Hoekreflector: werking, typen, berekening, stralingspatroon en zijn toepassingen

Een antenne die wordt gebruikt om de invallende elektromagnetische signalen te reflecteren die vanuit een afzonderlijke bron worden gecreëerd, wordt een hoekantenne genoemd. Deze antennes werken op hogere microgolffrequenties, dus het is erg populair in antennesystemen voor ruimtevaartuigen vanwege hun kenmerken zoals; eenvoudige structuur en lichtgewicht. Deze soorten antennes zijn gemaakt met verschillende reflectoren waarvan het vlak een parabolisch, ellipsoïde, hyperbolische (of) sferoïde is. Er zijn verschillende soorten hoekantennes zoals; vlak, staaf, hoek, bolvormig, parabolisch en cilindrisch. Dit artikel geeft korte informatie over a hoekreflector .

Wat is een hoekreflector?

Een passief apparaat dat wordt gebruikt om radiosignalen direct terug te reflecteren in de richting van de emissiebron, staat bekend als een hoekreflector. Dit is een retroreflector die bestaat uit drie onderling loodrechte en elkaar snijdende platte oppervlakken die golven rechtstreeks naar de bron reflecteren, ook al worden ze geconverteerd. De drie kruisende oppervlakken in deze antenne hebben vaak vierkante vormen. Dit is een zeer nuttig apparaat voor de kalibratie van radarsystemen.

Deze reflectoren zijn gemaakt van metalen platen (of) draden die rechte hoeken vormen. Deze reflectoren hebben de eigenschap reflecterende elektromagnetische golven te vertonen, wat betekent dat ze als heldere doelen boven het radarscherm verschijnen, zelfs als ze zich buiten de as of ver weg bevinden. Deze worden vaak gebruikt als referenties of markeringen voor radarmetingen van snelheid, afstand, positie of hoek.

Voorbeelden van hoekreflectoren zijn radarhoekreflectoren en optische hoekreflectoren. De radarhoekreflector is dus gemaakt van een metaal dat wordt gebruikt voor het reflecteren van radiosignalen van radarsets, terwijl optische hoekreflectoren (hoekkubussen/kubushoeken) zijn gemaakt met driezijdige glazen prisma's die worden gebruikt bij laserbereik en landmeetkunde.

Wat is het doel van een hoekreflector?

Een hoekreflector wordt gebruikt voor het genereren van een sterke radarecho, vooral van objecten die anders slechts een zeer lage effectieve RCS (radardwarsdoorsnede) zouden hebben. Deze reflector heeft minimaal twee of meer elektrisch geleidende oppervlakken waarbij deze oppervlakken kruislings gemonteerd zijn. Als een hoekreflector groter is, wordt er meer energie gereflecteerd.

Hoe werkt een hoekreflector?

Een hoekreflector werkt volgens de wet van de optica, wat betekent dat het signaal na reflectie in dezelfde richting beweegt als waarin het werd verkregen. Meer in het bijzonder is het werkingsprincipe ervan dat wanneer een elektromagnetisch signaal de hoekreflector raakt, het binnenkomende signaal wordt gereflecteerd door elk elektrisch geleidend oppervlak, voordat dat betekent dat de golf voor een tweevlaksstructuur twee keer wordt gereflecteerd, terwijl de golf in een drievlaksstructuur wordt gereflecteerd. drie keer. De voortplantingsrichting van de golven zal dus worden omgekeerd, zodat deze de golf reflecteert in de richting van waar deze zijn uitgevonden en als een passief apparaat worden beschouwd.

Reflectoren worden voornamelijk in antennes gebruikt, dus het belangrijkste doel achter het plaatsen van een reflector in een antenne is het verbeteren van de richtingsgevoeligheid. De hoekvormige reflectoren helpen dus om de uitgestraalde energie in de metalen plaat te beperken en zorgen voor een verbetering binnen de richtingsgevoeligheid door de verkregen energie op de gewenste manier te reflecteren.

Hoekreflectorantenne

Een hoek reflector antenne is een richtantenne die wordt gebruikt op UHF- en VHF-frequenties. Deze antenne werd in 1938 uitgevonden door John D. Kraus. Deze antenne omvat een dipoolaangedreven element dat is opgesteld vóór twee platte, rechthoekige reflecterende beeldschermen die doorgaans onder een hoek van 90° met elkaar zijn verbonden. Deze antennes hebben een gemiddelde versterking van 10 tot 15 dB, een hoge voor-naar-achterverhouding van 20 tot 30 dB en een grote bandbreedte.

