Bộ phản xạ tam diện, còn được gọi là bộ phản xạ góc hoặc bộ phản xạ tam giác, là một thiết bị mục tiêu thụ động thường được sử dụng trong ăng-ten và hệ thống radar. Nó bao gồm ba bộ phản xạ phẳng tạo thành một cấu trúc tam giác khép kín. Khi sóng điện từ chạm vào bộ phản xạ tam diện, nó sẽ bị phản xạ trở lại theo hướng tới, tạo thành sóng phản xạ cùng hướng nhưng ngược pha với sóng tới.

Sau đây là phần giới thiệu chi tiết về gương phản xạ góc tam diện:

Cấu trúc và nguyên lý:

Gương phản xạ góc tam diện bao gồm ba gương phản xạ phẳng có tâm chung tại một giao điểm, tạo thành một tam giác đều. Mỗi gương phản xạ phẳng là một gương phẳng có thể phản xạ sóng tới theo định luật phản xạ. Khi sóng tới đập vào gương phản xạ góc tam diện, nó sẽ bị phản xạ bởi mỗi gương phản xạ phẳng và cuối cùng tạo thành sóng phản xạ. Do hình dạng của gương phản xạ tam diện, sóng phản xạ được phản xạ theo cùng hướng nhưng ngược hướng với sóng tới.

Tính năng và ứng dụng:

1. Đặc tính phản xạ: Gương phản xạ góc tam diện có đặc tính phản xạ cao ở một tần số nhất định. Nó có thể phản xạ sóng tới trở lại với độ phản xạ cao, tạo thành tín hiệu phản xạ rõ ràng. Do cấu trúc đối xứng, hướng sóng phản xạ từ gương phản xạ tam diện bằng hướng sóng tới nhưng ngược pha.

2. Tín hiệu phản xạ mạnh: Do pha của sóng phản xạ ngược chiều, nên khi gương phản xạ tam diện ngược chiều với sóng tới, tín hiệu phản xạ sẽ rất mạnh. Điều này làm cho gương phản xạ góc tam diện trở thành một ứng dụng quan trọng trong hệ thống radar để tăng cường tín hiệu phản xạ của mục tiêu.

3. Tính định hướng: Đặc tính phản xạ của bộ phản xạ góc tam diện là định hướng, nghĩa là tín hiệu phản xạ mạnh chỉ được tạo ra ở một góc tới cụ thể. Điều này làm cho nó rất hữu ích trong các ăng-ten định hướng và hệ thống radar để định vị và đo vị trí mục tiêu.

4. Đơn giản và tiết kiệm: Cấu trúc của gương phản xạ góc tam diện tương đối đơn giản, dễ sản xuất và lắp đặt. Nó thường được làm bằng vật liệu kim loại như nhôm hoặc đồng, có giá thành thấp hơn.

5. Lĩnh vực ứng dụng: Phản xạ góc tam diện được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống radar, thông tin liên lạc không dây, dẫn đường hàng không, đo lường và định vị, v.v. Nó có thể được sử dụng làm ăng-ten nhận dạng mục tiêu, đo khoảng cách, định hướng và hiệu chuẩn, v.v.

Dưới đây chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết về sản phẩm này:

Để tăng độ định hướng của ăng-ten, một giải pháp khá trực quan là sử dụng bộ phản xạ. Ví dụ, nếu chúng ta bắt đầu với một ăng-ten dây (giả sử là ăng-ten lưỡng cực nửa bước sóng), chúng ta có thể đặt một tấm dẫn điện phía sau nó để hướng bức xạ về phía trước. Để tăng thêm độ định hướng, có thể sử dụng một bộ phản xạ góc, như minh họa trong Hình 1. Góc giữa các tấm sẽ là 90 độ.

Hình 1. Hình dạng của tấm phản xạ góc.

Mẫu bức xạ của ăng-ten này có thể được hiểu bằng cách sử dụng lý thuyết ảnh, sau đó tính toán kết quả thông qua lý thuyết mảng. Để dễ phân tích, chúng ta sẽ giả định các tấm phản xạ có phạm vi vô hạn. Hình 2 bên dưới cho thấy phân bố nguồn tương đương, áp dụng cho vùng phía trước các tấm.

Hình 2. Các nguồn tương đương trong không gian trống.

Các vòng tròn chấm bi biểu thị các ăng-ten cùng pha với ăng-ten thực tế; các ăng-ten được đánh dấu x lệch pha 180 độ so với ăng-ten thực tế.

Giả sử rằng ăng-ten ban đầu có mẫu đa hướng được đưa ra bởi （）. Khi đó mẫu bức xạ (R) của "bộ tản nhiệt tương đương" trong Hình 2 có thể được viết như sau:

Phần trên trực tiếp tuân theo Hình 2 và lý thuyết mảng (k là số sóng. Mẫu kết quả sẽ có cùng độ phân cực như ăng-ten phân cực thẳng đứng ban đầu. Độ định hướng sẽ tăng thêm 9-12 dB. Phương trình trên đưa ra các trường bức xạ trong vùng phía trước các tấm. Vì chúng ta giả định các tấm là vô hạn, nên các trường phía sau các tấm bằng không.

Độ định hướng sẽ cao nhất khi d bằng nửa bước sóng. Giả sử phần tử bức xạ trong Hình 1 là một lưỡng cực ngắn với mẫu được cho bởi ( ), các trường trong trường hợp này được thể hiện trong Hình 3.

Hình 3. Mẫu cực và mẫu phương vị của mẫu bức xạ chuẩn hóa.

Mẫu bức xạ, trở kháng và độ lợi của ăng-ten sẽ bị ảnh hưởng bởi khoảng cáchdcủa Hình 1. Trở kháng đầu vào được tăng lên bởi bộ phản xạ khi khoảng cách là một nửa bước sóng; nó có thể được giảm bằng cách di chuyển ăng-ten đến gần bộ phản xạ hơn. Chiều dàiLcủa các bộ phản xạ trong Hình 1 thường là 2*d. Tuy nhiên, nếu theo dõi một tia truyền dọc theo trục y từ ăng-ten, tia này sẽ bị phản xạ nếu chiều dài ít nhất là ( ). Chiều cao của các tấm phản xạ phải cao hơn phần tử bức xạ; tuy nhiên, vì ăng-ten tuyến tính không bức xạ tốt dọc theo trục z, nên thông số này không thực sự quan trọng.