Уголковый отражатель представляет собой ретрорефлекторной , состоящий из трех взаимно перпендикулярны , пересекающихся плоских поверхностей, что отражает волны непосредственно к источнику, но переведены . Три пересекающиеся поверхности часто имеют квадратную форму. Металлические угловые отражатели радара используются для отражения радиоволн от радиолокационных установок. Оптические угловые отражатели, называемые угловыми кубами или кубическими углами , изготовленные из трехсторонних стеклянных призм , используются при съемке и лазерной локации .
Принцип [ править ]
Входящий луч отражается трижды, по одному разу от каждой поверхности, что приводит к изменению направления на противоположное. [1] [2] Чтобы увидеть это, три соответствующих вектора нормалей перпендикулярных сторон угла можно рассматривать как основу ( прямоугольную систему координат ) ( x , y , z ), в которой следует представлять направление произвольного входящего луч, [ a , b , c ]. Когда луч отражается от первой стороны, скажем , х , лучевой х компонент, , восстанавливаются до - в то время как у иКомпоненты z не изменяются, в результате получается направление [- a , b , c ]. Аналогично, при отражении от стороны y и, наконец, от стороны z , компоненты b и c меняются местами. Следовательно, направление луча идет от [ a , b , c ] к [- a , b , c ] к [- a , - b , c ] к [- a , - b , - c], и он покидает угловой отражатель со всеми тремя компонентами направления, в точности обратными. Пройденное расстояние относительно плоскости, перпендикулярной направлению лучей, также одинаково для любого луча, входящего в отражатель, независимо от того, где он впервые отражается. [ необходима цитата ]
В радаре [ править ]
Угловые отражатели радара предназначены для отражения микроволновых радиоволн, излучаемых радарами, обратно в сторону антенны радара. Это заставляет их показывать сильную «отдачу» на экранах радаров. Простой угловой отражатель состоит из трех проводящих поверхностей из листового металла или экрана под углом 90 ° друг к другу, прикрепленных друг к другу по краям, образуя «угол». Они отражают радиоволны, идущие впереди, обратно параллельно входящему лучу. Чтобы создать угловой отражатель, который будет отражать радиолокационные волны, идущие с любого направления, 8 угловых отражателей размещены спиной к спине в форме октаэдра (ромба). Для функционирования отражающие поверхности должны быть больше нескольких длин радиоволн.[3]
В морском судоходстве они размещаются на опорах мостов , буях , судах и, особенно, спасательных шлюпках , чтобы они четко отображались на экранах судовых радаров. Угловые отражатели размещаются на мачтах судна на высоте не менее 4,6 метра (15 футов) над уровнем моря (что дает им приблизительное минимальное расстояние до горизонта 8 километров или 4,5 морских миль ). Морской радар использует микроволны X-диапазона с длинами волн 2,5 - 3,75 см, поэтому используются небольшие отражатели диаметром менее 30 см. В авианавигации угловые отражатели устанавливаются на взлетно-посадочных полосах в сельской местности , чтобы они отображались на авиационных радарах.
В оптике [ править ]
В оптике угловые отражатели обычно состоят из трех зеркал или отражающих поверхностей призм, которые возвращают падающий световой луч в противоположном направлении. В съемке , ретроотражающие призмы обычно используются в качестве мишеней на больших расстояниях электронного измерения расстояния с помощью тахеометра .
Пять наборов оптических угловых отражателей были размещены на Луне для использования в экспериментах по лунному лазерному определению дальности, наблюдая за временем полета лазера для более точного измерения орбиты Луны, чем это было возможно раньше. Три самых больших были размещены НАСА в рамках программы « Аполлон» , а Советский Союз построил два меньших в составе марсоходов «Луноход» .
Автомобильные и велосипедные задние фонари состоят из множества небольших угловых отражателей с разными секциями, ориентированными для просмотра под разными углами. Светоотражающая краска для видимости ночью обычно содержит световозвращающие сферические шарики . Тонкий пластик с микроскопическими угловыми отражателями можно использовать в качестве ленты , на вывесках, пришить или наклеить на одежду .
Другие примеры [ править ]
Угловые отражатели тоже могут возникнуть случайно. Башенные блоки с балконами часто являются случайными угловыми отражателями для звука и возвращают характерное эхо наблюдателю, издающему поблизости резкий звук, например хлопок в ладоши. Точно так же при интерпретации радара объект, который имеет множественные отражения от гладких поверхностей, дает радарный отраженный сигнал большей величины, чем можно было бы ожидать, исходя из физических размеров объекта. Этот эффект был использован на небольшой ракете ADM-20 Quail , которая имела такое же радиолокационное сечение, как и B-52 .
См. Также [ править ]
- Отражатель кошачий глаз
- LAGEOS
- Лунный лазерный эксперимент - Измерение расстояния между Землей и Луной с помощью лазерного луча.
Ссылки [ править ]
- ^ Ньюман, Уильям I. (2012). Механика сплошной среды в науках о Земле . Издательство Кембриджского университета. С. 6–7. ISBN 0521562899.
- ^ Бернштейн, Мэтт А .; Фридман, Уильям А. (2011). Размышляя об уравнениях: Практическое руководство для развития математической интуиции в физических и технических науках . Вайли. п. 193. ISBN. 1118210646.
- ^ Краус, Джон; Мархефка, Рональд (2002). Антенны для всех приложений (3-е изд.). Макгроу Хилл. п. 365. ISBN 0-07-112240-0.
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .(в поддержку MIL-STD-188 )- Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Министерства обороны США: « Словарь военных и связанных терминов ».
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .(в поддержку MIL-STD-188 )
Внешние ссылки [ править ]
- Антенны с угловым отражателем
- Угловой отражатель для WiFi