Overzicht van hoekreflectoren

Hoekreflectoren, een gespecialiseerd type antenne, belangrijke hulpmiddelen bij het omleiden van elektromagnetische golven voor verschillende toepassingen.Hun eenvoudige ontwerp, lichtgewicht constructie en effectiviteit bij hoge frequenties maken ze vereist in velden zoals radarsystemen, communicatie en signaalverbetering.Dit artikel onderzoekt de structuur, functionaliteit en toepassingen van hoekreflectoren, die zich verdiepen in hun voordelen, beperkingen en hun gebruik.

Catalogus

Corner Reflector begrijpen

Een hoekreflector is een passief apparaat dat is ontworpen om radiosignalen terug te reflecteren op hun bron en fungeert als een retroreflector.Het bestaat uit drie vlakke oppervlakken die onder rechtse hoeken zijn gerangschikt, vaak in vierkante configuraties.Geconstrueerd uit metalen platen of draden, zijn hoekreflectoren zeer efficiënt in het weerspiegelen van elektromagnetische golven, waardoor ze prominente doelen voor radarsystemen zijn, zelfs op significante afstanden.Deze reflectoren hebben een belangrijke rol bij radarkalibratie en bieden nauwkeurige metingen van snelheid, afstand en positie.

Hoekreflectoren zijn er in twee hoofdtypen: radarhoekreflectoren en optische hoekreflectoren.Radarvarianten gebruiken metalen materialen die zijn geoptimaliseerd voor het reflecteren van radiogolven, terwijl optische hoekreflectoren, ook wel hoekblokjes genoemd, glazen prisma's gebruiken voor toepassingen zoals laser variërend en landmacht.

Hoe werken hoekreflectoren?

Hoekreflectoren werken op basis van de principes van optica, wat elektromagnetische golven weerspiegelt terug naar hun bron.Wanneer een signaal de reflecterende oppervlakken raakt, ondergaat het meerdere reflecties.Een dihedrale reflector, met twee kruisende oppervlakken, weerspiegelt twee keer golven, terwijl een trihedral -reflector met drie oppervlakken drie keer golven weerspiegelt.Dit ontwerp zorgt ervoor dat het gereflecteerde signaal in een richting reist die bijna identiek is aan zijn oorsprong, waardoor het zicht en de effectiviteit ervan in toepassingen zoals radarkalibratie wordt verbeterd.

Overzicht van hoekreflectorantennes

Hoekreflectorantennes zijn directionele antennes die voornamelijk worden gebruikt in de UHF- en VHF -frequentiebereiken.Voor het eerst geconceptualiseerd door John D. Kraus in 1938, bestaan ​​deze antennes uit een dipool-aangedreven element geplaatst voor twee reflecterende oppervlakken schuin op 90 graden.Bekend om hun gematigde winst (10-15 dB), hoge front-to-back ratio (20-30 dB) en brede bandbreedte, worden ze veel gebruikt bij televisie-uitzending, communicatielinks en amateurradio-opstellingen.Deze antennes ondersteunen zowel verticale als horizontale polarisatie en bieden flexibiliteit in radiocommunicatie.

Soorten hoekreflectoren

Cornerreflectoren spelen een invloedrijke rol in golfreflectietoepassingen, meestal verdeeld in dihedrale en trihedrale ontwerpen.Beide ontwerpen zijn afhankelijk van geometrische reflecties om signalen te verbeteren, maar ze verschillen met name in structuur, vaardigheden en geschikte toepassingen.Het kiezen tussen hen hangt meestal af van operationele behoeften en omgevingsomstandigheden.

Een dihedrale hoekreflector heeft twee reflecterende oppervlakken die in een rechte hoek kruisen.Dit type weerspiegelt twee keer golven en stuurt ze terug naar de bron.Hoewel effectief, zijn dihedrale reflectoren gevoelig voor afstemming, wat uitdagingen in bepaalde toepassingen kan vormen.

Deze opstelling ondersteunt dubbele golfreflecties, waardoor een geconcentreerde en geïntensiveerde signaalrendement wordt geproduceerd wanneer golven loodrecht op de snijlijn toeslaan.Dergelijke kenmerken zorgen ervoor dat dihedrale reflectoren gunstig zijn in velden zoals het ontwerpen van antenne, waar gerichte en zorgvuldig uitgelijnde signaaltransmissie wordt gezocht.

Trihedral Corner Reflector

De trihedrale hoekreflector bestaat uit drie loodrechte reflecterende oppervlakken.Deze configuratie weerspiegelt golven driemaal, wat resulteert in een omgekeerd signaal gericht terug naar de bron.Bekend om zijn hoge tolerantie voor verkeerde uitlijning, wordt de Trihedral Reflector veel gebruikt bij radartests en kalibratie.Het vermogen om een ​​dwarsdoorsnede met hoge radar te bieden, maakt het een essentieel hulpmiddel voor precieze beoordelingen van het radarsysteem.

