反射路徑50被回射。在當(dāng)前示例中，各個波束反射路徑50的傾斜角基本上與其相應(yīng)的波束接收路徑45的傾斜角相同。覆蓋物40還可被配置為以使得各個波束反射路徑50的方位角基本上與相應(yīng)波束接收路徑45的方位角相同的方式回射紅外波束。結(jié)果，入射在覆蓋物40上的幾乎所有紅外能被引導(dǎo)回給個人10。然而，將認(rèn)識到，覆蓋物40無需以這種方式回射所有紅外能，只要回射足夠的紅外能以使個人/目標(biāo)10維持期望的溫度即可。
[0048]在圖4所示的示例中，個人10正站在四面有墻壁的工作空間60中，其中一面墻壁65的表面包括覆蓋物40。在此配置中，個人10所發(fā)射的紅外能的約1/6從覆蓋物40被引導(dǎo)回給個人成為回射的紅外能。
[0049]在圖5所示的示例中，個人10正站在四面有墻壁的工作空間70中，其中所有四面墻壁和天花板具有覆蓋物40。在此配置中，由個人10沿著波束接收路徑45發(fā)射的幾乎所有紅外能從覆蓋物40沿著波束反射路徑50被回射給個人10成為回射的紅外能。
[0050]僅假設(shè)看得見的環(huán)境的50%，例如，三面墻壁和天花板的大部分具有覆蓋物40，圖5的環(huán)境可被建模為4 π單位球面的2 π球面度。該情形導(dǎo)致不利的入射角，因此，覆蓋物40僅使從個人10到達(dá)該覆蓋物40的紅外能的約50%返回。在這樣的條件下，實(shí)際上僅單位球面的約25%將輻射率對應(yīng)于Tskin的紅外輻射朝個人10回射。單位球面的另75%發(fā)射來自寒冷環(huán)境15的紅外輻射(這里,具有與值Tmv對應(yīng)的輻射率Lmv)或者散射來自寒冷環(huán)境15的輻射(具有與Tmv對應(yīng)的相同輻射率)。因此，結(jié)果得出的輻射平衡可表示為:
[0051 ] P=e σ A (Tskin4- (0.25Tskin4+0.75Tenv4)) =277ff
[0052]與在沒有覆蓋物40的情況下個人例如損失370瓦的相同環(huán)境相比，在存在覆蓋物40的情況下個人10損失的熱少了約100瓦。諸如工廠、飛機(jī)庫、辦公室等的工作空間70的加熱成本可降低。在某些情形下，一個或更多個覆蓋物40的話可不再需要加熱器，和/或個人10可自由穿著輕的衣服，以便于工作時的更大程度的靈活性。
[0053]在期望使諸如個人或物體的目標(biāo)保持涼爽的環(huán)境中也可使用覆蓋物40。參照圖6A，假設(shè)個人10處于不包括覆蓋物40的工作空間80 (例如，工廠)的炎熱區(qū)域中。在此示例中，機(jī)器85以熱紅外能的形式向環(huán)境15釋放熱，這使得Tenv例如升高至大約338° K(即，150° F)的溫度。在此環(huán)境下來自機(jī)器85的紅外能被工作空間80的墻壁、天花板和地板以與約338K對應(yīng)的輻射率散射和反射。即使當(dāng)使用空調(diào)冷卻空氣時，個人10仍吸收顯著量的紅外能。在此示例中，凈輻射平衡可為大約P=- 459W (假設(shè)個人10的皮膚面積為2m2)，因此需要進(jìn)一步的措施來使個人10保持涼爽。
[0054]在圖6B中，工作空間80中的墻壁和天花板包含覆蓋物40。這里，從機(jī)器85發(fā)射的大部分熱紅外能入射在覆蓋物40上并返回到機(jī)器85，而非朝著個人10反射或散射或者增加環(huán)境15的溫度。來自個人的身體的紅外能入射在覆蓋物40上并返回。因此，到達(dá)個人10的大部分熱紅外能來自個人的身體，具有與個人的皮膚溫度(例如，Tskin=307° K)近似對應(yīng)的輻射率。此外，假設(shè)覆蓋物40以50%回射效率提供50%覆蓋率，個人10的凈輻射平衡近似為:
[0055]P=eA (Tskin4 - (0.25Tskin4+0.75Tenv4)) = - 344W
[0056]這與圖6A所示的環(huán)境相比，凈輻射平衡提高了 100瓦。工廠、飛機(jī)庫等可節(jié)省空調(diào)成本，并且個人10可更富有工作能力和更舒適。
