Kampinių atšvaitų apžvalga

Kampiniai atšvaitai, specializuota antenos tipas, svarbūs įrankiai, nukreipiantys elektromagnetines bangas įvairioms reikmėms.Dėl paprasto dizaino, lengvos konstrukcijos ir efektyvumo aukštais dažniais jie reikalingi tokiose laukuose kaip radaro sistemos, ryšys ir signalo patobulinimas.Šiame straipsnyje nagrinėjama kampinių atšvaitų struktūra, funkcionalumas ir pritaikymai, gilintis į jų pranašumus, apribojimus ir jų naudojimą.

Katalogas

Suprasti kampo atšvaitą

Kampinis atšvaitas yra pasyvus įrenginys, skirtas atspindėti radijo signalus į jų šaltinį, veikdamas kaip retrorefektorius.Jį sudaro trys plokšti paviršiai, išdėstyti stačiu kampu, dažnai kvadrato konfigūracijose.Sukurtos iš metalinių plokštelių ar laidų, kampiniai atšvaitai yra labai efektyvūs atspindėdami elektromagnetines bangas, todėl jie tampa ryškiais radaro sistemų taikiniais, net esant dideliems atstumams.Šie atšvaitai yra naudingi radaro kalibravimui, siūlantys tikslus greičio, atstumo ir padėties matavimus.

Kampų atšvaitai yra dviejų pagrindinių tipų: radaro kampo atšvaitai ir optiniai kampo atšvaitai.Radaro variantai naudoja metalines medžiagas, optimizuotas atspindėti radijo bangas, o optiniai kampiniai atšvaitai, dar vadinami kampiniais kubeliais, naudoja stiklines prizmes tokioms programoms kaip lazerio diapazonas ir apklausa.

Kaip veikia kampiniai atšvaitai?

Kampiniai atšvaitai veikia remdamiesi optikos principais, atspindinčiais elektromagnetines bangas atgal link savo šaltinio.Kai signalas atsitrenkia į atspindinčius paviršius, jis patiria kelis atspindžius.Dihedralinis atšvaitas su dviem susikertančiais paviršiais atspindi bangas du kartus, o trijų atspindžių su trim paviršiais atspindi bangas tris kartus.Šis dizainas užtikrina, kad atspindėtas signalas keliauja beveik identišku jo kilme, padidindamas jo matomumą ir efektyvumą tokiose programose kaip radaro kalibravimas.

Kampinių atšvaito antenų apžvalga

Kampų atšvaito antenos yra kryptinės antenos, pirmiausia naudojamos UHF ir VHF dažnio diapazonuose.Pirmiausia John D. Kraus konceptualizuotas 1938 m., Šias antenas susideda iš dipolio varomo elemento, pastatyto prieš du atspindinčius paviršius, kampuotus 90 laipsnių kampu.Žinomi dėl vidutinio stiprumo (10–15 dB), aukšto fronto ir užpakalinio santykio (20–30 dB) ir plataus pralaidumo, jie yra plačiai naudojami televizijos transliavimo, ryšių jungtyse ir mėgėjų radijo sąrankose.Šios antenos palaiko tiek vertikalią, tiek horizontalią poliarizaciją, siūlančią lankstumą radijo ryšyje.

Kampinių atšvaitų tipai

Kampiniai atšvaitai vaidina įtakingą vaidmenį bangų atspindžio programose, paprastai padalytos į dvilypius ir trišakius.Abu dizainai remiasi geometriniais atspindžiais, kad sustiprintų signalus, tačiau jie labai skiriasi struktūra, sugebėjimais ir tinkamomis pritaikymais.Pasirinkimas tarp jų paprastai priklauso nuo veiklos poreikių ir aplinkos aplinkybių.

Dihedraliniame kampo atšvaitas pasižymi dviem atspindinčiais paviršiais, kertančiais stačiu kampu.Šis tipas atspindi bangas du kartus, siunčiant jas atgal į šaltinį.Nors „Dihedral“ atšvaitai yra veiksmingi, yra jautrūs suderinimui, o tai gali sukelti iššūkių tam tikrose programose.

Ši sąranka palaiko dvigubų bangų atspindžius, sukuriančius koncentruotą ir suaktyvintą signalo grąžą, kai bangos statomi statmenai į sankryžos liniją.Tokios charakteristikos daro dihedrinius atšvaitus tokiose srityse kaip antenos dizainas, kur ieškoma tikslinės ir kruopščiai išlyginto signalo perdavimo.

Trihedrinio kampo atšvaitas

„Trihedral Corner“ atšvaitas sudaro trys statmenos atspindintys paviršiai.Ši konfigūracija atspindi bangas tris kartus, todėl susidaro apverstas signalas, nukreiptas atgal į šaltinį.Žinomas dėl didelio tolerancijos dėl netinkamo poslinkio, trišakio atšvaitas yra plačiai naudojamas atliekant radaro bandymus ir kalibravimą.Dėl jo galimybės pateikti aukštą radaro skerspjūvį jis tampa svarbiu įrankiu tiksliems radaro sistemos įvertinimams.

