Oversigt over hjørneflektorer

Hjørneflektorer, en specialiseret type antenne, vigtige værktøjer til omdirigering af elektromagnetiske bølger til forskellige anvendelser.Deres enkle design, let konstruktion og effektivitet ved høje frekvenser gør dem påkrævet inden for felter som radarsystemer, kommunikation og signalforbedring.Denne artikel udforsker strukturen, funktionaliteten og anvendelsen af ​​hjørnespektorer, der dykker ned i deres fordele, begrænsninger og deres anvendelser.

Katalog

Forståelse af hjørneflektor

En hjørneflektor er en passiv enhed designet til at afspejle radiosignaler tilbage til deres kilde, der fungerer som en retroreflektor.Det består af tre flade overflader arrangeret i rette vinkler, ofte i firkantede konfigurationer.Bygget af metalplader eller ledninger er hjørneflektorer yderst effektive til at reflektere elektromagnetiske bølger, hvilket gør dem til fremtrædende mål for radarsystemer, selv i betydelige afstande.Disse reflektorer er medvirkende til radarkalibrering og tilbyder præcise målinger af hastighed, afstand og position.

Hjørneflektorer findes i to hovedtyper: radarhjørneflektorer og optiske hjørneflektorer.Radarvarianter bruger metalliske materialer, der er optimeret til at reflektere radiobølger, mens optiske hjørneflektorer, også kaldet hjørneterninger, anvender glasprismer til applikationer som laser, der spænder og landmåling.

Hvordan fungerer hjørneflektorer?

Hjørneflektorer fungerer baseret på principperne for optik, hvilket afspejler elektromagnetiske bølger tilbage mod deres kilde.Når et signal rammer de reflekterende overflader, gennemgår det flere refleksioner.En dihedral reflektor med to krydsende overflader afspejler bølger to gange, mens en trihedral reflektor med tre overflader afspejler bølger tre gange.Dette design sikrer, at det reflekterede signal bevæger sig i en retning, der er næsten identisk med dets oprindelse, hvilket forbedrer dets synlighed og effektivitet i anvendelser som radarkalibrering.

Oversigt over hjørneflektorantenner

Hjørnereflektorantenner er retningsbestemte antenner, der primært bruges i UHF- og VHF -frekvensområdet.Først konceptualiseret af John D. Kraus I 1938 består disse antenner af et dipoldrevet element placeret foran to reflekterende overflader, der er vinklet ved 90 grader.Kendt for deres moderate gevinst (10-15 dB), høje front-til-back-forhold (20-30 dB) og bred båndbredde, de bruges i vid udstrækning i tv-udsendelser, kommunikationslink og amatørradioopsætninger.Disse antenner understøtter både lodrette og vandret polarisering og tilbyder fleksibilitet i radiokommunikation.

Typer af hjørneflektorer

Hjørneflektorer spiller en indflydelsesrig rolle i bølgeflektionsanvendelser, typisk opdelt i dihedrale og trihedrale design.Begge design er afhængige af geometriske refleksioner for at forbedre signaler, men de adskiller sig især i struktur, evner og passende applikationer.At vælge mellem dem afhænger normalt af operationelle behov og miljøforhold.

En dihedral hjørneflektor har to reflekterende overflader, der krydser i en højre vinkel.Denne type afspejler bølger to gange og sender dem tilbage mod kilden.Mens de er effektive, er dihedrale reflektorer følsomme over for tilpasning, hvilket kan udgøre udfordringer i visse anvendelser.

Denne opsætning understøtter dobbeltbølgeflektioner og producerer et koncentreret og intensiveret signalafkast, når bølger rammer vinkelret på skæringslinjen.Sådanne egenskaber gør, at dihedrale reflektorer er gavnlige inden for felter som antennedesign, hvor der er efterspurgt målrettet og omhyggeligt justeret signaltransmission.

Trihedral hjørneflektor

Den trihedrale hjørneflektor omfatter tre vinkelrette reflekterende overflader.Denne konfiguration afspejler bølger tre gange, hvilket resulterer i et omvendt signal rettet tilbage til kilden.Den trihedrale reflektor, der er kendt for sin høje tolerance over for forkert justering, er vidt brugt i radarforsøg og kalibrering.Dets evne til at tilvejebringe et højt radar-tværsnit gør det til et vigtigt værktøj til præcise Radarsystemvurderinger.

Når bølger reflekteres tre gange, vender de tilbage mod deres kilde, uanset reflektorens position.Denne iboende robusthed over for forkert justering letter feltinstallationen, hvilket gør det ekstremt vigtigt, især i miljøer, der kræver hurtig opsætning eller oplever ustabile forhold.

