Ένας τριεδρικός ανακλαστήρας, γνωστός και ως γωνιακός ανακλαστήρας ή τριγωνικός ανακλαστήρας, είναι μια συσκευή παθητικού στόχου που χρησιμοποιείται συνήθως σε κεραίες και συστήματα ραντάρ.Αποτελείται από τρεις επίπεδους ανακλαστήρες που σχηματίζουν μια κλειστή τριγωνική δομή.Όταν ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα προσκρούει σε έναν τριεδρικό ανακλαστήρα, θα ανακλάται πίσω κατά μήκος της προσπίπτουσας κατεύθυνσης, σχηματίζοντας ένα ανακλώμενο κύμα που είναι ίσο σε κατεύθυνση αλλά αντίθετο σε φάση με το προσπίπτον κύμα.

Ακολουθεί μια λεπτομερής εισαγωγή στους τριεδρικούς γωνιακούς ανακλαστήρες:

Δομή και αρχή:

Ένας τριεδρικός γωνιακός ανακλαστήρας αποτελείται από τρεις επίπεδους ανακλαστήρες με κέντρο σε ένα κοινό σημείο τομής, σχηματίζοντας ένα ισόπλευρο τρίγωνο.Κάθε επίπεδος ανακλαστήρας είναι ένα επίπεδο κάτοπτρο που μπορεί να αντανακλά προσπίπτοντα κύματα σύμφωνα με το νόμο της ανάκλασης.Όταν ένα προσπίπτον κύμα χτυπήσει τον τριεδρικό γωνιακό ανακλαστήρα, θα ανακλάται από κάθε επίπεδο ανακλαστήρα και τελικά θα σχηματίσει ένα ανακλώμενο κύμα.Λόγω της γεωμετρίας του τριεδρικού ανακλαστήρα, το ανακλώμενο κύμα ανακλάται σε ίση αλλά αντίθετη κατεύθυνση από το προσπίπτον κύμα.

Χαρακτηριστικά και Εφαρμογές:

1. Χαρακτηριστικά ανάκλασης: Οι τριεδρικοί γωνιακοί ανακλαστήρες έχουν υψηλά χαρακτηριστικά ανάκλασης σε μια ορισμένη συχνότητα.Μπορεί να αντανακλά το προσπίπτον κύμα πίσω με υψηλή ανακλαστικότητα, σχηματίζοντας ένα προφανές σήμα ανάκλασης.Λόγω της συμμετρίας της δομής του, η κατεύθυνση του ανακλώμενου κύματος από τον τριεδρικό ανακλαστήρα είναι ίση με την κατεύθυνση του προσπίπτοντος κύματος αλλά αντίθετη στη φάση.

2. Ισχυρό ανακλώμενο σήμα: Εφόσον η φάση του ανακλώμενου κύματος είναι αντίθετη, όταν ο τριεδρικός ανακλαστήρας είναι αντίθετος προς την κατεύθυνση του προσπίπτοντος κύματος, το ανακλώμενο σήμα θα είναι πολύ ισχυρό.Αυτό καθιστά τον τριεδρικό γωνιακό ανακλαστήρα σημαντική εφαρμογή στα συστήματα ραντάρ για την ενίσχυση του σήματος ηχούς του στόχου.

3. Κατευθυντικότητα: Τα χαρακτηριστικά ανάκλασης του τριεδρικού γωνιακού ανακλαστήρα είναι κατευθυντικά, δηλαδή, ένα ισχυρό σήμα ανάκλασης θα δημιουργηθεί μόνο σε μια συγκεκριμένη γωνία πρόσπτωσης.Αυτό το καθιστά πολύ χρήσιμο σε κατευθυντικές κεραίες και συστήματα ραντάρ για τον εντοπισμό και τη μέτρηση θέσεων στόχων.

4. Απλό και οικονομικό: Η δομή του τριεδρικού γωνιακού ανακλαστήρα είναι σχετικά απλή και εύκολη στην κατασκευή και εγκατάσταση.Συνήθως κατασκευάζεται από μεταλλικά υλικά, όπως αλουμίνιο ή χαλκό, που έχει χαμηλότερο κόστος.

5. Πεδία εφαρμογής: Οι τριεδρικοί γωνιακοί ανακλαστήρες χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ραντάρ, ασύρματες επικοινωνίες, αεροναυτιλία, μέτρηση και εντοπισμό θέσης και άλλα πεδία.Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κεραία αναγνώρισης στόχου, εμβέλειας, εύρεσης κατεύθυνσης και βαθμονόμησης κ.λπ.