Kadangi bangos atspindi tris kartus, jos grįžta link savo šaltinio, nepriklausomai nuo atšvaito padėties.Šis būdingas patikimumas netinkamam suderinimui palengvina lauko diegimą, todėl jis yra nepaprastai svarbus, ypač aplinkoje, kuriai reikalinga greita sąranka ar patirianti nestabilias sąlygas.

Kampinių atšvaitų spinduliuotės modelis

Kampinio atšvaito spinduliuotės modelis parodo, kaip radijo bangų stiprumas plinta iš antenos, padedant suprasti jo veikimą radaro ir ryšių sistemose.

Kampiniai atšvaitai naudoja metalines plokšteles, išdėstytas stačiu kampu, kad atspindėtų bangas atgal į savo šaltinį.Yra du pagrindiniai tipai: dihedralinė ir trišakė.

• DIHEDRINIS PAGRINDAS: Pagaminta iš dviejų plokštelių, sudarančių 90 laipsnių kampą, ji du kartus atspindi bangas.Nors reikia kruopštaus suderinimo, jis yra paprastas ir efektyvus kalibravimui.

• Trihedrinis atšvaitas: Sudarytos iš trijų plokštelių stačiu kampu, ji atspindi bangas tris kartus, užtikrinant tikslų peradresavimą atgal į šaltinį.Tai mažiau jautrus derinimo problemoms ir lengvai nustatomas.Jo veikimas matuojamas naudojant efektyvų skerspjūvį ($A_{eff}$) ir radaro skerspjūvis ($\sigma$)

$$A_{eff}=\frac{a^2}{\sqrt{3}}$$ $$\sigma =\frac{4\pi a^4}{3{\lambda }^2}$$

Čia $a$ yra atšvaito šoninis ilgis ir $\ Lambda$ yra radaro signalo bangos ilgis.

Kai bangos atsitrenkė į trišakį atšvaitą, jos tris kartus atšoka, tiksliai grįžę į savo šaltinį tvirtu signalu.Tai daro trišakių atšvaitus esminius radaro kalibravimui ir našumo bandymams.

Kampinių atšvaitų pranašumai ir apribojimai

Nauda

Plačiajuosčio ryšio padidėjimas: efektyvus UHF dažniais, užtikrinantis plačią pralaidumą.

Didelis signalo padidėjimas: įgalina tolimojo signalo perdavimą ir priėmimą.

Kelių paviršiaus efektyvumas: atšvaitai su keliais paviršiais padidina atspindžio stiprumą.

Mikrobangų tinkamumas: idealiai tinka aukšto dažnio signalams.

Paprasta konstrukcija: lengva sukurti, dislokuoti ir prižiūrėti.

Veikimas be energijos: nereikia jokios išorinės galios ar nuolatinio kalibravimo.

Lankstus išdėstymas: gali būti pritaikytas įvairioms orientacijoms ir vietoms.

Tikslo modeliavimas: gali atkartoti skirtingus radaro bandymo taikinius.

Patikimas kalibravimas: pateikia patikimas nuorodas į radaro vertinimą.

Diagnostinė parama: padeda nustatyti ir taisyti radaro sistemos paklaidas.

Apribojimai

Tarpas: sistemoms gali suteikti svorio ir sudėtingumo.

Padidėjusios išlaidos: gali padidinti bendrąsias sistemos išlaidas.

Ribotas realizmas: negali tiksliai atkartoti visų radaro taikinių.

Scenarijaus spragos: nėra veiksmingos visuose radaro scenarijuose.

Trikdžių rizika: galimybė trukdyti kitoms radaro sistemoms.

Reguliavimo susirūpinimas: netinkamas naudojimas gali sukelti teisinius ar veiklos klausimus.

Kampinių atšvaitų naudojimas

Radaro slaptas: padeda neaiškioms transporto priemonėms iš priešininkų radaro aptikimo.

Televizijos priėmimas: pagerina TV signalo kokybę namų antenų sąrankose.

Optinis ryšys: palengvina efektyvų signalo perdavimą optinėse sistemose.

Radaro kalibravimas: pateikia tikslius atskaitos taškus radaro patvirtinimui.

RF programos: palaiko UHF TV priėmimą, duomenų nuorodas ir mėgėjų radiją.

Signalo peradresavimas: atspindi bangas atgal į jų šaltinį, kad būtų padidintas aiškumas.

Echo amplifikacija: padidina objektų, turinčių mažą radaro skerspjūvį, matomumas.

Apsaugos patobulinimai: naudojami atšvaitai transporto priemonėms, dviračiams ir kelio ženklams.

Mėnulio lazerio diapazonas: įgalina tikslius matavimus, naudojant atspindėtus lazerio signalus.

Išvada

Kampiniai atšvaitai yra būtini šiuolaikinės komunikacijos ir radarų sistemų įrankiai, siūlantys aukštą tikslumą ir patikimumą.Jų unikalus gebėjimas atspindėti signalus į savo šaltinį kartu su universalumu daro juos svarbius, ypač pritaikant radaro kalibravimą iki optinės komunikacijos.Nepaisant tam tikrų apribojimų, jų pranašumai ir pritaikomumas užtikrina, kad jie išlieka kertiniu akmeniu įvairiose technologinėse srityse.