Een drievlaksreflector, ook wel hoekreflector of driehoeksreflector genoemd, is een passief doelapparaat dat veelvuldig wordt gebruikt in antennes en radarsystemen. Het bestaat uit drie vlakke reflectoren die een gesloten driehoekige structuur vormen. Wanneer een elektromagnetische golf een drievlaksreflector raakt, wordt deze teruggekaatst in dezelfde richting als de invallende golf, waardoor een gereflecteerde golf ontstaat die dezelfde richting heeft als de invallende golf, maar in tegengestelde fase.

Hieronder volgt een gedetailleerde inleiding tot drievlakshoekreflectoren:

Structuur en principe:

Een drievlakige hoekreflector bestaat uit drie vlakke reflectoren die gecentreerd zijn op een gemeenschappelijk snijpunt en een gelijkzijdige driehoek vormen. Elke vlakke reflector is een vlakke spiegel die invallende golven reflecteert volgens de wet van reflectie. Wanneer een invallende golf de drievlakige hoekreflector raakt, wordt deze door elke vlakke reflector gereflecteerd en vormt uiteindelijk een gereflecteerde golf. Door de geometrie van de drievlakige reflector wordt de gereflecteerde golf in dezelfde, maar tegengestelde richting gereflecteerd als de invallende golf.

Kenmerken en toepassingen:

1. Reflectiekarakteristieken: Driehoekige hoekreflectoren hebben bij een bepaalde frequentie hoge reflectiekarakteristieken. Ze kunnen de invallende golf met een hoge reflectiviteit terugkaatsen, waardoor een duidelijk reflectiesignaal ontstaat. Door de symmetrie van de structuur is de richting van de gereflecteerde golf van de driehoekige reflector gelijk aan de richting van de invallende golf, maar in tegengestelde fase.

2. Sterk gereflecteerd signaal: Omdat de fase van de gereflecteerde golf tegengesteld is, zal het gereflecteerde signaal zeer sterk zijn wanneer de drievlaksreflector zich in de tegenovergestelde richting van de invallende golf bevindt. Dit maakt de drievlaksreflector een belangrijke toepassing in radarsystemen om het echsignaal van het doelwit te versterken.

3. Richtingsgevoeligheid: De reflectiekarakteristieken van de drievlakshoekreflector zijn richtingsgevoelig, wat betekent dat er alleen een sterk reflectiesignaal wordt gegenereerd bij een specifieke invalshoek. Dit maakt de reflector zeer geschikt voor richtingsantennes en radarsystemen voor het lokaliseren en meten van doelposities.

4. Eenvoudig en economisch: De structuur van de drievlakshoekreflector is relatief eenvoudig en gemakkelijk te produceren en te installeren. Hij wordt meestal gemaakt van metalen materialen, zoals aluminium of koper, wat lagere kosten met zich meebrengt.

5. Toepassingsgebieden: Trihedrale hoekreflectoren worden veel gebruikt in radarsystemen, draadloze communicatie, luchtvaartnavigatie, meting en positionering en andere gebieden. Ze kunnen worden gebruikt als doelidentificatie-, afstands-, richtingsbepalings- en kalibratieantenne, enzovoort.

Hieronder zullen we dit product in detail beschrijven:

Om de richtingsgevoeligheid van een antenne te vergroten, is een vrij voor de hand liggende oplossing het gebruik van een reflector. Als we bijvoorbeeld beginnen met een draadantenne (laten we zeggen een halvegolfdipoolantenne), kunnen we er een geleidende plaat achter plaatsen om de straling in de voorwaartse richting te richten. Om de richtingsgevoeligheid verder te vergroten, kan een hoekreflector worden gebruikt, zoals weergegeven in figuur 1. De hoek tussen de platen is dan 90 graden.

Figuur 1. Geometrie van de hoekreflector.

Het stralingspatroon van deze antenne kan worden begrepen met behulp van de spiegelbeeldtheorie, waarna het resultaat kan worden berekend met behulp van de antenne-arraytheorie. Voor een eenvoudige analyse gaan we ervan uit dat de reflecterende platen oneindig groot zijn. Figuur 2 hieronder toont de equivalente bronverdeling, geldig voor het gebied vóór de platen.

Figuur 2. Equivalente bronnen in de vrije ruimte.

De stippellijnen geven antennes aan die in fase zijn met de werkelijke antenne; de antennes met een kruisje zijn 180 graden uit fase met de werkelijke antenne.

Stel dat de oorspronkelijke antenne een omnidirectioneel stralingspatroon heeft, gegeven door （）. Dan is het stralingspatroon (R) van de "equivalente set radiatoren" van Figuur 2 kan als volgt worden geschreven:

Het bovenstaande volgt direct uit Figuur 2 en de arraytheorie (k is het golfgetal). Het resulterende patroon zal dezelfde polarisatie hebben als de oorspronkelijke verticaal gepolariseerde antenne. De richtingsgevoeligheid zal met 9-12 dB toenemen. De bovenstaande vergelijking geeft de uitgestraalde velden in het gebied vóór de platen. Omdat we hebben aangenomen dat de platen oneindig groot zijn, zijn de velden achter de platen nul.

De richtingsgevoeligheid is het hoogst wanneer d een halve golflengte is. Ervan uitgaande dat het stralende element van Figuur 1 een korte dipool is met een patroon gegeven door ( ), worden de velden voor dit geval weergegeven in Figuur 3.

Figuur 3. Polaire en azimutale patronen van het genormaliseerde stralingspatroon.

Het stralingspatroon, de impedantie en de versterking van de antenne worden beïnvloed door de afstand.dvan Figuur 1. De ingangsimpedantie wordt verhoogd door de reflector wanneer de afstand een halve golflengte bedraagt; deze kan worden verlaagd door de antenne dichter bij de reflector te plaatsen. De lengteLDe lengte van de reflectoren in Figuur 1 is typisch 2*d. Als we echter een straal volgen die langs de y-as vanuit de antenne loopt, zal deze worden gereflecteerd als de lengte ten minste ( ) is. De hoogte van de platen moet groter zijn dan het stralende element; aangezien lineaire antennes echter niet goed langs de z-as stralen, is deze parameter niet van cruciaal belang.