Антенна, которая используется для отражения падающих электромагнитных сигналов, создаваемых отдельным источником, называется угловой антенной. Эти антенны работают на более высоких микроволновых частотах, поэтому они очень популярны в антенных системах космических кораблей из-за их таких функций, как; простая структура и ее легкий вес. Эти типы антенн изготавливаются с различными отражателями, плоскость которых представляет собой параболический, эллипсоидный, гиперболический (или) сфероид. Существуют разные типы угловых антенн, например; плоские, стержневые, угловые, сферические, параболические и цилиндрические. В этой статье представлена краткая информация о угловой отражатель .
Что такое угловой отражатель?
Пассивное устройство, которое используется для отражения радиосигналов непосредственно в направлении источника излучения, известно как угловой отражатель. Это ретрорефлектор, включающий в себя три взаимно перпендикулярные и пересекающиеся плоские поверхности, которые отражают волны непосредственно к источнику, хотя и преобразуются. Три пересекающиеся поверхности в этой антенне часто имеют квадратную форму. Это очень полезное устройство для калибровки радиолокационных систем.
Эти отражатели изготовлены из металлических пластин (или) проволоки, образующих прямые углы. Эти отражатели обладают свойством отражать электромагнитные волны, что означает, что они появляются как яркие цели над дисплеем радара, даже если они находятся вне оси или далеко. Они часто используются в качестве эталонов или маркеров для радиолокационных измерений скорости, расстояния, положения или угла.
Примерами угловых отражателей являются радарные угловые отражатели и оптические угловые отражатели. Таким образом, угловой отражатель радара изготовлен из металла, который используется для отражения радиосигналов от радаров, тогда как оптические угловые отражатели (угловые кубы/уголки куба) изготовлены из трехсторонних стеклянных призм, которые используются в лазерной локации и геодезии.
Каково назначение углового отражателя?
Угловой отражатель используется для генерации сильного радиолокационного эха, особенно от объектов, которые в противном случае имели бы очень низкую эффективную ЭПР (радарное поперечное сечение). Этот отражатель имеет как минимум две или более электропроводящие поверхности, причем эти поверхности установлены крест-накрест. Если угловой отражатель больше, то будет отражено больше энергии.
Как работает угловой отражатель?
Угловой отражатель работает по закону оптики, который означает, что сигнал после отражения движется в том же направлении, в котором он был получен. В частности, принцип его действия заключается в том, что всякий раз, когда электромагнитный сигнал попадает на угловой отражатель, входящий сигнал отражается от каждой электропроводящей поверхности, прежде чем это означает, что волна для двугранной структуры отражается два раза, тогда как волна в трехгранной структуре отражается. три раза. Таким образом, направление распространения волн изменится на противоположное, поэтому волна будет отражаться в том направлении, откуда они были изобретены и считаются пассивным устройством.
Отражатели используются в основном в антеннах, поэтому основной целью размещения отражателя внутри антенны является повышение ее направленности. Таким образом, угловые отражатели помогают удерживать излучаемую энергию в металлической пластине и обеспечивают улучшение направленности за счет отражения энергии, полученной предпочтительным способом.
Антенна с угловым отражателем
Угол рефлекторная антенна представляет собой направленную антенну, которая используется на частотах УВЧ и УКВ. Эта антенна была изобретена в 1938 году Джоном Д. Краусом. Эта антенна включает в себя элемент с дипольным возбуждением, расположенный перед двумя плоскими прямоугольными отражающими дисплеями, соединенными обычно под углом 90 °. Эти антенны имеют умеренное усиление от 10 до 15 дБ, высокое соотношение фронт/тыл от 20 до 30 дБ и широкую полосу пропускания.
Эти антенны широко используются для линий связи «точка-точка» телевизионного УВЧ-диапазона, приемных антенн, каналов передачи данных для глобальных сетей и любительских радиоантенн в диапазонах 144 МГц, 420 МГц и 1296 МГц. Эти антенны излучают радиоволны с линейной поляризацией и могут быть установлены как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией.
Типы угловых отражателей
Доступны два типа угловых отражателей; двугранные и трехгранные, которые обсуждаются ниже.
Двугранный угловой отражатель
Угловая антенна, имеющая две поверхности в ортогональных плоскостях, известна как двугранный угловой отражатель. Эта антенна имеет два плоских отражателя, образующих двугранный угол 90*. Этот тип отражателя образуется, когда два проводящих листа соединяются перпендикулярно, и он используется в основном в антеннах. Этот угловой отражатель возвращает волну к источнику излучения только в том случае, если направление падающего луча перпендикулярно линии пересечения плоскостей. Волна в этом типе отражателя отражается дважды. Эти отражатели чувствительны к их механическому устройству, поэтому могут возникнуть дополнительные проблемы.
Трехгранный угловой отражатель
Угловая антенна, имеющая три поверхности в ортогональных плоскостях, известна как трехгранный угловой отражатель. Этот тип углового отражателя можно сформировать путем соединения трех проводящих листов в перпендикулярной ориентации. Волна трехгранной структуры отражается трижды, и эти отражатели обычно используются в радиолокационных системах.
Этот отражатель очень устойчив к смещению, что обеспечивает простой метод быстрой настройки и калибровки в полевых условиях, когда это необходимо. Радиоволны в этом отражателе попадают в угол и отражаются от каждой площади поверхности в общей сложности три раза, в результате чего образуется перевернутая волна, которая передается обратно к источнику. Таким образом, благодаря этому этот отражатель обеспечивает высокую цель RCS (поперечное сечение радара) для тестирования радиолокационной системы, данных и калибровки для вашего приложения.
