ตัวสะท้อนแสงแบบสามด้าน หรือที่เรียกอีกอย่างว่าตัวสะท้อนแสงแบบมุม หรือตัวสะท้อนแสงแบบสามเหลี่ยม เป็นอุปกรณ์กำหนดเป้าหมายแบบพาสซีฟที่ใช้กันทั่วไปในเสาอากาศและระบบเรดาร์ ประกอบด้วยตัวสะท้อนแสงแบบระนาบสามตัวที่ประกอบกันเป็นโครงสร้างสามเหลี่ยมปิด เมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากระทบตัวสะท้อนแสงแบบสามด้าน คลื่นจะสะท้อนกลับไปตามทิศทางตกกระทบ ทำให้เกิดคลื่นสะท้อนที่มีทิศทางเท่ากัน แต่มีเฟสตรงข้ามกับคลื่นตกกระทบ

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับตัวสะท้อนแสงมุมสามเหลี่ยม:

โครงสร้างและหลักการ:

ตัวสะท้อนแสงแบบมุมสามเหลี่ยมประกอบด้วยตัวสะท้อนแสงแบบระนาบสามตัวที่มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่จุดตัดร่วมกัน ซึ่งก่อตัวเป็นรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า ตัวสะท้อนแสงแบบระนาบแต่ละตัวเป็นกระจกเงาระนาบที่สามารถสะท้อนคลื่นตกกระทบได้ตามกฎการสะท้อน เมื่อคลื่นตกกระทบกระทบตัวสะท้อนแสงแบบมุมสามเหลี่ยม คลื่นจะสะท้อนกลับโดยตัวสะท้อนแสงแบบระนาบแต่ละตัว และในที่สุดก็จะก่อตัวเป็นคลื่นสะท้อน เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของตัวสะท้อนแสงแบบสามเหลี่ยม คลื่นสะท้อนจึงสะท้อนในทิศทางที่เท่ากันแต่ตรงกันข้ามกับคลื่นตกกระทบ

คุณสมบัติและการใช้งาน:

1. ลักษณะการสะท้อน: ตัวสะท้อนแสงแบบมุมสามเหลี่ยมมีคุณลักษณะการสะท้อนสูงที่ความถี่หนึ่ง สามารถสะท้อนคลื่นตกกระทบกลับด้วยค่าการสะท้อนสูง ทำให้เกิดสัญญาณการสะท้อนที่ชัดเจน เนื่องจากโครงสร้างมีความสมมาตร ทิศทางของคลื่นสะท้อนจากตัวสะท้อนแสงแบบมุมสามเหลี่ยมจึงเท่ากับทิศทางของคลื่นตกกระทบ แต่มีเฟสตรงกันข้าม

2. สัญญาณสะท้อนที่แข็งแกร่ง: เนื่องจากเฟสของคลื่นสะท้อนนั้นตรงกันข้าม เมื่อรีเฟลกเตอร์สามเหลี่ยมอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของคลื่นตกกระทบ สัญญาณสะท้อนจะแข็งแกร่งมาก สิ่งนี้ทำให้รีเฟลกเตอร์มุมสามเหลี่ยมเป็นการใช้งานที่สำคัญในระบบเรดาร์เพื่อเพิ่มสัญญาณสะท้อนของเป้าหมาย

3. การกำหนดทิศทาง: ลักษณะการสะท้อนของรีเฟล็กเตอร์มุมสามเหลี่ยมนั้นมีทิศทาง กล่าวคือ สัญญาณสะท้อนที่แรงจะเกิดขึ้นเฉพาะที่มุมตกกระทบที่เฉพาะเจาะจงเท่านั้น ซึ่งทำให้รีเฟล็กเตอร์นี้มีประโยชน์มากในเสาอากาศแบบกำหนดทิศทางและระบบเรดาร์สำหรับการระบุตำแหน่งและวัดตำแหน่งเป้าหมาย

4. เรียบง่ายและประหยัด: โครงสร้างของแผ่นสะท้อนแสงมุมสามเหลี่ยมนั้นค่อนข้างเรียบง่ายและผลิตและติดตั้งได้ง่าย โดยปกติแล้วแผ่นสะท้อนแสงมักทำจากวัสดุโลหะ เช่น อะลูมิเนียมหรือทองแดง ซึ่งมีต้นทุนต่ำกว่า

5. ขอบเขตการใช้งาน: แผ่นสะท้อนแสงแบบมุมสามด้านใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบเรดาร์ การสื่อสารไร้สาย การนำทางการบิน การวัดและการระบุตำแหน่ง และสาขาอื่นๆ สามารถใช้เป็นเสาอากาศระบุเป้าหมาย การวัดระยะ การค้นหาทิศทางและการปรับเทียบ เป็นต้น