Terwijl golven driemaal worden weerspiegeld, keren ze terug naar hun bron, ongeacht de positie van de reflector.Deze inherente robuustheid voor verkeerde uitlijning vergemakkelijkt de implementatie van het veld, waardoor het uiterst belangrijk is, vooral in omgevingen die een snelle opstelling vereisen of onstabiele omstandigheden ervaren.

Stralingspatroon van hoekreflectoren

Het stralingspatroon van een hoekreflector laat zien hoe radiogolfsterkte zich uit de antenne verspreidt en helpt de prestaties in radar- en communicatiesystemen te begrijpen.

Cornerreflectoren gebruiken metalen platen die zich onder rechtse hoeken hebben geplaatst om golven terug te reflecteren op hun bron.Er zijn twee hoofdtypen: dihedral en Trihedral.

• Dihedrale reflector: Gemaakt van twee platen die een hoek van 90 graden vormen, weerspiegelt het twee keer golven.Hoewel het zorgvuldige afstemming nodig heeft, is het eenvoudig en effectief voor kalibratie.

• Trihedral Reflector: Samengesteld uit drie platen in rechtse hoeken, het reflecteert drie keer golven, waardoor een nauwkeurige omleiding wordt gezorgd naar de bron.Het is minder gevoelig voor afstemmingsproblemen en gemakkelijk in te stellen.De prestaties ervan worden gemeten met behulp van de effectieve dwarsdoorsnede ($A_{eFF}$) en radar dwarsdoorsnede ($\sigma$):

$$A_{eFF}=\frac{A^2}{\sqrt{3}}$$ $$\sigma =\frac{4\pi A^4}{3{\lambda }^2}$$

Hier, $A$ is de zijlengte van de reflector, en $\ lambda$ is de golflengte van het radarsignaal.

Wanneer golven de Trihedral Reflector raken, stuiteren ze drie keer af en keren ze precies terug naar hun bron met een sterk signaal.Dit maakt Trihedral -reflectoren cruciaal voor radar -kalibratie en prestatietests.

Voordelen en beperkingen van hoekreflectoren

Voordelen

Breedband gain: effectief bij UHF -frequenties, die brede bandbreedte bieden.

Hoge signaalversterking: zorgt voor overdracht en ontvangst over lange afstand.

Efficiëntie van meerdere oppervlakte: reflectoren met meerdere oppervlakken verbeteren de reflectiesterkte.

Geschiktheid van de magnetron: ideaal voor hoogfrequente signalen.

Eenvoudige constructie: gemakkelijk te bouwen, implementeren en onderhouden.

Power-Free-werking: vereist geen externe stroom of voortdurende kalibratie.

Flexibele plaatsing: kan worden aangepast voor verschillende oriëntaties en locaties.

Doelsimulatie: kan verschillende doelen repliceren voor radartesten.

Betrouwbare kalibratie: biedt betrouwbare referenties voor radarevaluatie.

Diagnostische ondersteuning: helpt bij het identificeren en corrigeren van radarsysteemvooroordelen.

Beperkingen

Bulkiness: kan gewicht en complexiteit toevoegen aan systemen.

Verhoogde kosten: kan de totale systeemkosten verhogen.

Beperkt realisme: mag niet alle radardoelen niet nauwkeurig repliceren.

Scenario -hiaten: niet effectief in alle radarscenario's.

Interferentierisico's: potentieel om andere radarsystemen te verstoren.

Regelgevende zorgen: misbruik kan leiden tot juridische of operationele kwesties.

Gebruik van hoekreflectoren

Radar Stealth: helpt voertuigen te verdoezelen van de radardetectie van tegenstanders.

Televisie -ontvangst: verbetert de tv -signaalkwaliteit in setups voor huisantenne.

Optische communicatie: vergemakkelijkt efficiënte signaaltransmissie in optische systemen.

Radar -kalibratie: biedt precieze referentiepunten voor radarvalidatie.

RF -applicaties: ondersteunt UHF TV -ontvangst, datalinks en amateurradio.

Signaalomleiding: weerspiegelt golven terug naar hun bron voor verbeterde duidelijkheid.

Echo-versterking: verhoogt de zichtbaarheid van objecten met lage radar dwarsdoorsnede.

Beveiligingsverbeteringen: gebruikt in reflectoren voor voertuigen, fietsen en wegborden.

Lunar Laser Ranging: maakt precieze metingen mogelijk met behulp van gereflecteerde lasergignalen.

Conclusie

Cornerreflectoren zijn onmisbare hulpmiddelen in moderne communicatie- en radarsystemen, die een hoge precisie en betrouwbaarheid bieden.Hun unieke vermogen om signalen terug te reflecteren op hun bron, gecombineerd met hun veelzijdigheid, maakt ze belangrijk, vooral in toepassingen, variërend van radarkalibratie tot optische communicatie.Ondanks enkele beperkingen zorgen hun voordelen en aanpassingsvermogen ervoor dat ze een hoeksteen blijven op verschillende technologische gebieden.