Ъглов рефлектор: работа, типове, изчисление, диаграма на излъчване и неговите приложения

Антена, която се използва за отразяване на падащите електромагнитни сигнали, създадени от отделен източник, се нарича ъглова антена. Тези антени работят при по-високи микровълнови честоти, така че са много популярни в антенните системи на космически кораби поради техните характеристики като; проста структура и леко тегло. Тези видове антени се изработват с различни рефлектори, чиято равнина е параболична, елипсоидна, хиперболична (или) сфероид. Има различни видове ъглови антени като; равнина, прът, ъгъл, сферична, параболична и цилиндрична. Тази статия предоставя кратка информация за a ъглов рефлектор .

Какво е ъглов рефлектор?

Пасивно устройство, което се използва за отразяване на радиосигнали директно обратно в посоката на източника на излъчване, е известно като ъглов рефлектор. Това е ретрорефлектор, който включва три взаимно перпендикулярни и пресичащи се плоски повърхности, които отразяват вълни директно към източника, макар и преобразувани. Трите пресичащи се повърхности в тази антена често имат квадратна форма. Това е много полезно устройство за калибриране на радарни системи.

Тези рефлектори са направени от метални пластини (или) жици, които образуват прави ъгли. Тези рефлектори имат свойството да отразяват електромагнитни вълни, което означава, че се появяват като ярки цели над радарния дисплей, дори ако са извън оста или далеч. Те се използват често като референции или маркери за радарни измервания на скорост, разстояние, позиция или ъгъл.

Примери за ъглови рефлектори са радарни ъглови рефлектори и оптични ъглови рефлектори. Така радарният ъглов рефлектор е направен от метал, който се използва за отразяване на радиосигнали от радарни комплекти, докато оптичните ъглови рефлектори (ъглови кубчета/кубични ъгли) са направени с тристранни стъклени призми, които се използват при лазерно измерване на разстояние и геодезия.

Каква е целта на ъгловия рефлектор?

Ъглов рефлектор се използва за генериране на силно радарно ехо, особено от обекти, които в противен случай биха имали само много ниско ефективно RCS (Радарно напречно сечение). Този рефлектор има минимум две или повече електропроводими повърхности, където тези повърхности са монтирани напречно. Ако ъглов рефлектор е по-голям, тогава ще се отрази повече енергия.

Как работи ъглов рефлектор?

Ъгловият рефлектор работи, като използва закона на оптиката, което означава, че сигналът след отражението се движи в същата посока, от която е получен. По-конкретно, неговият принцип на действие е, когато електромагнитен сигнал удари ъгловия рефлектор, тогава входящият сигнал ще се отрази от всяка електропроводима повърхност, което преди това означава, че вълната за двустенна структура се отразява два пъти, докато вълната в тристенна структура се отразява три пъти. Така посоката на разпространение на вълните ще се обърне, така че отразява вълната в посоката, откъдето и да са измислени и разглеждани като пасивно устройство.

Рефлекторите се използват главно в антени, така че основната цел зад подреждането на рефлектор в антената е да се подобри нейната насоченост. Така ъгловидните рефлектори помагат за ограничаване на излъчената енергия в металната плоча и осигуряват подобрение в насочеността, като отразяват получената енергия по предпочитания начин.

Ъглова рефлекторна антена

Ъгъл рефлекторна антена е насочена антена, която се използва на UHF и VHF честоти. Тази антена е изобретена през 1938 г. от Джон Д. Краус. Тази антена включва диполно задвижван елемент, разположен преди два плоски правоъгълни отразяващи дисплея, свързани обикновено под ъгъл от 90°. Тези антени имат 10 до 15 dB умерено усилване, 20 до 30 dB високо съотношение отпред към гърба и широка честотна лента.

Тези антени се използват широко за UHF телевизионни комуникационни връзки от точка до точка, приемни антени, връзки за данни за WAN и любителски радио антени на 144 MHz, 420 MHz и 1296 MHz ленти. Тези антени излъчват радиовълни, които са линейно поляризирани и могат да бъдат монтирани за вертикална или хоризонтална поляризация.

Видове ъглови рефлектори

Предлагат се два вида ъглови рефлектори; двустенни и тристенни, които са обсъдени по-долу.

Двустен ъглов рефлектор

Ъгловата антена, която има две повърхности в ортогонални равнини, е известна като двустенен ъглов рефлектор. Тази антена има два плоски рефлектора, които образуват 90* двустенен ъгъл. Този тип рефлектор се формира винаги, когато два проводими листа са перпендикулярно съединени и това се използва главно в антени. Този ъглов рефлектор връща вълната към източника на излъчване само ако посоката на падащия лъч е перпендикулярна на пресечната линия на равнините. Вълната в този тип рефлектор се отразява два пъти. Тези рефлектори са чувствителни към тяхното механично разположение, така че могат да възникнат повече проблеми.

Тристенен ъглов рефлектор

Ъгловата антена, която има три повърхности на ортогонални равнини, е известна като тристенен ъглов рефлектор. Този тип ъглов рефлектор може да бъде оформен чрез свързване на три проводими листа в перпендикулярна ориентация. Вълната за тристенна структура се отразява три пъти и тези рефлектори обикновено се използват в радарните системи.

Този рефлектор е много толерантен към неправилно подравняване и предлага прост метод за бърза настройка и калибриране на място, когато е необходимо. Радиовълните в този рефлектор удрят ъгъла и се отбиват от всяка повърхност общо три пъти, за да се получи обърната вълна, която се предава обратно към източника. Поради това този рефлектор осигурява висока RCS (радарно напречно сечение) цел за тестване на радарната система, данни и калибриране за вашето приложение.