ด้านล่างนี้เราจะแนะนำผลิตภัณฑ์นี้โดยละเอียด:

หากต้องการเพิ่มทิศทางของเสาอากาศ วิธีแก้ปัญหาที่ค่อนข้างง่ายคือการใช้ตัวสะท้อนแสง ตัวอย่างเช่น หากเราเริ่มต้นด้วยเสาอากาศลวด (สมมติว่าเป็นเสาอากาศไดโพลครึ่งคลื่น) เราอาจวางแผ่นตัวนำไว้ด้านหลังเพื่อกำหนดทิศทางการแผ่รังสีในทิศทางไปข้างหน้า หากต้องการเพิ่มทิศทางให้มากขึ้น อาจใช้ตัวสะท้อนแสงที่มุม ดังแสดงในรูปที่ 1 มุมระหว่างแผ่นทั้งสองจะเท่ากับ 90 องศา

รูปที่ 1 รูปทรงของตัวสะท้อนแสงมุม

รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศนี้สามารถทำความเข้าใจได้โดยใช้ทฤษฎีภาพ จากนั้นจึงคำนวณผลลัพธ์ผ่านทฤษฎีอาร์เรย์ เพื่อให้วิเคราะห์ได้ง่าย เราจะถือว่าแผ่นสะท้อนมีขอบเขตไม่จำกัด รูปที่ 2 ด้านล่างแสดงการกระจายของแหล่งกำเนิดที่เทียบเท่า ซึ่งใช้ได้สำหรับบริเวณด้านหน้าของแผ่นสะท้อน

รูปที่ 2 แหล่งที่มาเทียบเท่าในอวกาศว่าง

วงกลมจุดแสดงเสาอากาศที่อยู่ในเฟสเดียวกับเสาอากาศจริง เสาอากาศที่ทำเครื่องหมาย x ออกจะมีเฟสต่างจากเสาอากาศจริง 180 องศา

สมมติว่าเสาอากาศเดิมมีรูปแบบรอบทิศทางที่กำหนดโดย （） จากนั้นรูปแบบการแผ่รังสี (R) ของ "ชุดหม้อน้ำเทียบเท่า" ในรูปที่ 2 สามารถเขียนได้ดังนี้:

ข้างต้นเป็นไปตามรูปที่ 2 และทฤษฎีอาร์เรย์โดยตรง (k คือหมายเลขคลื่น รูปแบบที่ได้จะมีโพลาไรเซชันแบบเดียวกันกับเสาอากาศโพลาไรเซชันแนวตั้งเดิม ทิศทางจะเพิ่มขึ้น 9-12 dB สมการข้างต้นให้สนามที่แผ่ออกมาในบริเวณด้านหน้าของแผ่น เนื่องจากเราถือว่าแผ่นนั้นไม่มีที่สิ้นสุด สนามด้านหลังแผ่นจึงเป็นศูนย์

การกำหนดทิศทางจะมีค่าสูงสุดเมื่อ d เป็นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น โดยถือว่าองค์ประกอบการแผ่รังสีในรูปที่ 1 เป็นไดโพลสั้นที่มีรูปแบบที่กำหนดโดย ( ) ฟิลด์สำหรับกรณีนี้จะแสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 รูปแบบเชิงขั้วและเชิงมุมของรูปแบบรังสีที่ได้รับการทำให้เป็นมาตรฐาน

รูปแบบการแผ่รังสี อิมพีแดนซ์ และค่าเกนของเสาอากาศจะได้รับอิทธิพลจากระยะทางdของรูปที่ 1 อิมพีแดนซ์อินพุตจะเพิ่มขึ้นโดยตัวสะท้อนแสงเมื่อระยะห่างเท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น สามารถลดได้โดยเลื่อนเสาอากาศให้เข้าใกล้ตัวสะท้อนแสงมากขึ้น ความยาวLของตัวสะท้อนแสงในรูปที่ 1 โดยทั่วไปจะมีขนาด 2*d อย่างไรก็ตาม หากติดตามรังสีที่เดินทางไปตามแกน y จากเสาอากาศ แสงจะสะท้อนกลับหากมีความยาวอย่างน้อย ( ) ความสูงของแผ่นควรสูงกว่าองค์ประกอบการแผ่รังสี อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเสาอากาศเชิงเส้นไม่แผ่รังสีได้ดีตามแกน z พารามิเตอร์นี้จึงไม่สำคัญอย่างยิ่ง