RU2767821C1 - Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями - Google Patents

Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями Download PDF

Info

Publication number
RU2767821C1
RU2767821C1 RU2021117858A RU2021117858A RU2767821C1 RU 2767821 C1 RU2767821 C1 RU 2767821C1 RU 2021117858 A RU2021117858 A RU 2021117858A RU 2021117858 A RU2021117858 A RU 2021117858A RU 2767821 C1 RU2767821 C1 RU 2767821C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corner reflector
light
polarization
triangular
radio
Prior art date
Application number
RU2021117858A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Леонидович Гулько
Александр Алексеевич Мещеряков
Николай Константинович Блинковский
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники» filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники»
Priority to RU2021117858A priority Critical patent/RU2767821C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2767821C1 publication Critical patent/RU2767821C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
    • H01Q15/18—Reflecting surfaces; Equivalent structures comprising plurality of mutually inclined plane surfaces, e.g. corner reflector

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями представляет собой трехгранный уголковый отражатель с треугольными гранями одинаковых размеров, покрытых с их внутренней стороны радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения, две боковые треугольные грани из которых выполнены в виде металлической или металлизированной отражающей поверхности, а третья нижняя треугольная грань, с целью придания уголковому отражателю поляризационно-анизотропных свойств, выполнена в виде горизонтально расположенной поляризационной решетки, состоящей из параллельных круглых металлических проводников. В вершине уголкового отражателя установлен источник света в виде светоизлучающего полупроводникового диода, цвет излучения которого соответствует цвету светоотражающего покрытия граней. Достигается одновременная работа не только на волнах с линейной поляризацией, но и на волнах, имеющих круговые поляризации левого или правого направления вращения, на которых работают радиолокаторы при параллельном приеме. 3 ил.

Description

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться на внутренних водных путях в составе створных знаков для обозначения судового хода одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн.
Известен навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия, работающий одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн [1]. Этот радиооптический уголковый отражатель (УО) содержит в своем составе трехгранный УО с взаимно перпендикулярными металлическими или металлизированными отражающими треугольными гранями одинаковых размеров, источник света, фотоавтомат управления сигнальным огнем и источник питания постоянного тока. Источник света выполнен в виде полупроводникового светоизлучающего диода с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения сигнального огня, который своим, анодным выводом подключен через фотоавтомат к положительному полюсу источника питания, а катодным выводом непосредственно подключен к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока. Светоизлучающий диод установлен в вершине трехгранного УО, которая является его фокусом в оптическом диапазоне волн [1] и фазовым центром рассеяния УО в радиолокационном диапазоне волн [1, 2].
В радиолокационном диапазоне волн электрическая ось радиооптического УО, в направлении которой эффективная поверхность рассеяния (ЭПР) максимальна
Figure 00000001
, совпадает с геометрической осью симметрии УО в горизонтальной и вертикальной плоскостях и определяется соотношением [1, 2].
Figure 00000002
где
Figure 00000003
 - размер ребра в [м],
Figure 00000004
 - длина волны в [м].
При этом геометрическая ось симметрии проходит через вершину перпендикулярно плоскости раскрыва УО со стороны внутренних отражающих поверхностей треугольных граней [1, 2]. Причем ширина диаграммы обратного рассеяния в области главного лепестка
Figure 00000005
 в горизонтальной
Figure 00000006
 и вертикальной
Figure 00000007
 плоскостях на уровне
Figure 00000008
 составляет величину [1, 2]
Figure 00000009
Причем фазовый центр рассеяния УО всегда располагается в его вершине независимо от поляризации падающей волны и ракурса облучения [2].
В оптическом диапазоне волн оптическая ось, в направлении которой сила света максимальна
Figure 00000010
 в горизонтальной и вертикальной плоскостях, совпадает также с геометрической осью симметрии УО и с его электрической осью в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн. При этом источник света располагается на оптической оси и его угол излучения
Figure 00000011
 в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет величину
Figure 00000012
Недостаток навигационного радиооптического УО направленного действия [1] заключается в его ограниченных функциональных возможностях в радиолокационном диапазоне волн. Этот недостаток обусловлен тем, что трехгранный УО, составленный из взаимно перпендикулярных металлических или металлизированных треугольных граней, является поляризационно-изотропным объектом, матрица рассеяния (МР) которого имеет вид [3, 4]
Figure 00000013
где
Figure 00000001
 - максимальная ЭПР трехгранного УО, определяемая его линейными размерами и длиной волны (1) при облучении его линейно поляризованной волной.
