En antenne, der bruges til at reflektere de indfaldende elektromagnetiske signaler skabt fra en separat kilde, kaldes en hjørneantenne. Disse antenner arbejder ved højere mikrobølgefrekvenser, så de er meget populære i rumfartøjers antennesystemer på grund af deres funktioner som; enkel struktur og dens letvægt. Disse typer af antenner er lavet med forskellige reflektorer, hvis plan er en parabolsk, ellipsoid, hyperbolsk (eller) sfæroid. Der findes forskellige typer hjørneantenner som; plan, stang, hjørne, sfærisk, parabolsk og cylindrisk. Denne artikel giver kort information om en hjørne reflektor .
Hvad er en hjørnereflektor?
En passiv enhed, der bruges til at reflektere radiosignaler direkte tilbage i retning af emissionskilden, er kendt som en hjørnereflektor. Dette er en retroreflektor, der inkluderer tre indbyrdes vinkelrette og skærende flade overflader, der reflekterer bølger direkte til kilden, selvom de er konverteret. De tre skærende overflader i denne antenne har ofte kvadratiske former. Dette er en meget nyttig enhed til kalibrering af radarsystemer.
Disse reflektorer er lavet af metalplader (eller) ledninger, der danner rette vinkler. Disse reflektorer har egenskaben for reflekterende elektromagnetiske bølger, hvilket betyder, at de dukker op som lyse mål over radardisplayet, selvom de er uden for aksen eller langt væk. Disse bruges ofte som referencer eller markører til radarmålinger af hastighed, afstand, position eller vinkel.
Eksempler på hjørnereflektorer er Radar hjørnereflektorer og optiske hjørnereflektorer. Så radarhjørnereflektoren er lavet af et metal, der bruges til at reflektere radiosignaler fra radarsæt, mens optiske hjørnereflektorer (hjørnekuber/kubehjørner) er lavet med tresidede glasprismer, der bruges til laserafstandsmåling og -opmåling.
Hvad er formålet med en hjørnereflektor?
En hjørnereflektor bruges til at generere et stærkt radarekko, især fra objekter, der ellers kun ville have meget lavt effektivt RCS (radartværsnit). Denne reflektor har minimum to eller derover elektrisk ledende overflader, hvor disse overflader er monteret på kryds og tværs. Hvis en hjørnereflektor er større, vil mere energi blive reflekteret.
Hvordan virker en hjørnereflektor?
En hjørnereflektor fungerer ved at bruge optikkens lov, hvilket betyder, at signalet efter refleksion bevæger sig i samme retning, som det blev opnået fra. Nærmere bestemt er dets funktionsprincip, at når et elektromagnetisk signal rammer hjørnereflektoren, vil det indkommende signal blive reflekteret fra hver elektrisk ledende overflade tidligere, hvilket betyder, at bølgen for en dihedral struktur reflekteres to gange, mens bølgen i en trihedral struktur reflekteres tre gange. Så udbredelsesretningen af bølgerne vil blive vendt, så den afspejler bølgen i retningen fra hvor end disse er opfundet og betragtes som en passiv enhed.
Reflektorer bruges hovedsageligt i antenner, så hovedformålet bag at arrangere en reflektor i en antenne er at forbedre dens retningsevne. Så de hjørneformede reflektorer hjælper med at begrænse den udstrålede energi i metalpladen, og det giver en forbedring inden for retningsbestemmelsen ved at reflektere den opnåede energi på den foretrukne måde.
Hjørnereflektorantenne
Et hjørne reflektor antenne er en retningsbestemt antenne, der bruges ved UHF & VHF frekvenser. Denne antenne blev opfundet i 1938 af John D. Kraus. Denne antenne indbefatter et dipol-drevet element, der er anbragt før to flade rektangulære reflekterende displays, der er forbundet med sædvanligvis 90° af en vinkel. Disse antenner har 10 til 15 dB moderat forstærkning, 20 til 30 dB højt front-til-bag-forhold og bred båndbredde.