Strålingsmønster af hjørneflektorer

Strålingsmønsteret i en hjørneflektor viser, hvordan radiobølgestyrke spreder sig fra antennen, hvilket hjælper med at forstå dens ydeevne i radar- og kommunikationssystemer.

Hjørneflektorer bruger metalplader placeret i rette vinkler til at afspejle bølger tilbage til deres kilde.Der er to hovedtyper: Dihedral og Trihedral.

• Dihedral reflektor: Lavet af to plader, der danner en 90-graders vinkel, afspejler den bølger to gange.Selvom det har brug for omhyggelig justering, er det enkelt og effektivt til kalibrering.

• Trihedral reflektor: Sammensat af tre plader i rette vinkler afspejler det bølger tre gange, hvilket sikrer nøjagtig omdirigering tilbage til kilden.Det er mindre følsomt over for tilpasningsproblemer og let at oprette.Dens ydelse måles ved hjælp af det effektive tværsnit (${\mathrm{EN}}_{eff}$) og radar tværsnit ($\sigma$):

$${\mathrm{EN}}_{eff}=\frac{{\mathrm{-en}}^2}{\sqrt{3}}$$ $$\sigma =\frac{4\pi {\mathrm{-en}}^4}{3{\lambda }^2}$$

Her, $-en$ er sidelængden af ​​reflektoren og $\ lambda$ er radarsignalets bølgelængde.

Når bølger rammer den trihedrale reflektor, hopper de af tre gange og vender tilbage nøjagtigt til deres kilde med et stærkt signal.Dette gør trihedrale reflektorer afgørende for radarkalibrering og præstationstest.

Fordele og begrænsninger af hjørnespektorer

Fordele

Bredbåndsgevinst: Effektiv ved UHF -frekvenser, hvilket giver bred båndbredde.

Høj signalgevinst: muliggør langdistance-signaloverførsel og modtagelse.

Multi-overfladeffektivitet: Reflektorer med flere overflader forbedrer reflektionsstyrken.

Mikrobølgeovn: ideel til højfrekvente signaler.

Enkel konstruktion: Let at bygge, implementere og vedligeholde.

Effektfri drift: kræver ingen ekstern effekt eller løbende kalibrering.

Fleksibel placering: kan tilpasses til forskellige orienteringer og placeringer.

Målsimulering: Kan gentage forskellige mål for radarforsøg.

Pålidelig kalibrering: Tilvejebringer pålidelige referencer til radarevaluering.

Diagnostisk support: hjælper med at identificere og korrigere radarsystemfordrejninger.

Begrænsninger

Bulkiness: Kan tilføje systemer til vægt og kompleksitet.

Øgede omkostninger: Kan hæve de samlede systemudgifter.

Begrænset realisme: kan muligvis ikke gentage alle radarmål nøjagtigt.

Scenariehuller: Ikke effektive i alle radarscenarier.

Interferensrisici: Potentiale til at forstyrre andre radarsystemer.

Regulerende bekymringer: Misbrug kan resultere i juridiske eller operationelle spørgsmål.

Anvendelser af hjørneflektorer

Radar Stealth: Hjælper med at skjule køretøjer fra modstanders radardetektion.

Fjernsynsmodtagelse: Forbedrer tv -signalkvaliteten i opsætninger af hjemmeantenne.

Optisk kommunikation: letter effektiv signaloverførsel i optiske systemer.

Radarkalibrering: Tilvejebringer præcise referencepunkter til radarvalidering.

RF -applikationer: Understøtter UHF TV -modtagelse, datalink og amatørradio.

Signalomdirigering: afspejler bølger tilbage til deres kilde for forbedret klarhed.

Echo-amplifikation: Øger synligheden af ​​objekter med lavt radar-tværsnit.

Sikkerhedsforbedringer: Brugt i reflektorer til køretøjer, cykler og vejskilte.

Lunar -laserområder: muliggør præcise målinger ved hjælp af reflekterede lasersignaler.

Konklusion

Hjørneflektorer er uundværlige værktøjer i moderne kommunikations- og radarsystemer og tilbyder høj præcision og pålidelighed.Deres unikke evne til at reflektere signaler tilbage til deres kilde kombineret med deres alsidighed gør dem vigtige, især i applikationer, der spænder fra radarkalibrering til optisk kommunikation.På trods af nogle begrænsninger sikrer deres fordele og tilpasningsevne, at de forbliver en hjørnesten inden for forskellige teknologiske områder.