Deze antennes worden veelvuldig gebruikt voor UHF-televisie point-to-point communicatieverbindingen, ontvangstantennes, dataverbindingen voor WAN's en amateurradioantennes op de 144 MHz, 420 MHz en 1296 MHz-banden. Deze antennes stralen radiogolven uit die lineair gepolariseerd zijn en kunnen worden gemonteerd voor verticale of horizontale polarisatie.

Soorten hoekreflectoren

Er zijn twee soorten hoekreflectoren verkrijgbaar; tweevlakshoek en drievlakshoek die hieronder worden besproken.

Tweevlakshoekreflector

De hoekantenne met twee oppervlakken op orthogonale vlakken staat bekend als een tweevlakshoekreflector. Deze antenne heeft twee vlakke reflectoren die een tweevlakshoek van 90* vormen. Dit type reflector wordt gevormd wanneer twee geleidende platen loodrecht met elkaar worden verbonden en dit wordt voornamelijk gebruikt in antennes. Deze hoekreflector retourneert de golf alleen naar de emissiebron als de richting van de invallende bundel loodrecht staat op de snijlijn van de vlakken. De golf in dit type reflector wordt twee keer gereflecteerd. Deze reflectoren zijn gevoelig voor hun mechanische opstelling, waardoor er meer problemen kunnen optreden.

Drievlakshoekreflector

De hoekantenne met drie oppervlakken op orthogonale vlakken staat bekend als een drievlakshoekreflector. Dit type hoekreflector kan worden gevormd door drie geleidende platen loodrecht met elkaar te verbinden. De golf voor een drievlaksstructuur wordt driemaal gereflecteerd en deze reflectoren worden normaal gesproken gebruikt in radarsystemen.

Deze reflector is zeer tolerant ten opzichte van verkeerd uitlijnen en biedt een eenvoudige methode voor snelle veldinstallatie en kalibratie wanneer dat nodig is. De radiogolven in deze reflector raken de hoek en worden in totaal drie keer door elk oppervlak teruggekaatst, wat resulteert in een omgekeerde golf die terugstraalt naar de bron. Hierdoor biedt deze reflector een hoog RCS-doel (Radar Cross Section) voor het testen van het radarsysteem, de gegevens en de kalibratie voor uw toepassing.

Deze reflectoren zijn canonieke radarreflectoren die gewoonlijk worden gebruikt voor het kalibreren of bepalen van de prestaties van radarsystemen. Deze reflectoren bieden wenselijke eigenschappen zoals; een vrij grote radardwarsdoorsnede, een breed scala aan aspecthoeken door een grote RCS, en theoretische RCS eenvoudigweg berekend als een rol van de aspecthoek.

Hoekreflector Stralingspatroon

De volgende afbeelding geeft het stralingspatroon van de verticale hoekreflector weer met de hoofdas. Het stralingspatroon in het ontwerpveld van de antenne is de richtingsafhankelijkheid van de radiogolfsterkte van de antenne. Dit is een grafische weergave van de eigenschappen van de verreveldantenne en ook een variatie van het uitgestraalde vermogen door een antenne als functie van de route weg van de antenne.

Hoekreflectorberekening

De hoekreflector is een zeer nuttig apparaat voor het kalibreren van radarsystemen . In het algemeen omvat deze reflector loodrechte platen die onderling doorsneden zijn. Over het algemeen kunnen we zien dat de gebruikelijke hoekreflectoren drievlaks- en tweevlakshoeken zijn.

Wanneer de tweevlakshoekreflector reageert op zijn mechanische uitlijning, is hij uiterst tolerant voor verkeerde uitlijning. Dit biedt dus een handige methode voor een snel veldsysteem. Deze reflector is eenvoudig gemaakt met drie rechthoekige platen die in de volgende afbeelding worden geïllustreerd.

Aeff = a^2 /√3

Waar ‘a’ de zijlengte van de drievlaksreflector is.

De effectieve dwarsdoorsnede van de radar kan worden gemeten door

σ = 4π a^4/3λ^2

Waar de ‘λ’ uit de bovenstaande vergelijking de golflengte van het radarsignaal is.

De golven in de drievlakshoekreflector raken de hoekreflector en worden eenvoudigweg 3 keer door elk oppervlak teruggekaatst, waardoor de golven volledig in omgekeerde richting naar de bron worden teruggestuurd. Deze hoekreflector biedt dus een extreem hoog RCS- of radardwarsdoorsnededoel, voornamelijk voor het testen van radarsystemen en karakteriseringen.