Такой трехгранный УО эффективно отражает электромагнитные волны любой линейной поляризации и при отражении не меняет поляризацию падающей линейно поляризованной волны [3, 4]. В тоже время волны круговой поляризации при отражении изменяют направление вращения, т.е. становятся ортогонально поляризованными. [2 - 4] Поэтому все волны линейной поляризации являются собственными поляризациями для поляризационно-изотропного объекта и имеют максимальную ЭПР
Figure 00000001
. А волны, поляризованные по левому или правому кругу, являются волнами нулевой поляризации и имеют для этих изотропных объектов нулевую ЭПР и поэтому невидимы для радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме [3, 4].
Известен радиолокационный УО направленного действия обладающий поляризационно-анизотропными свойствами [5]. Этот радиолокационный УО содержит трехгранный УО с взаимно перпендикулярными треугольными гранями, две боковые грани из которых выполнены в виде недеполяризующей металлической или металлизированной отражающей поверхности, а третья нижняя треугольная грань выполнена в виде горизонтально расположенной поляризационной решетки состоящей из параллельных между собой круглых проводников (или проводящих круглых стержней), расстояние
Figure 00000014
 между которыми меньше рабочей длины волны
Figure 00000015
 а их диаметр
Figure 00000016
 меньше
Figure 00000017
 При этом горизонтально расположенные проводники (стержни) установлены перпендикулярно к биссектрисе прямого угла этой третьей грани. Такой радиолокационный УО является поляризационно-анизотропным объектом, МР которого имеет вид [3, 4]
Figure 00000018
где
Figure 00000001
 - максимальная ЭПР поляризационно-анизотропного трехгранного УО при облучении его горизонтально линейно поляризованной волной.
Такой поляризационно-анизотропный УО максимально эффективно отражает электромагнитные линейно поляризованные волны в плоскости, согласованной со структурой горизонтально параллельно ориентированных проводников поляризационной решетки. Т.е. когда вектор напряженности электрического поля падающей волны совпадает с ориентацией поляризационной решетки. Выбор необходимых размеров
Figure 00000016
 и
Figure 00000019
 осуществляют используя зависимость коэффициента прохождения по мощности для волн с линейными взаимно ортогональными поляризациями от величины
Figure 00000016
 и
Figure 00000020
, выраженных в единицах длины волны [2, 5]. При этом необходимо [2, 5], чтобы поляризационная решетка хорошо пропускала радиоволны с вектором поляризации, ортогональным проводникам и эффективно отражала радиоволны с вектором поляризации, параллельным проводникам. Поэтому положение вектора поляризации соответствующее максимуму ЭПР
Figure 00000001
, считают горизонтальным, а минимум ЭПР – вертикальным [5].
Таким образом, размещение поляризационной решетки из горизонтальных проводников на нижней грани трехгранного УО придает ему поляризационно-анизотропные свойства и позволяет эффективно работать на волнах не только горизонтальной, но и на волнах двух круговых поляризаций. Последнее обусловлено тем, что для них горизонтально поляризованная составляющая падающей волны круговой поляризации будет успешно отражаться от поляризационной решетки УО и после трехкратного отражения от треугольных граней отраженная волна будет распространяться в направлении, обратном направлению падения и поэтому будут видимы для радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации. Причем ЭПР на круговых поляризациях будет на 3 дБ меньше из-за поляризационных потерь [2].
