Ein Triederreflektor, auch Eckreflektor oder Dreiecksreflektor genannt, ist ein passives Zielsystem, das häufig in Antennen und Radarsystemen eingesetzt wird. Er besteht aus drei planaren Reflektoren, die eine geschlossene Dreiecksstruktur bilden. Trifft eine elektromagnetische Welle auf einen Triederreflektor, wird sie in Einfallsrichtung zurückreflektiert. Die reflektierte Welle hat die gleiche Richtung, ist aber phasenverschoben zur einfallenden Welle.

Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung in dreihedrale Eckreflektoren:

Struktur und Prinzip:

Ein triedrischer Eckreflektor besteht aus drei planaren Reflektoren, die sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt zentrieren und ein gleichseitiges Dreieck bilden. Jeder planare Reflektor ist ein ebener Spiegel, der einfallende Wellen gemäß dem Reflexionsgesetz reflektiert. Trifft eine einfallende Welle auf den triedrischen Eckreflektor, wird sie von jedem planaren Reflektor reflektiert und bildet schließlich eine reflektierte Welle. Aufgrund der Geometrie des triedrischen Reflektors wird die reflektierte Welle in gleicher, aber entgegengesetzter Richtung zur einfallenden Welle reflektiert.

Funktionen und Anwendungsbereiche:

1. Reflexionseigenschaften: Dreiseitige Eckreflektoren weisen bei einer bestimmten Frequenz hohe Reflexionseigenschaften auf. Sie reflektieren die einfallende Welle mit hoher Reflektivität zurück und erzeugen so ein deutliches Reflexionssignal. Aufgrund der Symmetrie ihrer Struktur ist die Richtung der reflektierten Welle gleich der Richtung der einfallenden Welle, jedoch entgegengesetzt in Phase.

2. Starkes Reflexionssignal: Da die Phase der reflektierten Welle entgegengesetzt ist, ist das Reflexionssignal besonders stark, wenn der Triederreflektor der Richtung der einfallenden Welle entgegengesetzt ausgerichtet ist. Dies macht den Trieder-Eckreflektor zu einem wichtigen Einsatzgebiet in Radarsystemen zur Verstärkung des Ziel-Echosignals.

3. Richtwirkung: Die Reflexionseigenschaften des dreieckigen Eckreflektors sind gerichtet, d. h., ein starkes Reflexionssignal wird nur bei einem bestimmten Einfallswinkel erzeugt. Dies macht ihn sehr nützlich für Richtantennen und Radarsysteme zur Ortung und Messung von Zielpositionen.

4. Einfach und kostengünstig: Der dreieckige Eckreflektor ist relativ einfach aufgebaut und leicht herzustellen und zu montieren. Er besteht üblicherweise aus kostengünstigen Metallen wie Aluminium oder Kupfer.

5. Anwendungsgebiete: Trihedral-Eckreflektoren finden breite Anwendung in Radarsystemen, drahtloser Kommunikation, Luftfahrtnavigation, Mess- und Positionierungstechnik sowie weiteren Bereichen. Sie können unter anderem zur Zielidentifizierung, Entfernungsmessung, Peilung und Kalibrierung eingesetzt werden.

Im Folgenden stellen wir dieses Produkt detailliert vor:

Um die Richtwirkung einer Antenne zu erhöhen, bietet sich die Verwendung eines Reflektors an. Beispielsweise kann man bei einer Drahtantenne (etwa einer Halbwellendipolantenne) eine leitfähige Platte dahinter anbringen, um die Strahlung nach vorne zu lenken. Zur weiteren Steigerung der Richtwirkung kann ein Eckreflektor verwendet werden, wie in Abbildung 1 dargestellt. Der Winkel zwischen den Platten beträgt 90 Grad.

Abbildung 1. Geometrie des Eckreflektors.

Das Strahlungsmuster dieser Antenne lässt sich mithilfe der Spiegeltheorie verstehen und anschließend über die Antennenanordnung berechnen. Zur Vereinfachung der Analyse nehmen wir an, dass die reflektierenden Platten unendlich ausgedehnt sind. Abbildung 2 unten zeigt die äquivalente Quellverteilung für den Bereich vor den Platten.

Abbildung 2. Äquivalente Quellen im freien Raum.

Die gepunkteten Kreise kennzeichnen Antennen, die mit der tatsächlichen Antenne in Phase sind; die durchgestrichenen Antennen sind um 180 Grad phasenverschoben zur tatsächlichen Antenne.

Angenommen, die ursprüngliche Antenne hat ein omnidirektionales Strahlungsmuster, das durch （） gegeben ist. Dann ist das Strahlungsmuster (RDie „äquivalente Menge an Heizkörpern“ aus Abbildung 2 lässt sich wie folgt darstellen:

Das Obige ergibt sich direkt aus Abbildung 2 und der Antennentheorie (k ist die Wellenzahl). Das resultierende Strahlungsmuster weist dieselbe Polarisation wie die ursprüngliche vertikal polarisierte Antenne auf. Die Richtwirkung wird um 9–12 dB erhöht. Die obige Gleichung beschreibt die abgestrahlten Felder im Bereich vor den Platten. Da wir die Platten als unendlich ausgedehnt angenommen haben, sind die Felder hinter den Platten null.

Die Richtwirkung ist am größten, wenn d die halbe Wellenlänge beträgt. Unter der Annahme, dass das Strahlungselement in Abbildung 1 ein kurzer Dipol mit dem durch ( ) gegebenen Strahlungsmuster ist, sind die Felder für diesen Fall in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3. Polar- und Azimutdiagramme des normierten Strahlungsdiagramms.

Das Strahlungsmuster, die Impedanz und der Gewinn der Antenne werden durch die Entfernung beeinflusst.dAbbildung 1. Die Eingangsimpedanz wird durch den Reflektor erhöht, wenn der Abstand eine halbe Wellenlänge beträgt; sie kann verringert werden, indem die Antenne näher an den Reflektor herangeführt wird. Die LängeLDie Reflektoren in Abbildung 1 haben typischerweise eine Länge von 2*d. Verfolgt man jedoch einen Strahl entlang der y-Achse von der Antenne aus, wird dieser reflektiert, wenn seine Länge mindestens ( ) beträgt. Die Höhe der Platten sollte größer sein als die des Strahlungselements; da lineare Antennen jedoch entlang der z-Achse nur schlecht strahlen, ist dieser Parameter nicht entscheidend.