Ein Dreiflächenreflektor, auch Eckreflektor oder Dreiecksreflektor genannt, ist ein passives Zielgerät, das häufig in Antennen und Radarsystemen eingesetzt wird. Er besteht aus drei ebenen Reflektoren, die eine geschlossene Dreiecksstruktur bilden. Trifft eine elektromagnetische Welle auf einen Dreiflächenreflektor, wird sie in Einfallsrichtung zurückreflektiert. Dadurch entsteht eine reflektierte Welle mit gleicher Richtung, aber entgegengesetzter Phase zur Einfallswelle.

Nachfolgend finden Sie eine ausführliche Einführung zu dreiflächigen Eckreflektoren:

Aufbau und Prinzip:

Ein dreiflächiger Eckreflektor besteht aus drei ebenen Reflektoren, die auf einen gemeinsamen Schnittpunkt zentriert sind und ein gleichseitiges Dreieck bilden. Jeder ebene Reflektor ist ein ebener Spiegel, der einfallende Wellen nach dem Reflexionsgesetz reflektieren kann. Trifft eine einfallende Welle auf den dreiflächigen Eckreflektor, wird sie von jedem ebenen Reflektor reflektiert und bildet schließlich eine reflektierte Welle. Aufgrund der Geometrie des dreiflächigen Reflektors wird die reflektierte Welle in die gleiche, aber entgegengesetzte Richtung wie die einfallende Welle reflektiert.

Funktionen und Anwendungen:

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

2. Starkes reflektiertes Signal: Da die Phase der reflektierten Welle entgegengesetzt ist, ist das reflektierte Signal sehr stark, wenn der dreiflächige Reflektor entgegen der Richtung der einfallenden Welle ausgerichtet ist. Dies macht den dreiflächigen Eckreflektor zu einer wichtigen Anwendung in Radarsystemen, um das Echosignal des Ziels zu verstärken.

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

4. Einfach und wirtschaftlich: Die Struktur des dreiflächigen Eckreflektors ist relativ einfach und leicht herzustellen und zu installieren. Er besteht üblicherweise aus metallischen Werkstoffen wie Aluminium oder Kupfer, was kostengünstiger ist.

5. Anwendungsgebiete: Dreiflächige Eckreflektoren werden häufig in Radarsystemen, der drahtlosen Kommunikation, der Flugnavigation, der Messung und Positionierung und anderen Bereichen eingesetzt. Sie können zur Zielidentifikation, Entfernungsmessung, Peilung und Kalibrierungsantenne usw. verwendet werden.

Im Folgenden stellen wir dieses Produkt im Detail vor:

Um die Richtwirkung einer Antenne zu erhöhen, bietet sich die Verwendung eines Reflektors an. Beginnen wir beispielsweise mit einer Drahtantenne (z. B. einer Halbwellendipolantenne), könnten wir eine leitfähige Platte dahinter platzieren, um die Strahlung nach vorne zu lenken. Um die Richtwirkung weiter zu erhöhen, kann ein Eckreflektor verwendet werden, wie in Abbildung 1 dargestellt. Der Winkel zwischen den Platten beträgt 90 Grad.

Abbildung 1. Geometrie des Eckreflektors.

Das Strahlungsdiagramm dieser Antenne lässt sich mithilfe der Bildtheorie und anschließender Berechnung des Ergebnisses mithilfe der Array-Theorie verstehen. Zur Vereinfachung der Analyse gehen wir von einer unendlichen Ausdehnung der reflektierenden Platten aus. Abbildung 2 unten zeigt die äquivalente Quellenverteilung für den Bereich vor den Platten.

Abbildung 2. Äquivalente Quellen im freien Raum.

Die gepunkteten Kreise zeigen Antennen an, 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 Rundstrahlmuster, das durch （） gegeben ist. Dann ist das Strahlungsmuster (R) des „äquivalenten Satzes von Heizkörpern“ aus Abbildung 2 kann wie folgt geschrieben werden:

Das Obige ergibt sich direkt aus Abbildung 2 und der Array-Theorie (k ist die Wellenzahl). Das resultierende Muster weist die gleiche Polarisation auf wie die ursprüngliche vertikal polarisierte Antenne. Die Richtwirkung wird um 9–12 dB erhöht. Die obige Gleichung gibt die abgestrahlten Felder im Bereich vor den Platten an. Da wir angenommen haben, dass die Platten unendlich groß sind, sind die Felder hinter den Platten Null.

Die Richtwirkung ist am höchsten, wenn d eine halbe Wellenlänge ist. Angenommen, das Strahlungselement in Abbildung 1 ist ein kurzer Dipol mit einem durch ( ) gegebenen Muster, dann sind die Felder für diesen Fall in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3. Polar- und Azimutmuster des normalisierten Strahlungsmusters.

Das Strahlungsmuster, die Impedanz und der Gewinn der Antenne werden durch die Entfernung beeinflusstdvon Abbildung 1. Die Eingangsimpedanz wird durch den Reflektor erhöht, wenn der Abstand eine halbe Wellenlänge beträgt; sie kann reduziert werden, indem man die Antenne näher an den Reflektor heranführt. Die LängeLDie Reflektoren in Abbildung 1 sind typischerweise 2*d. Verfolgt man jedoch einen Strahl entlang der y-Achse von der Antenne, wird dieser reflektiert, wenn die Länge mindestens () beträgt. Die Höhe der Platten sollte größer sein als das Strahlungselement. Da lineare Antennen jedoch nicht gut entlang der z-Achse strahlen, ist dieser Parameter nicht entscheidend.