Une antenne utilisée pour réfléchir les signaux électromagnétiques incidents créés à partir d’une source distincte est appelée antenne d’angle. Ces antennes fonctionnent à des fréquences micro-ondes plus élevées, elles sont donc très populaires dans les systèmes d'antennes d'engins spatiaux en raison de leurs caractéristiques telles que : structure simple et légèreté. Ces types d'antennes sont réalisés avec différents réflecteurs dont le plan est un sphéroïde parabolique, ellipsoïde, hyperbolique (ou). Il existe différents types d’antennes d’angle comme : plan, tige, coin, sphérique, parabolique et cylindrique. Cet article fournit de brèves informations sur un réflecteur d'angle .
Qu'est-ce qu'un réflecteur d'angle ?
Un dispositif passif utilisé pour réfléchir les signaux radio directement en direction de la source d'émission est appelé réflecteur d'angle. Il s'agit d'un rétroréflecteur qui comprend trois surfaces planes mutuellement perpendiculaires et se croisant qui réfléchissent les ondes directement vers la source, bien que converties. Les trois surfaces qui se croisent dans cette antenne ont souvent des formes carrées. C'est un appareil très utile pour l'étalonnage des systèmes radar.
Ces réflecteurs sont constitués de plaques (ou) de fils métalliques formant des angles droits. Ces réflecteurs ont la propriété de réfléchir les ondes électromagnétiques, ce qui signifie qu'ils émergent comme des cibles lumineuses au-dessus de l'écran radar même s'ils sont hors axe ou loin. Ceux-ci sont fréquemment utilisés comme références ou marqueurs pour les mesures radar de vitesse, de distance, de position ou d'angle.
Des exemples de réflecteurs d'angle sont les réflecteurs d'angle radar et les réflecteurs d'angle optiques. Ainsi, le réflecteur d'angle radar est fabriqué avec un métal utilisé pour réfléchir les signaux radio des ensembles radar, tandis que les réflecteurs d'angle optiques (cubes d'angle/coins de cube) sont fabriqués avec des prismes en verre à trois côtés qui sont utilisés dans la télémétrie et l'arpentage laser.
Quel est le but d’un réflecteur d’angle ?
Un réflecteur d'angle est utilisé pour générer un fort écho radar, en particulier à partir d'objets qui autrement n'auraient qu'un très faible RCS effectif (section efficace du radar). Ce réflecteur comporte au moins deux surfaces électriquement conductrices, ces surfaces étant montées en croix. Si un réflecteur d’angle est plus grand, plus d’énergie sera réfléchie.
Comment fonctionne un réflecteur d’angle ?
Un réflecteur d'angle fonctionne en utilisant la loi de l'optique, ce qui signifie que le signal après réflexion se déplace dans la même direction que celle à partir de laquelle il a été obtenu. Plus particulièrement, son principe de fonctionnement est que chaque fois qu'un signal électromagnétique frappe le réflecteur d'angle, le signal entrant sera réfléchi par chaque surface électriquement conductrice. Cela signifie que l'onde d'une structure dièdre est réfléchie deux fois alors que l'onde d'une structure trièdre est réfléchie. trois fois. Ainsi, la direction de propagation des ondes sera inversée, de sorte qu'elle reflète l'onde dans la direction d'où elles sont inventées et considérées comme un dispositif passif.
Les réflecteurs sont principalement utilisés dans les antennes, l'objectif principal de la disposition d'un réflecteur à l'intérieur d'une antenne est donc d'améliorer sa directivité. Ainsi, les réflecteurs en forme de coin aident à confiner l'énergie rayonnée dans la plaque métallique et apportent une amélioration de la directivité en réfléchissant l'énergie obtenue de la manière préférée.
Antenne à réflecteur d'angle
Un coin antenne réflectrice est une antenne directionnelle utilisée aux fréquences UHF et VHF. Cette antenne a été inventée en 1938 par John D. Kraus. Cette antenne comprend un élément piloté par un dipôle disposé devant deux écrans réfléchissants rectangulaires plats réunis selon un angle généralement de 90°. Ces antennes ont un gain modéré de 10 à 15 dB, un rapport avant/arrière élevé de 20 à 30 dB et une large bande passante.