Παρακάτω θα παρουσιάσουμε αυτό το προϊόν αναλυτικά:

Για να αυξήσετε την κατευθυντικότητα μιας κεραίας, μια αρκετά διαισθητική λύση είναι να χρησιμοποιήσετε έναν ανακλαστήρα.Για παράδειγμα, αν ξεκινήσουμε με μια συρμάτινη κεραία (ας πούμε μια διπολική κεραία μισού κύματος), θα μπορούσαμε να τοποθετήσουμε ένα αγώγιμο φύλλο πίσω της για να κατευθύνει την ακτινοβολία προς την εμπρός κατεύθυνση.Για περαιτέρω αύξηση της κατευθυντικότητας, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας γωνιακός ανακλαστήρας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Η γωνία μεταξύ των πλακών θα είναι 90 μοίρες.

Εικόνα 1. Γεωμετρία γωνιακού ανακλαστήρα.

Το μοτίβο ακτινοβολίας αυτής της κεραίας μπορεί να γίνει κατανοητό χρησιμοποιώντας τη θεωρία εικόνας και στη συνέχεια τον υπολογισμό του αποτελέσματος μέσω της θεωρίας συστοιχιών.Για ευκολία ανάλυσης, θα υποθέσουμε ότι οι ανακλαστικές πλάκες έχουν άπειρη έκταση.Το σχήμα 2 παρακάτω δείχνει την ισοδύναμη κατανομή πηγής, που ισχύει για την περιοχή μπροστά από τις πλάκες.

Εικόνα 2. Ισοδύναμες πηγές σε ελεύθερο χώρο.

Οι διακεκομμένοι κύκλοι υποδεικνύουν κεραίες που βρίσκονται σε φάση με την πραγματική κεραία.οι κεραίες x'd out είναι 180 μοίρες εκτός φάσης σε σχέση με την πραγματική κεραία.

Ας υποθέσουμε ότι η αρχική κεραία έχει ένα πανκατευθυντικό μοτίβο που δίνεται από το ( ) .Στη συνέχεια το μοτίβο ακτινοβολίας (R) του "ισοδύναμου συνόλου θερμαντικών σωμάτων" του σχήματος 2 μπορεί να γραφεί ως:

Το παραπάνω προκύπτει άμεσα από το σχήμα 2 και τη θεωρία συστοιχιών (k είναι ο αριθμός κύματος. Το μοτίβο που προκύπτει θα έχει την ίδια πόλωση με την αρχική κατακόρυφα πολωμένη κεραία. Η κατευθυντικότητα θα αυξηθεί κατά 9-12 dB. Η παραπάνω εξίσωση δίνει τα ακτινοβολούμενα πεδία στην περιοχή μπροστά από τις πλάκες Δεδομένου ότι υποθέσαμε ότι οι πλάκες ήταν άπειρες, τα πεδία πίσω από τις πλάκες είναι μηδενικά.

Η κατευθυντικότητα θα είναι η υψηλότερη όταν το d είναι μισό μήκος κύματος.Υποθέτοντας ότι το στοιχείο ακτινοβολίας του Σχήματος 1 είναι ένα κοντό δίπολο με ένα σχέδιο που δίνεται από το ( ), τα πεδία για αυτήν την περίπτωση φαίνονται στο Σχήμα 3.

Εικόνα 3. Πολικά και αζιμουθιακά μοτίβα κανονικοποιημένης ακτινοβολίας.

Το σχέδιο ακτινοβολίας, η αντίσταση και το κέρδος της κεραίας θα επηρεαστούν από την απόστασηdτου Σχήματος 1. Η σύνθετη αντίσταση εισόδου αυξάνεται από τον ανακλαστήρα όταν η απόσταση είναι μισό μήκος κύματος.μπορεί να μειωθεί μετακινώντας την κεραία πιο κοντά στον ανακλαστήρα.Το μήκοςLτων ανακλαστών στο Σχήμα 1 είναι τυπικά 2*d.Ωστόσο, εάν ανιχνεύσετε μια ακτίνα που ταξιδεύει κατά μήκος του άξονα y από την κεραία, αυτό θα αντανακλάται εάν το μήκος είναι τουλάχιστον ( ).Το ύψος των πλακών πρέπει να είναι υψηλότερο από το στοιχείο ακτινοβολίας.Ωστόσο, δεδομένου ότι οι γραμμικές κεραίες δεν ακτινοβολούν καλά κατά μήκος του άξονα z, αυτή η παράμετρος δεν είναι κρίσιμης σημασίας.