Недостаток радиолокационного УО, обладающего поляризационно-анизотропными свойствами [5] заключается в ограниченных функциональных возможностях обусловленных тем, что он работает только в радиолокационном диапазоне волн и не работает в оптическом диапазоне волн так, как не способен обеспечить подачу активных светосигнальных огней в навигационных целях.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному навигационному радиооптическому поляризационно-анизотропному уголковому отражателю направленного действия со светоотражающими гранями является навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями [6]. Этот радиооптический УО направленного действия со светоотражающими гранями содержит в своем составе трехгранный УО с взаимно перпендикулярными металлизированными или металлическими отражающими треугольными гранями одинаковых размеров, покрытых с их внутренней стороны радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения, источник света, фотоавтомат управления сигнальным огнем и источник питания постоянного тока. Источник света выполнен в виде полупроводникового светоизлучающего диода с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения сигнального огня соответствующего цвету светоотражающего покрытия треугольных граней и расположен в вершине трехгранного УО являющейся фазовым центром рассеяния УО в радиолокационном диапазоне волн и его фокусом в оптическом диапазоне волн. При этом светоизлучающий диод своим катодным выводом подключен непосредственно к отрицательному полюсу источника питания, а его анодный вывод через фотоавтомат управления сигнальным огнем подключен к положительному полюсу источника питания. Источник света располагается на оптической оси и его угол излучения в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет величину
Figure 00000021
Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн следующим образом.
В радиолокационном диапазоне волн навигационный радиооптический уголковый отражатель с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней работает как обыкновенный радиолокационный трехгранный УО с треугольными плоскими взаимно перпендикулярными металлическими или металлизированными гранями одинаковых размеров и формы [2]. Известно [2], что внутренние поверхности треугольных отражающих граней образуют в радиолокационном диапазоне систему из трех зеркал при условии, что они достаточно велики по сравнению с длиной волны. Поэтому при падении на треугольные грани с радиопрозрачным светоотражающим покрытием электромагнитной волны, после трехкратного отражения, формируется электромагнитная волна, распространяющаяся в направлении, обратном направлению падения. При этом, как известно в [2], фазовый центр рассеяния располагается в его вершине и находится на электрической оси, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва и совпадающей с геометрической осью симметрии УО. Пространственная индикатриса обратного рассеяния радиооптического УО, так же как у радиолокационного трехгранного УО, характеризуется шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного рассеяния в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне
Figure 00000022
 и составляет величину
Figure 00000023
 соответствующей трехкратному отражению падающей электромагнитной волны. При этом максимум диаграммы обратного рассеяния или максимум ЭПР
Figure 00000024
 радиооптического УО соответствует случаю, когда направление падающей волны совпадает с геометрической осью симметрии трехгранного УО или с его электрической осью – главной осью обратного рассеяния. ЭПР радиооптического УО в максимуме главного (основного) лепестка
Figure 00000024
 определяется также как у радиолокационного трехгранного УО с треугольными гранями соотношением (1).
В оптическом диапазоне волн навигационный радиооптический УО направленного действия с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней работает следующим образом. Так как катодный вывод светоизлучающего полупроводникового диода подключен непосредственно к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока, то при подключении его анодного вывода через фотоавтомат управления сигнальным огнем к положительному полюсу источника питания постоянного тока, светоизлучающий диод, установленный в фокусе УО на его оптической оси, излучает вдоль ее в вертикальной и горизонтальной плоскостях конический световой пучек с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения сигнального огня с угловой шириной
Figure 00000025
. При этом цвет свечения сигнального огня определяется типом светоизлучающего диода. Затем излучаемый световой поток попадает на взаимно перпендикулярные треугольные грани трехгранного УО с радиопрозрачным светоотражающим покрытием, цвет свечения которого соответствует цвету излучаемого светового потока. В оптическом диапазоне волн внутренние отражающие поверхности треугольных граней со светоотражающим покрытием образуют систему из трех зеркал. В результате переотражений от треугольных граней УО формируется вдоль его оптической оси, совпадающей с геометрической и электрической осями УО, световой поток с угловой шириной на уровне 0,5 от максимальной силы света
Figure 00000026
 в
Figure 00000027
 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Таким образом, угловая ширина светового потока, излучаемого радиооптическим УО на уровне
Figure 00000028
 в оптическом диапазоне волн в горизонтальной и вертикальной плоскостях, совпадает с шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного рассеяния на уровне
Figure 00000022
 в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн и составляет величину
Figure 00000029
 Цвет свечения сигнального огня белый, красный, желтый или зеленый определяется цветом свечения радиопрозрачного светоотражающего покрытия треугольных граней, а так же цветом свечения светового потока, излучаемого полупроводниковым диодом, которые в свою очередь определяются сложившейся навигационной обстановкой на водных путях.