Ces antennes sont largement utilisées pour les liaisons de communication point à point de télévision UHF, les antennes de réception, les liaisons de données pour les WAN et les antennes de radio amateur sur les bandes 144 MHz, 420 MHz et 1 296 MHz. Ces antennes émettent des ondes radio polarisées linéairement et peuvent être montées pour une polarisation verticale ou horizontale.
Types de réflecteurs d'angle
Il existe deux types de réflecteurs d'angle disponibles : dièdres et trièdres qui sont discutés ci-dessous.
Réflecteur d'angle dièdre
L'antenne d'angle qui présente deux surfaces sur des plans orthogonaux est connue sous le nom de réflecteur d'angle dièdre. Cette antenne comporte deux réflecteurs plans qui forment un angle dièdre de 90*. Ce type de réflecteur est formé chaque fois que deux feuilles conductrices sont jointes perpendiculairement et ceci est principalement utilisé dans les antennes. Ce réflecteur d'angle renvoie l'onde vers la source d'émission uniquement si la direction du faisceau incident est perpendiculaire à la ligne d'intersection des plans. L'onde dans ce type de réflecteur est réfléchie deux fois. Ces réflecteurs sont sensibles à leur disposition mécanique, ce qui peut entraîner davantage de problèmes.
Réflecteur d'angle trièdre
L'antenne d'angle qui présente trois surfaces sur des plans orthogonaux est connue sous le nom de réflecteur d'angle trièdre. Ce type de réflecteur d'angle peut être formé en connectant trois feuilles conductrices dans une orientation perpendiculaire. L'onde d'une structure trièdre est réfléchie trois fois et ces réflecteurs sont normalement utilisés dans les systèmes radar.
Ce réflecteur est très tolérant au mauvais alignement, ce qui offre une méthode simple pour une configuration et un étalonnage rapides sur le terrain chaque fois que nécessaire. Les ondes radio dans ce réflecteur frappent le coin et sont rebondies sur chaque surface trois fois au total pour produire une onde retournée qui est renvoyée à la source. Ainsi, pour cette raison, ce réflecteur fournit une cible RCS (Radar Cross Section) élevée pour tester le système radar, les données et l'étalonnage pour votre application.
Ces réflecteurs sont des réflecteurs radar canoniques couramment utilisés pour calibrer ou déterminer les performances des systèmes radar. Ces réflecteurs offrent des attributs souhaitables tels que : une section efficace radar assez grande, une large gamme d'angles d'aspect par un grand RCS et un RCS théorique simplement calculé comme un rôle d'angle d'aspect.
Modèle de rayonnement du réflecteur d'angle
La figure suivante représente le diagramme de rayonnement du réflecteur d’angle vertical avec l’axe principal. Le diagramme de rayonnement dans le domaine de conception de l'antenne est la dépendance directionnelle de la force des ondes radio émises par l'antenne. Il s’agit d’une représentation graphique des propriétés de l’antenne à champ lointain ainsi que d’une variation de la puissance rayonnée par une antenne en fonction de l’éloignement de l’antenne.
Calcul du réflecteur d'angle
Le réflecteur d'angle est un appareil très utile pour l'étalonnage de systèmes radar . Généralement, ce réflecteur comprend des plaques perpendiculaires qui se coupent mutuellement. Généralement, nous pouvons voir que les réflecteurs d’angle communs sont trièdres et dièdres.
Chaque fois que le réflecteur d'angle dièdre réagit à son alignement mécanique, il est alors extrêmement tolérant au désalignement. Cela constitue donc une méthode pratique pour un système de champ rapide. Ce réflecteur est réalisé simplement avec trois plaques à angle droit qui sont illustrées dans la figure suivante.
Aeff = a^2 /√3
Où « a » est la longueur du côté du réflecteur trièdre.
La section efficace efficace du radar peut être mesurée par
σ = 4π a^4/3λ^2
Où le « λ » de l’équation ci-dessus est la longueur d’onde du signal radar.
Les ondes dans le réflecteur d'angle trièdre frappent le réflecteur d'angle et rebondissent simplement sur chaque surface 3 fois pour aboutir à des ondes totalement inversées se transmettant à la source. Ainsi, ce réflecteur d'angle fournit une cible de section efficace RCS ou radar extrêmement élevée, principalement pour tester et caractériser les systèmes radar.
Avantages et inconvénients
Le avantages des réflecteurs d'angle inclure les éléments suivants.
