Уголковый отражатель — это ретрорефлектор , состоящий из трех взаимно перпендикулярных , пересекающихся плоских отражающих поверхностей. Он отражает волны, падающие с любого направления прямо к источнику, но транслируемые . Три пересекающиеся поверхности часто представляют собой треугольники (образующие тетраэдр ) или могут иметь квадратную форму. Радарные уголковые отражатели, изготовленные из металла, используются для отражения радиоволн от радиолокационных установок. Оптические уголковые отражатели, называемые уголковыми кубами или кубическими уголками , изготовленные из трехсторонних стеклянных призм , используются в геодезии и лазерной локации .
Входящий луч отражается три раза, по одному разу от каждой поверхности, что приводит к изменению направления на противоположное. [1] [2] Чтобы увидеть это, можно считать, что три соответствующих нормальных вектора перпендикулярных сторон угла образуют базис ( прямоугольную систему координат ) ( x , y , z ), в котором можно представить направление произвольного входящего луча, [ a , b , c ] . Когда луч отражается от первой стороны, скажем , x , компонент x луча , 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. Таким образом, направление луча идет от [ a , b , c ] к [−a , b , c ] к [ −a , −b , c ] к [ −a , −b , −c ] , и он покидает угловой отражатель со всеми тремя компонентами направления, точно измененными на противоположные. Пройденное расстояние относительно плоскости, перпендикулярной направлению лучей, также одинаково для любого луча, входящего в отражатель, независимо от места, где он впервые отражается. [ необходима цитата ]
Уголковые отражатели радаров предназначены для отражения микроволновых радиоволн , излучаемых радарами, обратно к антенне радара. Это заставляет их показывать сильный «возврат» на экранах радаров. Простой уголковый отражатель состоит из трех проводящих металлических листов или экранных поверхностей под углом 90° друг к другу, прикрепленных друг к другу по краям, образуя «угол». Они отражают радиоволны, идущие спереди, обратно параллельно входящему лучу. Чтобы создать уголковый отражатель, который будет отражать радиоволны, идущие с любого направления, 8 уголковых отражателей размещаются спина к спине в форме октаэдра (ромба). Отражающие поверхности должны быть больше нескольких длин волн радиоволн, чтобы функционировать. [3]
В морской навигации они размещаются на опорах мостов , буях , кораблях и, особенно, спасательных шлюпках , чтобы гарантировать, что они будут четко видны на экранах судовых радаров. Угловые отражатели размещаются на мачтах судна на высоте не менее 4,6 м (15 футов) над уровнем моря (что обеспечивает 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 размером менее 30 см (12 дюймов) в поперечнике. В авиационной навигации угловые отражатели устанавливаются на сельских взлетно-посадочных полосах , чтобы они были видны на радарах самолетов.
Объект, который имеет множественные отражения от гладких поверхностей, производит радиолокационный возврат большей величины, чем можно было бы ожидать от физического размера объекта. Этот эффект был использован на ADM-20 Quail , небольшой ракете-ловушке, которая имела такое же эффективное сечение рассеяния, как и B-52 .
В оптике уголковые отражатели обычно состоят из трех зеркал или отражающих призменных граней , которые возвращают падающий световой луч в противоположном направлении. В геодезии призмы ретрорефлекторов обычно используются в качестве целей для электронного измерения расстояний на большие расстояния с использованием тахеометра .
Пять массивов оптических уголковых отражателей были размещены на Луне для использования в экспериментах по лазерной локации Луны, наблюдающих за временем пролета лазера для измерения орбиты Луны более точно, чем это было возможно ранее. Три самых больших были размещены НАСА в рамках программы Аполлон , а Советский Союз встроил два меньших в луноходы .
Автомобильные и велосипедные задние фонари отформованы с массивами небольших угловых отражателей, с различными секциями, ориентированными для просмотра под разными углами. Светоотражающая краска для видимости ночью обычно содержит световозвращающие сферические шарики . Тонкий пластик с микроскопическими структурами угловых отражателей может использоваться в качестве ленты , на знаках или пришиваться или формоваться на одежде .
Угловые отражатели также могут возникать случайно. Башни с балконами часто являются случайными акустическими угловыми отражателями и возвращают характерное эхо наблюдателю, издающему резкий звуковой шум, например хлопок в ладоши, поблизости.
В этой статье использованы материалы из Федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22. (в поддержку MIL-STD-188 ). В статье использованы материалы, являющиеся общественным достоянием, из Словаря военных и связанных с ними терминов Министерства обороны США .