Управление работой светоизлучающего полупроводникового диода осуществляется фотоавтоматом управления сигнальным огнем, который обеспечивает постоянный или проблесковый режим горения светоизлучающего диода с автоматическим включением и выключением в зависимости от освещенности местности. Фотоавтомат управления сигнальным огнем выполнен по классической схеме серии ФАУСП [7] и в его состав входят: фотодатчик, выполненный, например, в виде фоторезистора СФЗ-1, и являющийся светочувствительной частью фотоавтомата, который вырабатывает сигнал на включение светоизлучающего диода при освещенности 20-100 лк и на выключение его, если освещенность превышает указанные значения; стабилизатор напряжения, который поддерживает на светоизлучающем диоде необходимое номинальное напряжение; усилитель, непосредственно включающий или выключающий светоизлучающий диод по сигналам фотодатчика; проблескатор, выполненный в виде мультивибратора, сигналы которого подаются на вход усилителя и определяют работу светоизлучающего диода в проблесковом или постоянном режимах горения светосигнального огня.
Недостаток навигационного радиооптического уголкового отражателя направленного действия со светоотражающими гранями заключается в ограниченных функциональных возможностях, проявляющихся в том, что в радиолокационном диапазоне волн он работает как обыкновенный радиолокационный трехгранный УО с треугольными взаимно перпендикулярными металлическими или металлизированными гранями одинаковых размеров который, как известно в [3, 4], является поляризационно-изотропным объектом и имеет МР вида (3). Известно также [2, 4], что такой трехгранный УО эффективно отражает электромагнитные волны любой линейной поляризации и при отражении не меняет поляризацию падающей линейно поляризованной волны. В тоже время волны круговой поляризации при отражении от поляризационно-изотропного трехгранного УО изменяют направление вращения и становятся ортогонально поляризованными по отношению к падающей волне и поэтому становятся невидимыми для радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме [2, 4], что ограничивает функциональные возможности радиооптического УО, а также ограничивает его практическое использование в навигационных целях.
На фиг. 1 представлен общий вид навигационного радиооптического поляризационно-анизотропного уголкового отражателя направленного действия со светоотражающими гранями. Где обозначено: 1 – радиолокационный поляризационно-анизотропный трехгранный УО (вид спереди); 2, 3 – две боковые металлические или металлизированные треугольные грани с радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения; 4 – нижняя третья треугольная грань выполнена в виде горизонтальной поляризационной решетки из параллельно расположенных круглых металлических проводников диаметром
Figure 00000030
 и расстоянием между ним
Figure 00000031
 с радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения; 5 - источник света с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения сигнального огня, соответствующего цвету радиопрозрачного светоотражающего покрытия треугольных граней, расположен в вершине трехгранного УО, являющейся его фокусом в оптическом диапазоне волн и фазовым центром рассеяния в радиолокационном диапазоне волн; 6 – радиооптический трехгранный УО (вид сбоку), 7 – плоскость раскрыва УО, 8 – геометрическая ось симметрии трехгранного УО, проходящая через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва 7 со стороны внутренних светоотражающих поверхностей треугольных граней и совпадающая с электрической и оптической осями трехгранного УО соответственно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн; 9 – угол излучения
Figure 00000032
 источника света 5 относительно оптической оси 8 трехгранного УО 6.
На фиг. 2 представлена обобщенная структурная электрическая схема автоматического устройства управления источником света 5, выполненного в виде светоизлучающего полупроводникового диода 12 с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения сигнального огня. В состав устройства входят источник питания постоянного тока 10, фотоавтомат управления сигнальным огнем 11 и светоизлучающий диод 12. При этом катодный вывод светоизлучающего диода 12 подключен непосредственно к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока 10, а его анодный вывод через фотоавтомат управления 11 подключен к положительному полюсу источника питания постоянного тока 10.