Тези рефлектори са канонични радарни рефлектори, които обикновено се използват за калибриране или определяне на ефективността на радарните системи. Тези рефлектори предлагат желани атрибути като; доста голямо радарно напречно сечение, широк диапазон от аспектни ъгли чрез голям RCS и теоретична RCS, просто изчислена като роля на аспектен ъгъл.

Диаграма на излъчване на ъглов рефлектор

Следващата фигура представя диаграмата на излъчване на вертикалния ъглов рефлектор с главната ос. Диаграмата на излъчване в областта на дизайна на антената е зависимостта на посоката на силата на радиовълните от антената. Това е графично представяне на свойствата на антената за далечно поле, а също и вариация на излъчената мощност от антената като функция на маршрута от антената.

Изчисляване на ъглов рефлектор

Ъгловият рефлектор е много полезно устройство за калибриране на радарни системи . Обикновено този рефлектор включва перпендикулярни плочи, които се пресичат взаимно. Като цяло можем да видим, че общите ъглови рефлектори са тригранни и двустенни.

Всеки път, когато двустенният ъглов рефлектор реагира на механичното си центриране, тогава той е изключително толерантен към неправилно центриране. Така че това осигурява удобен метод за бърза полева система. Този рефлектор е направен просто с три плочи под прав ъгъл, които са илюстрирани на следващата фигура.

Aeff = a^2 /√3

Където „a“ е дължината на страната на тристенния рефлектор.

Ефективното напречно сечение на радара може да се измери чрез

σ = 4π a^4/3λ^2

Където „λ“ от горното уравнение е дължината на вълната на радарния сигнал.

Вълните в тристенния ъглов рефлектор удрят ъгловия рефлектор и просто се отскачат през всяка повърхност 3 пъти, за да доведат до напълно обратна посока на вълни, предаващи се обратно към източника. По този начин този ъглов рефлектор осигурява изключително високо RCS или радарно напречно сечение на целта главно за тестване на радарни системи и характеристики.

Предимства и недостатъци

The предимства на ъглови рефлектори включват следното.

• Ъгловият рефлектор в долния край на UHF обхвата осигурява широко усилване на честотната лента.
• Тези рефлектори имат голямо усилване, което означава, че предават и получават сигнали над дълги
• Ако ъгловият рефлектор има повече повърхности, тогава отражението ще бъде по-силно.
• Те са подходящи особено за използване при микровълни и ултрависоки честоти, където структурите с 1 (или) две дължини на вълната в рамките на най-високите общи размери са практични.
• Конструкцията му е проста, лесна за разгръщане, евтина и може да бъде изградена лесно за сгъване в солидна преносима единица.
• Те не се нуждаят от източник на захранване, калибриране или поддръжка.
• Те могат да бъдат подредени в различни ориентации и места.
• Те могат да се използват за възпроизвеждане на различни видове цели като; превозни средства, самолети (или) сгради чрез промяна на тяхната форма, брой и размер.
• Ъгловите рефлектори осигуряват надеждна референция главно за оценка на ефективността на радар.
• Тези рефлектори помагат при проверка на чувствителността, точността и разделителната способност и за идентифициране и коригиране на отклонения или грешки в радарните системи.

The недостатъци на ъглови рефлектори включват следното.

• Наличието на ъглов рефлектор прави разположението на антената доста обемисто.
• Използването на този рефлектор увеличава цената на ъгловата рефлекторна антена.
• Ъгловият рефлектор не е представителен за радарно валидиране главно за цели в реалния свят.
• Ъгловите рефлектори за радарно валидиране може да не уловят пълния набор от сценарии, както и предизвикателствата, които радарната система може да срещне в практиката.
• Ъглови рефлектори за радарно валидиране може да попречат на други потребители (или) радарни системи.
• Те могат да създадат безпорядък (или) фалшиви аларми на радарния дисплей или да объркат или маскират други интересни цели. Така че те също могат да нарушат разпоредбите (или) разрешенията за използване на въздушното пространство или честотната лента на радара.

Приложения

The приложения на ъглови рефлектори включват следното.

• Ъгловите рефлектори се използват в радарните системи, за да скрият съществуването на отбранителни моторни превозни средства от радара на противника.
• Тези рефлектори се използват и при приемане на телевизионен сигнал, така че намерете приложения в домашните антени.
• Те също се използват широко в приложения за оптична комуникация.
• Ъгловите рефлектори все още са полезни за радарно валидиране, ако се използват правилно и внимателно.
• Те се използват широко за UHF телевизионни приемни антени, връзки за данни за безжични WAN мрежи, комуникационни връзки от точка до точка и любителски радио антени на 1296 и 144, 420 MHz ленти.
• Те се използват за отразяване на радио или други електромагнитни вълни директно към източника на излъчване.
• Те се използват за генериране на силно радарно ехо от различни обекти, които иначе биха имали изключително ниско ефективно RCS (радарно напречно сечение).
• Те се използват за производство на рефлектори за сигурност за велосипеди, знаци и автомобили.
• Те могат да се използват и за отскачане на лазерни лъчи обратно към Земята от повърхността на Луната.

По този начин, това е преглед на ъглов рефлектор , неговата работа, видове, предимства, недостатъци и приложения. Това е ретрорефлектор с три взаимно перпендикулярни и пресичащи се равни повърхности, който възпроизвежда вълни открито към източника. В този рефлектор трите пресичащи се повърхности често имат квадратна форма. Тези рефлектори са просто направени от метал, който се използва за отразяване на радиовълни от радарни комплекти, докато оптичните ъглови рефлектори са направени с тристранни стъклени призми, които се използват за геодезия, както и за лазерно измерване. Ето един въпрос към вас, какво е антена?