[0057]圖7示出目標(biāo)10將被冷卻或保持涼爽的環(huán)境。為此，在熱源和/或周圍環(huán)境87與目標(biāo)10之間另外設(shè)置覆蓋物40。來自熱源/外部環(huán)境87的紅外能被回射回到同一環(huán)境中，而不影響從環(huán)境15入射在目標(biāo)10上的紅外能的輻射率。來自目標(biāo)10的熱紅外能被覆蓋物40回射回給目標(biāo)，從而將入射在目標(biāo)10上的紅外能的輻射率基本上限制為與目標(biāo)10的初始溫度對應(yīng)的輻射率值(不存在通過經(jīng)覆蓋物40的傳導(dǎo)、對流等的環(huán)境15的進(jìn)一步加熱)。在另一示例中，可去除圍繞熱源/外部環(huán)境87的覆蓋物40，從而將覆蓋物40的使用限于面向目標(biāo)10的表面。
[0058]覆蓋物40可包括基底、支撐結(jié)構(gòu)等，其覆蓋有多個回射元件、由多個回射元件形成或者嵌入有多個回射元件。當(dāng)覆蓋物40直接由回射元件形成時，回射元件可利用固著(securement)、粘結(jié)工藝等彼此固定,而沒有基底。如將在下面討論的，回射元件可以各種不同的形式構(gòu)造。然而，它們可具有共有特性，例如:
[0059]1.主要在熱紅外波長(例如，在介于約700nm-lmm之間的波長范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，對于接近典型的人皮膚溫度的溫度，介于約8微米和12微米之間的波長)的電磁波束存在顯著反射；
[0060]2.有效孔徑足夠大以使大部分反射的紅外波束在其接收方向上返回，從而限制衍射波束擴(kuò)展和/或芳辦反射；
[0061]3.有效孔徑足夠小以使大部分反射的紅外波束返回給其接收自的物體，而非由于反射位移而損失紅外波束的紅外能；
[0062]4.足夠高的光學(xué)質(zhì)量(如，表面的平面度)以使大部分反射的紅外波束在其接收方向上返回，而非由于散射或像差而損失能量；以及
[0063]5.有效孔徑足夠小以確保較長波長的能量(如，無線電波和/或可聽聲波)由于鏡面反射或衍射波束擴(kuò)展和旁瓣而損失。
[0064]對于各種應(yīng)用，覆蓋物40足夠大并且足夠靠近目標(biāo)對象(如，物體或個人)，從而當(dāng)從目標(biāo)對象看時，以使得所對的立體角為球面度的至少一半(即，單位球面的八分之一)。此標(biāo)準(zhǔn)可用于設(shè)置給定環(huán)境中的覆蓋物40的大小的下限。
[0065]圖8示出用于制備和使用示例性覆蓋物40的方法100。如圖所示，在操作105，選擇目標(biāo)對象Wt的大小。在操作110，針對覆蓋物40與目標(biāo)對象之間的平均距離選擇距離Δχ0如果目標(biāo)的溫度過熱或過冷，則處理中也可結(jié)合該溫度。
[0066]在操作115，為覆蓋物40選擇各種形式的回射元件中的一種或更多種。在操作120，根據(jù)I)目標(biāo)大小Wt的平均值、2)目標(biāo)距離ΛΧ的平均值(操作110)、3)由衍射要求施加的限制、以及4)由反射偏移要求施加的限制來選擇各個反射元件的有效孔徑大小WK。在操作125，將覆蓋物40例如安裝或者以其它方式設(shè)置在以大約目標(biāo)距離ΛΧ面向目標(biāo)對象的表面處或該表面上。
[0067]圖9示出隅角立方反射器140形式的回射元件，這樣的多個回射元件可用于覆蓋物40。隅角立方反射器140包括三個相互垂直的反射表面145、150和155。到達(dá)的紅外波束沿著波束接收路徑160穿過開放面進(jìn)入隅角立方反射器140。如圖所示，紅外波束被三個表面145、150和155反射，然后沿著波束反射路徑165從隅角立方反射器140出射。沿著波束反射路徑165出射的紅外波束的傾斜角和/或方位角基本上與紅外波束的波束接收路徑160的傾斜角和/或方位角相同。這允許隅角立方反射器140將它所接收的熱紅外能返回給其接收自的目標(biāo)。在波束反射路徑165的傾斜角和方位角均與波束接收路徑160相同的那些情況下，反射完全是反向平行的，并且基本上接收自目標(biāo)的所有紅外波束被直接返回給目標(biāo)。盡管圖9示出單個紅外波束及其相應(yīng)的波束接收路徑和波束反射路徑，但在隅角立方反射器140處從多個方向接收的紅外波束具有特性與圖9相同的相應(yīng)波束接收路徑和波束反射路徑。