На фиг. 3 представлена обобщенная функциональная схема фотоавтомата управления сигнальным огнем 10 серии ФАУСП, выполненного по классической схеме [7] и включающего в себя фотодатчик 13, стабилизатор напряжения 14, проблескатор 15 и усилитель 16.
Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн следующим образом.
В радиолокационном диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический УО направленного действия со светоотражающими гранями и обладающий поляризационно-анизотропными свойствами представляет собой трехгранный УО с взаимно перпендикулярными треугольными гранями одинаковых размеров 1 покрытых с их внутренней стороны радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения, две боковые треугольные грани 2, 3 из которых выполнены в виде металлической или металлизированной отражающей поверхности, а третья нижняя треугольная грань 4, с целью придания УО 1 поляризационно-анизотропных свойств, выполнена в виде горизонтально расположенной поляризационной решетки, состоящей из параллельных между собой круглых металлических проводников 4, расстояние
Figure 00000033
 между которыми меньше рабочей длины волны
Figure 00000034
, а их диаметр
Figure 00000030
 меньше
Figure 00000033
 [2, 5]. При этом проводники установлены перпендикулярно к биссектрисе прямого угла третьей треугольной грани 4 и расположены параллельно нижнему ребру треугольной грани 4, совпадающему с горизонтальной плоскостью.
Действие поляризационной решетки заключается в том, чтобы она хорошо пропускала вертикально поляризованные падающие радиоволны с вектором поляризации ортогональным проводникам и эффективно отражала горизонтально поляризованные волны с вектором поляризации, параллельным проводникам [2], которые после трехкратного отражения от треугольных граней УО 1 распространяются в направлении обратном направлению падения. Это свойство обратного отражения сохраняется в широком спектре углов падения электромагнитной волны относительно геометрической оси симметрии 8 отражателя 6, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва 7 со стороны внутренних поверхностей отражающих треугольных граней и совпадающей с электрической осью 8 отражателя 6.
Таким образом, в направлении электрической оси 8 положение вектора поляризации, соответствующее максимуму ЭПР
Figure 00000035
 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, считают горизонтальным, при условии, что все три треугольные грани взаимно перпендикулярны, а минимум ЭПР - вертикальным. При этом фазовый центр рассеяния располагается в его вершине и находится на электрической оси 8, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва 7, и не изменяет своего положения при изменении линейной плоскости поляризации падающей волны. При этом максимальная ЭПР
Figure 00000035
 определяется соотношением (1), а ширина диаграммы обратного рассеяния в области главного лепестка в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне
Figure 00000036
 определяется соотношением (2) и равна
Figure 00000037
 При этом выбор необходимых размеров
Figure 00000030
 и
Figure 00000038
 поляризационной решетки для придания УО поляризационно-анизотропных свойств осуществляют используя зависимости коэффициента прохождения по мощности для волн с линейными взаимно ортогональными поляризациями от величины
Figure 00000030
 и
Figure 00000039
 выраженных в единицах длины волны [2, 5] и должны удовлетворять условию расстояние
Figure 00000040
 а диаметр
Figure 00000041
 [5].
Известно [3, 4], что радиолокационный УО, у которого
Figure 00000035
 зависит от угла ориентации плоскости поляризации падающей волны, является поляризационно-анизотропным и его МР имеет вид (4) и эквивалента МР ярко выраженному поляризационно-анизотропному радиолокационному объекту, представляющему собой горизонтальный вибратор. Такой поляризационно-анизотропный УО будет работать не только на волнах линейной поляризации, но и на волнах круговых поляризаций. Последнее обусловлено тем, что горизонтально поляризованная составляющая падающей волны с круговой поляризацией левого или правого направления вращения будет успешно отражаться от горизонтально расположенной поляризационной решетки УО и после трехкратного отражения от треугольных граней УО отраженная волна будет распространяться в направлении обратном направлению падения. Поэтому такие поляризационно-анизотропные УО будут видимы для радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме. При этом, как известно [2, 3], ЭПР на круговых поляризациях будет на 3 дБ меньше из-за поляризационных потерь.