- Le réflecteur d'angle situé à l'extrémité inférieure de la bande UHF offre un large gain de bande passante.
- Ces réflecteurs ont un gain élevé, ce qui signifie qu'ils transmettent et reçoivent des signaux sur une longue durée.
- Si le réflecteur d'angle a plus de surfaces, la réflexion sera plus forte.
- Ceux-ci sont particulièrement adaptés à une utilisation sur les micro-ondes et les ultra-hautes fréquences partout où des structures à 1 (ou) deux longueurs d'onde dans les dimensions globales les plus élevées sont pratiques.
- Sa construction est simple, facile à déployer, peu coûteuse et peut être facilement construite pour se plier en une unité portable solide.
- Ils n’ont besoin d’aucune source d’alimentation, d’étalonnage ou de maintenance.
- Ceux-ci peuvent être disposés dans diverses orientations et emplacements.
- Ceux-ci peuvent être utilisés pour reproduire différents types de cibles telles que : véhicules, avions (ou) bâtiments en changeant leur forme, leur nombre et leur taille.
- Les réflecteurs d'angle constituent une référence fiable principalement pour l'évaluation des performances du radar.
- Ces réflecteurs aident à vérifier la sensibilité, la précision et la résolution ainsi qu'à identifier et corriger tout biais ou erreur dans les systèmes radar.
Le inconvénients des réflecteurs d'angle inclure les éléments suivants.
- La présence d'un réflecteur d'angle rend l'agencement d'antennes assez volumineux.
- L'utilisation de ce réflecteur augmente le coût de l'antenne à réflecteur d'angle.
- Le réflecteur d'angle n'est pas représentatif de la validation radar principalement pour les cibles du monde réel.
- Les réflecteurs d'angle pour la validation radar peuvent ne pas capturer l'ensemble des scénarios ainsi que les défis que le système radar peut rencontrer dans la pratique.
- Les réflecteurs d'angle pour la validation radar peuvent interférer avec les autres utilisateurs (ou) les systèmes radar.
- Ceux-ci peuvent créer du désordre (ou) de fausses alarmes sur l'écran radar ou confondre ou masquer d'autres objectifs d'intérêt. Ils peuvent donc également enfreindre les réglementations (ou) les autorisations d’utilisation de l’espace aérien ou de la bande de fréquences radar.
Applications
Le applications des réflecteurs d'angle inclure les éléments suivants.
- Des réflecteurs d’angle sont utilisés dans les systèmes radar pour masquer l’existence de véhicules automobiles de défense au radar de l’adversaire.
- Ces réflecteurs sont également utilisés dans la réception du signal TV et trouvent donc des applications dans les antennes domestiques.
- Ceux-ci sont également largement utilisés dans les applications de communication optique.
- Les réflecteurs d'angle sont toujours utiles pour la validation radar s'ils sont utilisés correctement et soigneusement.
- Ceux-ci sont largement utilisés pour les antennes de réception TV UHF, les liaisons de données pour les réseaux étendus sans fil, les liaisons de communication point à point et les antennes radioamateurs sur les bandes 1 296 et 144 420 MHz.
- Ceux-ci sont utilisés pour réfléchir les ondes radio ou autres ondes électromagnétiques directement vers la source d’émission.
- Ceux-ci sont utilisés pour générer un fort écho radar à partir de différents objets qui autrement auraient tout simplement un RCS efficace (section efficace radar) extrêmement faible.
- Ceux-ci sont utilisés pour fabriquer des réflecteurs de sécurité pour les vélos, les panneaux et les voitures.
- Ceux-ci peuvent également être utilisés pour renvoyer des faisceaux laser vers la Terre depuis la surface de la Lune.
Ainsi, c'est un aperçu d'un réflecteur d'angle , son fonctionnement, ses types, ses avantages, ses inconvénients et ses applications. Il s'agit d'un rétroréflecteur doté de trois surfaces égales mutuellement perpendiculaires et se croisant, qui réplique les ondes ouvertement vers la source. Dans ce réflecteur, les trois surfaces qui se croisent ont fréquemment des formes carrées. Ces réflecteurs sont simplement fabriqués avec du métal utilisé pour réfléchir les ondes radio des radars, tandis que les réflecteurs d'angle optiques sont fabriqués avec des prismes en verre à trois côtés qui sont utilisés pour l'arpentage ainsi que pour la télémétrie laser. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'une antenne ?
