Тригранний рефлектор, також відомий як кутовий рефлектор або трикутний рефлектор, є пасивним цільовим пристроєм, який зазвичай використовується в антенах і радарних системах. Він складається з трьох плоских відбивачів, які утворюють замкнуту трикутну структуру. Коли електромагнітна хвиля потрапляє на тригранний відбивач, вона відбивається назад вздовж напрямку падіння, утворюючи відбиту хвилю, яка за напрямком є однаковою, але протилежна за фазою падаючій хвилі.

Нижче наведено детальний вступ до тригранних кутових відбивачів:

Будова і принцип:

Тригранний кутовий відбивач складається з трьох плоских відбивачів з центром у спільній точці перетину, що утворює рівносторонній трикутник. Кожен плоский відбивач є плоским дзеркалом, яке може відбивати падаючі хвилі за законом відбивання. Коли падаюча хвиля потрапляє на тригранний кутовий відбивач, вона відбиватиметься кожним плоским відбивачем і зрештою утворюватиме відбиту хвилю. Завдяки геометрії тригранного рефлектора відбита хвиля відбивається в такому ж, але протилежному напрямку, ніж падаюча хвиля.

Особливості та застосування:

1. Характеристики відбиття: Тригранні кутові рефлектори мають високі характеристики відбиття на певній частоті. Він може відбивати падаючу хвилю назад з високою відбивною здатністю, утворюючи очевидний сигнал відбиття. Завдяки симетрії своєї структури напрямок хвилі, відбитої від тригранного рефлектора, дорівнює напрямку падаючої хвилі, але протилежний за фазою.

2. Сильний відбитий сигнал: оскільки фаза відбитої хвилі протилежна, коли тригранний відбивач протилежний напрямку падаючої хвилі, відбитий сигнал буде дуже сильним. Це робить тригранний кутовий відбивач важливим застосуванням у радіолокаційних системах для посилення ехо-сигналу цілі.

3. Спрямованість: характеристики відбиття тригранного кутового рефлектора спрямовані, тобто сильний сигнал відбиття буде створюватися лише під певним кутом падіння. Це робить його дуже корисним у спрямованих антенах і радарних системах для визначення та вимірювання позицій цілей.

4. Простий і економічний: конструкція тригранного кутового відбивача відносно проста і проста у виготовленні та встановленні. Зазвичай він виготовляється з металевих матеріалів, таких як алюміній або мідь, які мають меншу вартість.

5. Сфери застосування: тригранні кутові рефлектори широко використовуються в радіолокаційних системах, бездротовому зв'язку, авіаційній навігації, вимірюванні та позиціонуванні та інших сферах. Її можна використовувати як антену для ідентифікації цілей, визначення дальності, пеленгації та калібрування тощо.

Нижче ми детально представимо цей продукт:

Щоб збільшити спрямованість антени, досить інтуїтивно зрозумілим рішенням є використання рефлектора. Наприклад, якщо ми починаємо з дротяної антени (скажімо, напівхвильової дипольної антени), ми можемо розмістити за нею провідний лист, щоб спрямувати випромінювання в прямому напрямку. Щоб додатково збільшити спрямованість, можна використовувати кутовий відбивач, як показано на малюнку 1. Кут між пластинами становитиме 90 градусів.

Малюнок 1. Геометрія кутового відбивача.

Діаграму спрямованості цієї антени можна зрозуміти за допомогою теорії зображення, а потім обчислити результат за допомогою теорії решітки. Для зручності аналізу ми припустимо, що відбиваючі пластини нескінченні. На рисунку 2 нижче показано еквівалентний розподіл джерела, дійсний для області перед пластинами.

Рисунок 2. Еквівалентні джерела у вільному просторі.

Пунктирні кола вказують на антени, які є синфазними з фактичною антеною; вихідні антени x'd зміщені по фазі на 180 градусів відносно фактичної антени.

Припустимо, що оригінальна антена має всенаправлену діаграму спрямованості, задану （）. Тоді діаграма спрямованості (R) «еквівалентного набору радіаторів» на малюнку 2 можна записати так:

Вищезазначене прямо випливає з рисунка 2 і теорії решітки (k — хвильове число. Отримана діаграма спрямованості матиме таку саму поляризацію, як і вихідна вертикально поляризована антена. Спрямованість буде збільшена на 9-12 дБ. Наведене вище рівняння дає випромінювані поля в області перед пластинами, оскільки ми припустили, що пластини нескінченні, поля за пластинами дорівнюють нулю.

Спрямованість буде найвищою, коли d є половиною довжини хвилі. Якщо припустити, що випромінювальний елемент на малюнку 1 є коротким диполем із шаблоном, заданим (), поля для цього випадку показані на малюнку 3.

Рисунок 3. Полярна та азимутальна діаграми нормованої діаграми спрямованості.

Діаграма спрямованості, імпеданс і посилення антени залежать від відстаніd1. Вхідний імпеданс збільшується відбивачем, коли відстань становить половину довжини хвилі; його можна зменшити, перемістивши антену ближче до рефлектора. ДовжинаLрефлекторів на малюнку 1, як правило, 2*d. Однак, якщо відстежити промінь, що йде вздовж осі y від антени, він буде відбитий, якщо довжина становить принаймні ( ). Висота пластин повинна бути вище випромінюючого елемента; однак, оскільки лінійні антени погано випромінюють уздовж осі z, цей параметр не є критично важливим.