В оптическом диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный УО направленного действия с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней работает как в активном, так и в пассивном режимах и его работа аналогична работе радиооптическому УО, выбранного в качестве прототипа.
В активном режиме работы заявляемый радиооптический поляризационно-анизотропный УО с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней работает следующим образом. Так как катодный вывод светоизлучающего полупроводникового диода 12 подключен непосредственно к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока 10, то при подключении его анодного вывода, через фотоавтомат управления сигнальным огнем 11 к положительному полюсу источника питания постоянного тока 10 (см. фиг.2), светоизлучающий диод 12, установленный в фокусе УО на его оптической оси 8, излучает вдоль её в вертикальной и горизонтальной плоскостях конический световой пучок с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения сигнального огня, определяемого типом светоизлучающего диода, с угловой шириной
Figure 00000042
. Затем излучаемый световой поток попадает на взаимно перпендикулярные треугольные грани трехгранного УО с радиопрозрачным светоотражающим покрытием, цвет свечения которого соответствует цвету излучаемого светосигнального огня. В результате внутренних трехкратных переотражений от треугольных граней 2, 3, 4 УО 1 формируется в пространстве световой поток на выходе УО 1 вдоль его оптической оси 8 с угловой шириной на уровне 0,5 от максимальной силы света
Figure 00000043
 в
Figure 00000044
 как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
В пассивном режиме работы заявляемый радиооптический поляризационно-анизотропный УО направленного действия с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней работает в оптическом диапазоне волн следующим образом.
В оптическом диапазоне волн внутренние поверхности треугольных граней 2, 3, 4, УО 1 (см. фиг. 1) со светоотражающим радиопрозрачным покрытием образуют систему из трех зеркал. Поэтому при падении светового потока от судового прожектора на треугольные грани 2, 3, 4 УО 1, после трехкратного отражения от них, формируется световой поток, распространяющийся в направлении, обратном направлению падения. При этом цвет свечения отраженного от радиооптического УО 1 светового потока белый, красный, зеленый или желтый соответствует цвету радиопрозрачного светоотражающего покрытия треугольных граней 2, 3, 4 и определяется сложившейся навигационной обстановкой на внутренних водных путях. Это свойство обратного отражения у радиооптического УО (см. фиг.1) так же как у радиолокационного трехгранного УО 1, сохраняется в широком спектре углов падения светового потока судового прожектора относительно геометрической оси симметрии отражателя 6, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва 7 со стороны внутренних поверхностей светоотражающих треугольных граней и совпадает с оптической осью 8 отражателя 6. В направление оптической оси 8 сила света отраженного светового потока достигает своего максимального значения
Figure 00000043
 как в горизонтальной так и в вертикальной плоскостях, при условии что все три треугольные грани с радиопрозрачным светоотражающим покрытием взаимно перпендикулярны. При этом фазовый центр светорассеяния у радиооптического поляризационно-анизотропного УО располагается в его вершине и находится на оптической оси 8, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва 7. Пространственная индикатрисса светорассеяния радиооптического УО со светоотражающими гранями характеризуется шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного светорассеяния в горизонтальной и вертикальной плоскостях и на уровне
Figure 00000045
 составляет величину
Figure 00000046
, соответствующую трехкратному отражению падающего светового потока, и совпадает с шириной диаграммы обратного рассеяния в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн.
