Reflektor trójkątny, znany również jako reflektor narożny lub reflektor trójkątny, to pasywne urządzenie naprowadzające, powszechnie stosowane w antenach i systemach radarowych. Składa się z trzech płaskich reflektorów tworzących zamkniętą strukturę trójkątną. Gdy fala elektromagnetyczna uderza w reflektor trójkątny, odbija się ona z powrotem wzdłuż kierunku padania, tworząc falę odbitą o tym samym kierunku, ale przeciwnej fazie do fali padającej.

Poniżej znajduje się szczegółowy opis reflektorów narożnych trójkątnych:

Struktura i zasada:

Trójścienny reflektor narożny składa się z trzech płaskich reflektorów, których środek znajduje się we wspólnym punkcie przecięcia, tworząc trójkąt równoboczny. Każdy płaski reflektor jest zwierciadłem płaskim, które może odbijać fale padające zgodnie z prawem odbicia. Gdy fala padająca uderza w trójścienny reflektor narożny, odbija się od każdego z płaskich reflektorów i ostatecznie tworzy falę odbitą. Ze względu na geometrię trójkątnego reflektora, fala odbita odbija się w tym samym kierunku, ale w przeciwnym do fali padającej.

Funkcje i zastosowania:

1. Charakterystyka odbicia: Trójścienne reflektory narożne charakteryzują się wysoką charakterystyką odbicia przy określonej częstotliwości. Mogą odbijać falę padającą z wysoką refleksyjnością, tworząc wyraźny sygnał odbicia. Ze względu na symetrię konstrukcji, kierunek fali odbitej od reflektora trójściennego jest równy kierunkowi fali padającej, ale przeciwny w fazie.

2. Silny sygnał odbity: Ponieważ faza fali odbitej jest przeciwna, gdy reflektor trójkątny jest skierowany przeciwnie do kierunku fali padającej, sygnał odbity będzie bardzo silny. To sprawia, że reflektor trójkątny jest ważnym elementem systemów radarowych, wzmacniającym sygnał echa celu.

3. Kierunkowość: Charakterystyka odbicia reflektora narożnego trójkątnego jest kierunkowa, co oznacza, że silny sygnał odbicia będzie generowany tylko pod określonym kątem padania. Dzięki temu jest on bardzo przydatny w antenach kierunkowych i systemach radarowych do lokalizowania i pomiaru pozycji celów.

4. Prostota i ekonomiczność: Konstrukcja reflektora narożnego trójkątnego jest stosunkowo prosta i łatwa w produkcji i montażu. Zazwyczaj jest on wykonany z materiałów metalowych, takich jak aluminium lub miedź, co wiąże się z niższym kosztem.

5. Obszary zastosowań: Reflektory narożne trójkątne są szeroko stosowane w systemach radarowych, komunikacji bezprzewodowej, nawigacji lotniczej, pomiarach i pozycjonowaniu oraz w innych dziedzinach. Mogą być używane do identyfikacji celów, pomiaru odległości, namierzania kierunku i kalibracji anten itp.

Poniżej przedstawimy ten produkt szczegółowo:

Aby zwiększyć kierunkowość anteny, dość intuicyjnym rozwiązaniem jest zastosowanie reflektora. Na przykład, jeśli zaczniemy od anteny przewodowej (powiedzmy, anteny dipolowej półfalowej), możemy umieścić za nią przewodzącą warstwę, aby skierować promieniowanie do przodu. Aby dodatkowo zwiększyć kierunkowość, można zastosować reflektor narożny, jak pokazano na rysunku 1. Kąt między płytkami wyniesie 90 stopni.

Rysunek 1. Geometria reflektora narożnego.

Charakterystykę promieniowania tej anteny można zrozumieć, wykorzystując teorię obrazu, a następnie obliczając wynik za pomocą teorii matryc. Dla ułatwienia analizy załóżmy, że płyty odbijające mają nieskończoną powierzchnię. Rysunek 2 poniżej przedstawia równoważny rozkład źródła, obowiązujący dla obszaru przed płytami.

Rysunek 2. Źródła równoważne w wolnej przestrzeni.

Okręgi przerywane oznaczają anteny, które są w fazie z rzeczywistą anteną; anteny oznaczone krzyżykiem są przesunięte w fazie o 180 stopni w stosunku do rzeczywistej anteny.

Załóżmy, że oryginalna antena ma charakterystykę dookólną określoną wzorem ( ). Wówczas charakterystyka promieniowania (R) „równoważnego zestawu grzejników” z rysunku 2 można zapisać w następujący sposób:

Powyższe wynika bezpośrednio z rysunku 2 i teorii tablic (k to liczba falowa). Otrzymany wzór będzie miał taką samą polaryzację jak oryginalna antena o polaryzacji pionowej. Kierunkowość wzrośnie o 9–12 dB. Powyższe równanie podaje pola promieniowania w obszarze przed płytkami. Ponieważ założyliśmy, że płytki są nieskończone, pola za płytkami są zerowe.

Kierunkowość będzie najwyższa, gdy d będzie równe połowie długości fali. Zakładając, że element promieniujący na rysunku 1 jest krótkim dipolem o wzorze określonym wzorem ( ), pola dla tego przypadku przedstawiono na rysunku 3.

Rysunek 3. Charakterystyki biegunowe i azymutalne znormalizowanej charakterystyki promieniowania.

Charakterystyka promieniowania, impedancja i zysk anteny będą zależeć od odległościdz rysunku 1. Impedancja wejściowa wzrasta wraz z reflektorem, gdy odstęp wynosi połowę długości fali; można ją zmniejszyć, przesuwając antenę bliżej reflektora. DługośćLReflektory na rysunku 1 mają zazwyczaj 2*d. Jednakże, śledząc promień biegnący wzdłuż osi y od anteny, zostanie on odbity, jeśli jego długość wynosi co najmniej ( ). Wysokość płytek powinna być większa niż element promieniujący; jednak ponieważ anteny liniowe nie promieniują dobrze wzdłuż osi z, parametr ten nie ma krytycznego znaczenia.