Voor-en nadelen

De voordelen van hoekreflectoren omvatten het volgende.

• De hoekreflector aan de onderkant van de UHF-band zorgt voor een brede bandbreedtewinst.
• Deze reflectoren hebben een hoge versterking, wat betekent dat ze signalen zeer lang kunnen verzenden en ontvangen
• Als de hoekreflector meer oppervlakken heeft, zal de reflectie sterker zijn.
• Deze zijn met name geschikt voor gebruik op microgolven en ultrahoge frequenties waar structuren met 1 (of) twee golflengten binnen de hoogste algemene afmetingen praktisch zijn.
• De constructie is eenvoudig, gemakkelijk te implementeren, goedkoop en kan gemakkelijk worden opgevouwen tot een solide draagbare eenheid.
• Ze hebben geen stroombron, kalibratie of onderhoud nodig.
• Deze kunnen in verschillende oriëntaties en locaties worden gerangschikt.
• Deze kunnen worden gebruikt om verschillende soorten doelen te repliceren, zoals; voertuigen, vliegtuigen (of) gebouwen door hun vorm, aantal en grootte te veranderen.
• Hoekreflectoren bieden een betrouwbare referentie, voornamelijk voor de evaluatie van radarprestaties.
• Deze reflectoren helpen bij het controleren van de gevoeligheid, nauwkeurigheid en resolutie en bij het identificeren en corrigeren van eventuele vertekeningen of fouten in radarsystemen.

De nadelen van hoekreflectoren omvatten het volgende.

• De aanwezigheid van een hoekreflector maakt de antenneopstelling behoorlijk omvangrijk.
• Het gebruik van deze reflector verhoogt de kosten van de hoekreflectorantenne.
• De hoekreflector is niet representatief voor radarvalidatie, voornamelijk voor doelen in de echte wereld.
• De hoekreflectoren voor radarvalidatie omvatten mogelijk niet het volledige scala aan scenario's en uitdagingen waarmee het radarsysteem in de praktijk te maken kan krijgen.
• Hoekreflectoren voor radarvalidatie kunnen interferentie veroorzaken met andere gebruikers (of) radarsystemen.
• Deze kunnen rommelige (of) valse alarmen op het radarscherm veroorzaken of andere interessante doelstellingen verwarren of maskeren. Ze kunnen dus ook de regelgeving (of) toestemming voor het gebruik van het luchtruim of de radarfrequentieband overtreden.

Toepassingen

De toepassingen van hoekreflectoren omvatten het volgende.

• Hoekreflectoren worden binnen radarsystemen gebruikt om het bestaan ​​van defensiemotorvoertuigen voor de radar van de tegenstander te verbergen.
• Deze reflectoren worden ook gebruikt bij de ontvangst van tv-signalen, dus vind toepassingen in huisantennes.
• Deze worden ook veel gebruikt in optische communicatietoepassingen.
• Hoekreflectoren zijn nog steeds nuttig voor radarvalidatie, mits correct en zorgvuldig gebruikt.
• Deze worden veel gebruikt voor UHF TV-ontvangstantennes, datalinks voor draadloze WAN's, point-to-point communicatieverbindingen en amateurradioantennes op de 1296 & 144, 420 MHz-banden.
• Deze worden gebruikt om radio- of andere elektromagnetische golven rechtstreeks naar de emissiebron te reflecteren.
• Deze worden gebruikt voor het genereren van een sterke radarecho van verschillende objecten die anders eenvoudigweg een extreem lage effectieve RCS (radardwarsdoorsnede) zouden hebben.
• Deze worden gebruikt om veiligheidsreflectoren te maken voor fietsen, borden en auto's.
• Deze kunnen ook worden gebruikt om laserstralen vanaf het maanoppervlak terug naar de aarde te laten kaatsen.

Dit is dus het geval een overzicht van een hoekreflector , de werking, typen, voordelen, nadelen en toepassingen ervan. Dit is een retroreflector met drie onderling loodrechte en elkaar kruisende vlakke oppervlakken, die golven openlijk naar de bron repliceert. In deze reflector hebben de drie elkaar kruisende oppervlakken vaak vierkante vormen. Deze reflectoren zijn eenvoudigweg gemaakt van metaal dat wordt gebruikt voor het reflecteren van radiogolven van radarsets, terwijl optische hoekreflectoren zijn gemaakt met driezijdige glazen prisma's die worden gebruikt voor landmeetkunde en laserbereik. Hier is een vraag voor u: wat is een antenne?