Gương phản xạ ba mặt, còn được gọi là gương phản xạ góc hoặc gương phản xạ hình 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 gương phản xạ phẳng tạo thành một cấu trúc hình tam giác khép kín. Khi một sóng điện từ chiếu vào gương phản xạ ba mặt, nó sẽ bị phản xạ ngược trở lại theo hướng tới, tạo thành một sóng phản xạ có 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 tắc:

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

Tính năng và ứng dụng:

1. Đặc tính phản xạ: Gương phản xạ góc tam giác 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 tính đối xứng của cấu trúc, hướng của sóng phản xạ từ gương phản xạ tam giác bằng với hướng của sóng tới nhưng ngược pha.

2. Tín hiệu phản xạ mạnh: Vì pha của sóng phản xạ ngược chiều, khi gương phản xạ ba mặt đặt ngược hướng với sóng tới, tín hiệu phản xạ sẽ rất mạnh. Điều này làm cho gương phản xạ góc ba mặt trở thành một ứng dụng quan trọng trong hệ thống radar để tăng cường tín hiệu dội lại của mục tiêu.

3. Tính định hướng: Đặc tính phản xạ của gương phản xạ góc tam giác 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 giác tương đối đơn giản, dễ chế tạo và lắp đặt. Nó thường được làm bằng vật liệu kim loại, chẳng hạn như nhôm hoặc đồng, có chi phí thấp hơn.

5. Lĩnh vực ứng dụng: Gương phản xạ góc ba mặt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống radar, truyền thông không dây, dẫn đường hàng không, đo lường và định vị và các lĩnh vực khác. Nó có thể được sử dụng làm ăng-ten nhận dạng mục tiêu, đo khoảng cách, xác định phương 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 anten, một giải pháp khá trực quan là sử dụng gương phản xạ. Ví dụ, nếu ta bắt đầu với một anten dây (chẳng hạn như anten lưỡng cực nửa sóng), ta có thể đặt một tấm dẫn điện phía sau nó để hướng bức xạ về phía trước. Để tăng độ định hướng hơn nữa, có thể sử dụng gương phản xạ góc, như thể hiện trong Hình 1. Góc giữa các tấm sẽ là 90 độ.

Hình 1. Hình học của gương phản xạ góc.

Mô hình bức xạ của anten 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 kích thước vô hạn. Hình 2 bên dưới cho thấy sự phân bố nguồn tương đương, áp dụng cho vùng phía trước các tấm.

Hình 2. Các nguồn tương đương trong không gian tự do.

Các vòng tròn chấm chấm biểu thị các ăng-ten cùng pha với ăng-ten thực tế; các ăng-ten bị gạch chéo biểu thị các ăng-ten lệch pha 180 độ so với ăng-ten thực tế.

Giả sử ăng-ten ban đầu có mô hình bức xạ đa hướng được cho bởi （）. Khi đó, mô hình bức xạ (RCông thức tính "bộ tản nhiệt tương đương" trong Hình 2 có thể được viết như sau:

Điều trên đây suy ra trực tiếp từ Hình 2 và lý thuyết mảng (k là số sóng). Mô hình bức xạ thu được sẽ có cùng độ phân cực với ăng-ten phân cực dọc ban đầu. Độ định hướng sẽ tăng lên 9-12 dB. Phương trình trên cho biết trường bức xạ trong vùng phía trước các tấm. Vì ta giả định các tấm là vô hạn, nên trường phía sau các tấm bằng không.

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

Hình 3. Mô hình cực và phương vị của mô hình bức xạ chuẩn hóa.

Mô hình bức xạ, trở kháng và độ lợi của anten sẽ bị ảnh hưởng bởi khoảng cách.dHình 1. Trở kháng đầu vào tăng lên khi có gương phản xạ nếu khoảng cách bằng một nửa bước sóng; có thể giảm trở kháng này bằng cách di chuyển ăng-ten lại gần gương phản xạ hơn. Chiều dàiLChiều dài của các gương 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 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 quá quan trọng.