Угловой отражатель
Угловой отражатель — ретрорефлектор, состоящий из трёх взаимно перпендикулярных , пересекающихся плоских поверхностей, который отражает волны прямо в сторону источника, но поступательно . Три пересекающиеся поверхности часто имеют квадратную форму. Угловые радиолокационные отражатели из металла используются для отражения радиоволн от радиолокационных установок. Оптические угловые отражатели, называемые угловыми кубами или уголками-кубами , изготовленные из трехсторонних стеклянных призм , используются при геодезии и лазерной локации .
Принцип
[ редактировать ]
Входящий луч отражается три раза, по одному разу от каждой поверхности, что приводит к изменению направления. [1] [2] Чтобы увидеть это, можно считать, что три соответствующих нормальных вектора перпендикулярных сторон угла образуют основу ( прямоугольную систему координат ) ( x , y , z ), в которой представляют направление произвольного входящего луча, [ a , b , с ] . Когда луч отражается от первой стороны, скажем , x луча x , компонент , a , меняется на - a, в то время как компоненты y и z остаются неизменными, что приводит к направлению [- 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 ] , затем к [- a , - b , c ] к [- a , - b , - c ] и выходит из угла отражатель со всеми тремя компонентами направления точно противоположными. Пройденное расстояние относительно плоскости, перпендикулярной направлению лучей, также одинаково для любого луча, входящего в отражатель, независимо от места, где он впервые отражается. [ нужна ссылка ]
В радаре
[ редактировать ]
Угловые отражатели радара предназначены для отражения микроволновых радиоволн, излучаемых радарами, обратно в сторону антенны радара. Это заставляет их демонстрировать сильную «отдачу» на экранах радаров. Простой угловой отражатель состоит из трех проводящих металлических или экранных поверхностей, расположенных под углом 90 ° друг к другу, прикрепленных друг к другу по краям, образуя «уголок». Они отражают радиоволны, идущие впереди них, обратно параллельно входящему лучу. Чтобы создать угловой отражатель, который будет отражать радиолокационные волны, исходящие с любого направления, 8 угловых отражателей размещаются спиной к спине в форме октаэдра (ромба). Для функционирования отражающие поверхности должны быть больше нескольких длин волн радиоволн. [3]
В морском судоходстве их размещают на опорах мостов , буях , кораблях и, особенно, спасательных шлюпках , чтобы обеспечить их четкое отображение на экранах радаров судов. Угловые отражатели размещаются на мачтах судна на высоте не менее 4,6 м (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 длиной волны 2,5–3,75 см (1–1,5 дюйма), поэтому используются небольшие отражатели диаметром менее 30 см (12 дюймов). в сельской местности устанавливаются угловые отражатели В авиационной навигации на взлетно-посадочных полосах , чтобы они были видны на радарах самолетов.
В оптике
[ редактировать ]
В оптике угловые отражатели обычно состоят из трех зеркал или отражающих граней призмы , которые возвращают падающий световой луч в противоположном направлении. При геодезии призмы ретрорефлектора помощью обычно используются в качестве мишеней для электронного измерения расстояний на большие расстояния с тахеометра .
Пять массивов оптических угловых отражателей были размещены на Луне для использования в экспериментах по лунной лазерной локации, позволяющих наблюдать лазера за временем полета и измерять орбиту Луны более точно, чем это было возможно раньше. Три крупнейших из них были размещены НАСА в рамках программы «Аполлон» , а Советский Союз два меньших по размеру встроил в луноходы .
Задние фонари автомобилей и велосипедов состоят из множества небольших угловых отражателей, разные секции которых ориентированы для обзора под разными углами. Светоотражающая краска для видимости в ночное время обычно содержит световозвращающие сферические шарики .Тонкий пластик с микроскопическими угловыми отражателями можно использовать в качестве ленты , на вывесках, а также пришивать или приклеивать к одежде .
Другие примеры
[ редактировать ]Угловые отражатели также могут возникнуть случайно. Многоквартирные башни с балконами часто являются случайными угловыми отражателями звука и возвращают отчетливое эхо наблюдателю, издающему резкий звук, например хлопок в ладоши, поблизости. Аналогично, при радиолокационной интерпретации объект, который имеет многократные отражения от гладких поверхностей, создает отраженный радиолокационный сигнал большей величины, чем можно было бы ожидать, исходя из физического размера объекта. Этот эффект был использован на ADM-20 Quail , небольшой ракете-ловушке, которая имела такое же радиолокационное сечение, что и B-52 .
См. также
[ редактировать ]- Отражатель кошачьего глаза - световозвращающее защитное устройство, используемое при дорожной разметке.
- LAGEOS – Научно-исследовательские спутники
- Эксперимент по лунной лазерной локации – измерение расстояния между Землей и Луной с помощью лазерного луча.
- Стелс-технологии - военные технологии, позволяющие сделать личный состав и материалы менее заметными.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ньюман, Уильям И. (2019). Механика сплошных сред в науках о Земле . Издательство Кембриджского университета. стр. 6–7. ISBN 978-0-521-56289-8 .
- ^ Бернштейн, Мэтт А.; Фридман, Уильям А. (2011). Размышление об уравнениях: практическое руководство для развития математической интуиции в физических науках и технике . Уайли. п. 193. ИСБН 978-1-118-21064-2 .
- ^ Краус, Джон; Мархефка, Рональд (2002). Антенны для всех приложений (3-е изд.). МакГроу Хилл. п. 365. ИСБН 0-07-112240-0 .
В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г. (в поддержку MIL-STD-188 ). - В этой статье использованы общедоступные материалы из Словарь военных и связанных с ними терминов . Министерство обороны США .