Эти отражатели представляют собой канонические радиолокационные отражатели, обычно используемые для калибровки или определения характеристик радиолокационных систем. Эти отражатели обладают такими желаемыми качествами, как; довольно большое радиолокационное сечение, широкий диапазон ракурсов за счет большой ЭПР, а теоретическая ЭПР просто рассчитывается как роль ракурса.
Диаграмма направленности углового отражателя
На следующем рисунке представлена диаграмма направленности вертикального углового отражателя с главной осью. Диаграмма направленности в области проектирования антенн – это направленная зависимость силы радиоволн от антенны. Это графическое представление свойств антенны в дальней зоне, а также изменение излучаемой мощности антенны в зависимости от пути от антенны.
Расчет углового отражателя
Угловой отражатель — очень полезное устройство для калибровки радиолокационные системы . Обычно этот отражатель включает в себя перпендикулярные пластины, которые пересекаются друг с другом. Как правило, мы видим, что распространенные угловые отражатели бывают трехгранными и двугранными.
Если двугранный угловой отражатель реагирует на механическое выравнивание, он чрезвычайно устойчив к смещению. Таким образом, это обеспечивает удобный метод для системы быстрого поля. Этот отражатель состоит из трех прямоугольных пластин, которые показаны на следующем рисунке.
Аэфф = а^2 /√3
Где «а» — длина стороны трехгранного отражателя.
Эффективное поперечное сечение радара можно измерить по формуле
σ = 4π а^4/3λ^2
Где «λ» из приведенного выше уравнения — это длина волны радиолокационного сигнала.
Волны в трехгранном угловом отражателе ударяются о угловой отражатель и просто отражаются от каждой поверхности 3 раза, в результате чего волны обратного направления передаются обратно к источнику. Таким образом, этот угловой отражатель обеспечивает чрезвычайно высокую ЭПР или радиолокационное сечение, главным образом для тестирования радиолокационных систем и определения их характеристик.
Преимущества и недостатки
Преимущества угловых отражателей включая следующее.
- Угловой отражатель на нижнем конце диапазона УВЧ обеспечивает усиление широкой полосы пропускания.
- Эти рефлекторы имеют высокий коэффициент усиления, что означает, что они передают и принимают сигналы с большей длиной.
- Если у углового отражателя больше поверхностей, отражение будет сильнее.
- Они особенно подходят для использования в микроволновых и сверхвысоких частотах, где практичны структуры с 1 (или) двумя длинами волн в пределах самых высоких габаритных размеров.
- Его конструкция проста, легко развертывается, дешева и легко складывается в прочный портативный блок.
- Они не требуют источника питания, калибровки или обслуживания.
- Их можно расположить в различных ориентациях и местах.
- Их можно использовать для репликации различных типов целей, таких как; транспортные средства, самолеты (или) здания, изменяя их форму, количество и размер.
- Угловые отражатели служат надежным ориентиром, главным образом, для оценки характеристик радара.
- Эти отражатели помогают проверять чувствительность, точность и разрешение, а также выявлять и исправлять любые отклонения или ошибки в радиолокационных системах.
Недостатки угловых отражателей включая следующее.
- Наличие углового отражателя делает антенное устройство довольно громоздким.
- Использование этого рефлектора увеличивает стоимость антенны с угловым рефлектором.
- Угловой отражатель не является репрезентативным для радиолокационной проверки, в основном для реальных целей.
- Угловые отражатели для проверки радаров могут не отражать весь спектр сценариев, а также проблем, с которыми радиолокационная система может столкнуться на практике.
- Угловые отражатели для проверки радаров могут создавать помехи другим пользователям (или) радиолокационным системам.
- Это может создать помехи (или) ложные сигналы тревоги на дисплее радара или сбить с толку или замаскировать другие интересующие цели. Таким образом, они также могут нарушать правила (или) разрешения на использование воздушного пространства или полосы частот радара.
Приложения
применение угловых отражателей включая следующее.
- Угловые отражатели используются в радиолокационных системах, чтобы скрыть от радаров противника наличие транспортных средств обороны.
- Эти отражатели также используются при приеме телевизионного сигнала, поэтому их можно найти в домашних антеннах.
- Они также широко используются в приложениях оптической связи.
- Угловые отражатели по-прежнему полезны для проверки радаров, если их правильно и осторожно использовать.
- Они широко используются для приемных телевизионных антенн УВЧ, каналов передачи данных для беспроводных глобальных сетей, каналов связи «точка-точка» и любительских радиоантенн в диапазонах 1296 и 144, 420 МГц.
- Они используются для отражения радио или других электромагнитных волн непосредственно к источнику излучения.
- Они используются для генерации сильного радиолокационного эха от различных объектов, которые в противном случае имели бы просто чрезвычайно низкую эффективную ЭПР (поперечное сечение радара).
- Они используются для изготовления защитных отражателей для велосипедов, знаков и автомобилей.
- Их также можно использовать для отражения лазерных лучей обратно к Земле с поверхности Луны.
Таким образом, это обзор углового отражателя , его работа, типы, преимущества, недостатки и приложения. Это ретрорефлектор с тремя взаимно перпендикулярными и пересекающимися ровными поверхностями, который воспроизводит волны открыто источнику. В этом рефлекторе три пересекающиеся поверхности часто имеют квадратную форму. Эти отражатели просто сделаны из металла, который используется для отражения радиоволн от радаров, тогда как оптические угловые отражатели состоят из трехсторонних стеклянных призм, которые используются для съемки, а также для лазерной локации. Вот вам вопрос, что такое антенна?