Disse antenner bruges i vid udstrækning til UHF-tv punkt-til-punkt kommunikationsforbindelser, modtageantenner, dataforbindelser til WAN'er og amatørradioantenner på 144 MHz, 420 MHz og 1296 MHz båndene. Disse antenner udsender radiobølger, som er lineært polariserede og kan monteres til enten lodret eller vandret polarisering.
Typer af hjørnereflektorer
Der findes to typer hjørnereflektorer; dihedral og trihedral, som diskuteres nedenfor.
Dihedral hjørnereflektor
Hjørneantennen, som har to overflader på ortogonale planer, er kendt som en dihedral hjørnereflektor. Denne antenne har to plane reflektorer, som danner 90* en dihedral vinkel. Denne type reflektor dannes, når to ledende plader forbindes vinkelret, og dette bruges hovedsageligt i antenner. Denne hjørnereflektor returnerer kun bølgen til emissionskilden, hvis den indfaldende stråleretning er vinkelret på planernes skæringslinje. Bølgen i denne type reflektor reflekteres to gange. Disse reflektorer er følsomme over for deres mekaniske arrangement, så der kan opstå flere problemer.
Trihedral hjørnereflektor
Hjørneantennen, som har tre overflader på ortogonale planer, er kendt som en trihedral hjørnereflektor. Denne type hjørnereflektor kan dannes ved at forbinde tre ledende plader i en vinkelret orientering. Bølgen for en trihedral struktur reflekteres tre gange, og disse reflektorer bruges normalt i radarsystemer.
Denne reflektor er meget tolerant over for at blive justeret forkert, og dette tilbyder en enkel metode til hurtig feltopsætning og kalibrering, når det er nødvendigt. Radiobølgerne i denne reflektor rammer hjørnet og afkastes af hvert overfladeareal i alt tre gange for at resultere i en opadvendt bølge, der transmitterer tilbage til kilden. Så på grund af dette giver denne reflektor et højt RCS (Radar Cross Section) mål til test af radarsystemet, data og kalibrering til din applikation.
Disse reflektorer er kanoniske radarreflektorer, der almindeligvis bruges til at kalibrere eller bestemme radarsystemernes ydeevne. Disse reflektorer tilbyder ønskværdige egenskaber som; et ret stort radartværsnit, en bred vifte af aspektvinkler ved en stor RCS, og teoretisk RCS blot beregnet som en rolle for aspektvinklen.
Hjørnereflektor strålingsmønster
Følgende figur repræsenterer den lodrette hjørnereflektors strålingsmønster med hovedaksen. Strålingsmønstret i antennedesignfeltet er retningsafhængigheden af radiobølgestyrken fra antennen. Dette er en grafisk repræsentation af fjernfeltsantennens egenskaber og også en variation af den udstrålede effekt fra en antenne som funktion af ruten væk fra antennen.
Hjørnereflektorberegning
Hjørnereflektoren er en meget nyttig enhed til kalibrering af radarsystemer . Generelt omfatter denne reflektor vinkelrette plader, som er gennemskåret indbyrdes. Generelt kan vi se, at de almindelige hjørnereflektorer er trihedriske og dihedrale.
Når den dihedriske hjørnereflektor reagerer på dens mekaniske justering, er den ekstremt tolerant over for fejljustering. Så dette giver en bekvem metode til et hurtigt feltsystem. Denne reflektor er lavet enkelt med tre retvinklede plader, som er illustreret i den følgende figur.
Aeff = a^2 /√3
Hvor 'a' er den trihedriske reflektors sidelængde.
Radarens effektive tværsnit kan måles ved
σ = 4π a^4/3λ^2
Hvor 'λ' fra ovenstående ligning er radarsignalets bølgelængde.
Bølgerne i den trihedriske hjørnereflektor rammer hjørnereflektoren og hoppes simpelthen gennem hver overflade 3 gange for at resultere i, at bølger i omvendt retning transmitteres tilbage til kilden. Således giver denne hjørnereflektor et ekstremt højt RCS- eller radartværsnitsmål, primært til test af radarsystemer og karakteriseringer.