[0068]如果存在單個固定目標(biāo)，則隅角立方反射器140可按照不同的取向設(shè)置，按照使返回目標(biāo)的反射最大化的方式選擇各個取向。然而，如果存在多個目標(biāo)(如，擠滿了人的房間)或者單個目標(biāo)可能來回移動，則隅角立方反射器140可相對于墻壁按照共同的角度設(shè)置，以便容易制造并且提供更大(盡管效率較低)的回射區(qū)域。
[0069]隅角立方反射器140可被設(shè)計(jì)為反射主要在介于約700nm-lmm之間的范圍內(nèi)的紅外波長。這里，隅角立方反射器140被配置為反射主要介于約8微米和12微米之間的波長的熱紅外能。反射表面145、150和155可用銅、金、銀和/或鋁涂覆，因?yàn)檫@些材料在熱紅外波長下不具有強(qiáng)吸收共振。具有這類特性的其它涂覆材料同樣適用。
[0070]選擇的涂層的厚度例如可介于在熱紅外輻射波長下材料的趨膚深度(skiηdepth)的三倍或四倍之間。由于材料的趨膚深度近似隨紅外輻射波長的平方根而增加，并且熱紅外波長可比可見波長大大約20倍，所以用于熱紅外反射器的涂層比可見或近紅外反射器所使用的涂層厚。
[0071]在確定隅角立方反射器140的尺度時,應(yīng)該使衍射最小化以確保反射的紅外波束從隅角立方反射器140按照與進(jìn)入隅角立方反射器140的紅外波束平行(但方向相反)的傾斜角和/或方位角出射。當(dāng)準(zhǔn)直的輻射束穿過孔徑并擴(kuò)展成具有角度9diff(從波束中心至第一暗環(huán)(first null)測量的)的更寬波束時，發(fā)生衍射。如果反射的紅外波束擴(kuò)展得太寬，則大部分反射的熱紅外波束錯過目標(biāo)對象。假設(shè)隅角立方反射器140與目標(biāo)對象之間的距離為Λ X，并且衍射按照角度2 Qdiff擴(kuò)展反射能量，則紅外波束到達(dá)目標(biāo)時的寬度Ay為:
[0072]Δ y= Δ x2sin Θ diff
[0073]^ Δχ2 Θ diff (對于小角度)
[0074]如果寬度Λ y大于目標(biāo)對象的平均寬度Wt的約一半，則大部分紅外輻射錯過目標(biāo)。衍射波束的角寬度(即，紅外波束進(jìn)入回射元件的角度與其從回射元件出射的角度之差)隨著波長λ與各個回射器元件的孔徑寬度之比而增加。因此為了使衍射最小化，孔徑寬度應(yīng)該相對于波長λ足夠大。
[0075]圖10是隅角立方反射器140的正視圖，其中入射的紅外波束在波束接收點(diǎn)180處進(jìn)入隅角立方反射器140 (垂直地進(jìn)入頁面)并在波束出射點(diǎn)185處從隅角立方反射器140出射(垂直地離開頁面)。隅角立方反射器140包括尺度Wk，其決定隅角立方反射器140相對于在表面145、150和155之間連續(xù)傳播的具有波長λ的紅外波束的有效孔徑大小。對于具有正方形面的隅角立方反射器140，對于各個面，We與邊長s具有以下關(guān)系:
=丄
[0076]一產(chǎn) Wr
V3
[0077]將隅角立方反射器140的正面形狀近似為與有效孔徑大小Wk對應(yīng)的圓形，可使用艾里衍射公式將WR的下界定義為:
[0078]WK>1.22^1-
Wr
[0079]其中λ在諸如熱紅外波長等的紅外波長的范圍內(nèi)。例如，λ可被選擇為使得它在以大約9.6微米(來自人皮膚的輻射的峰值)為中心的范圍內(nèi)。利用近似這些尺度的孔徑，降低了由于衍射引起的紅外波束的擴(kuò)展，從而也增加了返回到目標(biāo)的紅外能的量。例如，可使用這些尺度來設(shè)置隅角立方反射器140的有效孔徑的最小界限。比這小的孔徑可能導(dǎo)致過度衍射，從而使得過多的反射紅外波束向外擴(kuò)展并錯過目標(biāo)。
[0080]反射偏移也可能導(dǎo)致反射的紅外波束錯過目標(biāo)。圖10示出反射偏移的一個示例，其示出紅外波束的三重反射路徑。在此示例中，紅外波束在波束進(jìn)入點(diǎn)180處進(jìn)入隅角立方反射器140，從表面145、150和155反射，并在波束出射點(diǎn)185處離開。在隨機(jī)選擇的波束進(jìn)入點(diǎn)180處進(jìn)入的波束與在波束出射點(diǎn)185處出射的波束之間的平均反射偏移Ay可近似為:

【權(quán)利要求】