Fordele og ulemper
Det fordelene ved hjørnereflektorer omfatte følgende.
- Hjørnereflektoren i den nederste ende af UHF-båndet giver bred båndbreddeforstærkning.
- Disse reflektorer har en høj forstærkning, hvilket betyder, at de sender og modtager signaler over lang tid
- Hvis hjørnereflektoren har flere overflader, vil reflektionen være stærkere.
- Disse er især velegnede til brug på mikrobølger og ultrahøje frekvenser, hvor strukturer 1 (eller) to bølgelængder inden for de højeste overordnede dimensioner er praktiske.
- Dens konstruktion er enkel, nem at implementere, billig og kan let bygges sammen til en solid bærbar enhed.
- De behøver ingen strømkilde, kalibrering eller vedligeholdelse.
- Disse kan arrangeres i forskellige orienteringer og steder.
- Disse kan bruges til at replikere forskellige slags mål som; køretøjer, fly (eller) bygninger ved at ændre deres form, antal og størrelse.
- Hjørnereflektorer giver en pålidelig reference primært til evaluering af radarens ydeevne.
- Disse reflektorer hjælper med at kontrollere følsomheden, nøjagtigheden og opløsningen og til at identificere og rette eventuelle skævheder eller fejl i radarsystemer.
Det ulemper ved hjørnereflektorer omfatte følgende.
- Tilstedeværelsen af en hjørnereflektor gør antennearrangementet ret omfangsrigt.
- Brugen af denne reflektor øger prisen på hjørnereflektorantennen.
- Hjørnereflektoren er ikke repræsentativ for radarvalidering hovedsageligt for virkelige mål.
- Hjørnereflektorerne til radarvalidering fanger muligvis ikke hele rækken af scenarier samt udfordringer, som radarsystemet kan møde i praksis.
- Hjørnereflektorer til radarvalidering kan forstyrre andre brugere (eller) radarsystemer.
- Disse kan skabe rod (eller) falske alarmer på radardisplayet eller forvirre eller maskere andre mål af interesse. Så de kan også bryde regler (eller) tilladelser til at udnytte luftrummet eller radarfrekvensbåndet.
Ansøgninger
Det anvendelser af hjørnereflektorer omfatte følgende.
- Hjørnereflektorer bruges i radarsystemer til at skjule eksistensen af forsvarsmotorkøretøjer fra modstanderens radar.
- Disse reflektorer bruges også til modtagelse af tv-signaler, så find applikationer inden for hjemmeantenner.
- Disse er også meget brugt i optiske kommunikationsapplikationer.
- Hjørnereflektorer er stadig nyttige til radarvalidering, hvis de bruges korrekt og omhyggeligt.
- Disse bruges i vid udstrækning til UHF TV-modtageantenner, datalinks til trådløse WAN'er, punkt-til-punkt kommunikationsforbindelser og amatørradioantenner på 1296 & 144, 420 MHz-båndene.
- Disse bruges til at reflektere radio eller andre elektromagnetiske bølger direkte til emissionskilden.
- Disse bruges til at generere et stærkt radarekko fra forskellige objekter, der ellers ville have ganske enkelt ekstremt lavt effektivt RCS (radartværsnit).
- Disse bruges til at lave sikkerhedsreflekser til cykler, skilte og biler.
- Disse kan også bruges til at kaste laserstråler tilbage mod Jorden fra månens overflade.
Dette er således en oversigt over en hjørnereflektor , dets funktion, typer, fordele, ulemper og anvendelser. Dette er en retroreflektor med tre indbyrdes vinkelrette og krydsende jævne overflader, som replikerer bølger åbent til kilden. I denne reflektor har de tre skærende overflader ofte kvadratiske former. Disse reflektorer er simpelthen lavet af metal, der bruges til at reflektere radiobølger fra radarsæt, mens optiske hjørnereflektorer er lavet med tresidede glasprismer, der bruges til opmåling såvel som laserafstandsmåling. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en antenne?