1.一種包括覆蓋物(40)的設(shè)備，所述覆蓋物具有多個回射元件，所述回射元件被配置為回射主要在熱紅外波長的電磁波束，其中，所述多個回射元件被配置為沿著波束接收路徑(45)從目標(biāo)(10)接收電磁波束，并沿著波束反射路徑(50)朝著所述目標(biāo)反射回所述電磁波束，并且其中，所述波束反射路徑具有與其相應(yīng)的波束接收路徑基本相同的傾斜角和/或方位角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件包括被配置為散射可聽聲波波長的回射元件，其中，所述散射是漫射或鏡面反射中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述聲波波長在約17mm至約17米的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件被配置為回射主要在約700nm到約0.5mm之間的范圍或其子范圍內(nèi)的熱紅外波長的電磁波束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件包括被配置為回射主要在大約8微米到12微米之間的波長的電磁波束的回射元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件包括多個隅角立方反射器(140，280，315)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述多個隅角立方反射器(315)包括具有三角形開口以接收所述電磁波束的隅角立方反射器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述多個隅角立方反射器(280)包括具有六邊形開口以接收所述電磁波束的隅角立方反射器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件包括具有反射面(230，235)的多個槽(220)，其中，各個槽包括第一反射面和第二反射面，并且其中，所述第一反射面和所述第二反射面相對于彼此按照約90°的角度布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括與所述多個槽(220)中的至少一個槽相鄰地布置的至少一個反射壁(265)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述多個回射元件包括多個紅外透明纖維(480)，其中，各個纖維包括第一側(cè)和第二側(cè)，所述第一側(cè)用紅外反射涂層涂覆，所述第二側(cè)未涂覆。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述波束接收路徑(45)和相應(yīng)的波束反射路徑(50)的傾斜角基本上相同，并且所述波束接收路徑和相應(yīng)的波束反射路徑的方位角基本上相同。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述多個隅角立方反射器元件(140)包括有效孔徑大小與下式對應(yīng)的隅角立方反射器元件:
I Αχ......<1 I
Wr 其中，λ是電磁波束的紅外波長，Ax對應(yīng)于所述覆蓋物(40)與所述目標(biāo)(10)之間的平均距離，Wt對應(yīng)于所述目標(biāo)的平均寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述多個隅角立方反射器元件(140)包括有效孔徑大小被設(shè)計(jì)成用于散射可聽聲波波長的隅角立方反射器元件，其中，所述散射是漫射或鏡面反射中的一種。
15.一種朝著或遠(yuǎn)離目標(biāo)(10)引導(dǎo)熱紅外能的方法(100)，所述方法包括: 將覆蓋物(40)相對于所述目標(biāo)置于(125)在平均距離ΛΧ處；以及從所述覆蓋物回射主要在熱紅外波長的電磁波束，其中，所述覆蓋物沿著波束接收路徑(45)從所述目標(biāo)接收所述電磁波束，并沿著波束反射路徑(50)將所述電磁波束反射回所述目標(biāo)，其中，各個波束反射路徑具有與其相應(yīng)的波束接收路徑基本相同的傾斜角和/或方位角。
【文檔編號】G02B5/122GK104181623SQ201410146045
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月22日
【發(fā)明者】B·J·蒂洛森, Z·J·哈里斯 申請人:波音公司