В трехсантиметровом радиолокационном диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный УО направленного действия со светоотражающим покрытием граней может быть выполнен на основе трехгранного УО с треугольными гранями, две боковые грани из которых могут быть изготовленны из фольгированного стеклотекстолита, а третья нижняя треугольная грань из не фольгированного стеклотекстолита, с расположенной на ней горизонтальной поляризационной решеткой из проводящей круглой проволоки. Для выбора диаметра проводников
Figure 00000047
 и расстояния между ними
Figure 00000048
 используем зависимости коэффициента прохождения по мощности для ортогонально линейно поляризованных радиоволн от величины
Figure 00000047
 и
Figure 00000048
 [2]. Получим, что для длины волны
Figure 00000049
 см необходимо выбрать диаметр
Figure 00000050
 мм и
Figure 00000051
 мм. В качестве источника света может быть использован светоизлучающий полупроводниковый диод типа LES – STAR- 3W с белым, красным, зеленым или желтым цветами свечения сигнального огня с углом излучения
Figure 00000052
 как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. В качестве источника питания постоянного тока может быть использована сухозаряженная батарея типа «Лиман» ТУ 3483-019-04707044-99 с номинальным напряжением 2,6 В или 5,2 В и ёмкостью 150 А/г. В качестве светоотражающего покрытия треугольных граней может быть использована, например, радиопрозрачная высокоинтенсивная светоотражающая самоклеющаяся пленка типа Б или В ГОСТ 52290-2004. В качестве фотоавтомата управления сигнальным огнем может быть использован фотоавтомат серии ФАУСП -3М типа НП – 2 ТУ 212177187. Причем источник питания постоянного тока и фотоавтомат управления сигнальным огнем могут быть расположены с наружной стороны треугольных граней трехгранного УО, либо могут быть расположены вне его, например, на сигнальных щитах в составе линейных створ, на котором радиооптический УО установлен.
По сравнению с навигационным радиооптическим УО направленного действия со светоотражающими гранями, заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный УО направленного действия со светоотражающими гранями обладает расширенными функциональными возможностями в радиолокационном диапазоне волн обусловленными его работой не только на волнах с линейной поляризацией, но и на волнах с круговыми поляризациями левого или правого вращения с которыми работают радиолокаторы при параллельном приеме.
Использованные источники информации
1. Гулько В.Л. Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия. Патент RU № 2572795, МПК H01Q15/00. Дата приоритета 01.09.2014г.
2. Кобак В.Д. Радиолокационные отражатели. М.: «Советское радио» - 1975 - 248 с.
3. Канарейкин Д.Б., Потехин В.А., Шишкин И.Ф. Морская поляриметрия. Л.:- Судостроение, 1968. 328 с.
4. Татаринов В.Н., Татаринов С.В., Лигхарт Л.П. Введение в современную теорию поляризации радиолокационных сигналов. Т.1. Томск. Издательство Томского университета, 2006. – 380с.
5. Журавлев В.Б. Радиолокационный отражатель. Патент RU № 1806431, МПК H01Q15/18. Дата приоритета 23.04.1990г. Бюл. № 12 30.03.1993.
6. Гулько В.Л., Блинковский Н.К., Мещеряков А.А. Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями. Патент RU № 2634550, МПК H01Q15/18. Приоритет от 15.04.2016г.
7. Шмерлин И.Е. Монтер судоходной обстановки. – М: « Транспорт», 1977-173с.

Claims (1)

  1. Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями, содержащий радиолокационный трехгранный уголковый отражатель направленного действия с радиопрозрачным светоотражающим покрытием треугольных граней с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения, источник света, фотоавтомат управления сигнальным огнем и источник питания постоянного тока, причем трехгранный уголковый отражатель состоит из трех плоских взаимно перпендикулярных отражающих треугольных граней одинаковых размеров, значительно превышающих длину волны, а источник света расположен в вершине трехгранного уголкового отражателя и подключен через фотоавтомат управления сигнальным огнем к источнику питания постоянного тока, при этом вершина трехгранного уголкового отражателя является фазовым центром рассеяния в радиолокационном диапазоне волн и его электрическая ось, в направлении которой эффективная поверхность рассеяния максимальна
    Figure 00000053
     в горизонтальной и вертикальной плоскостях, совпадает с геометрической осью симметрии трехгранного уголкового отражателя, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва отражателя со стороны внутренних отражающих поверхностей треугольных граней, а в оптическом диапазоне волн вершина трехгранного уголкового отражателя является его фокусом, при этом источник света расположен на оптической оси, в направлении которой сила света максимальна
    Figure 00000054
     в горизонтальной и вертикальной плоскостях, причем оптическая ось совпадает с геометрической осью симметрии трехгранного уголкового отражателя и с его электрической осью в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн, кроме того, угол излучения источника света
    Figure 00000055
     относительно оптической оси трехгранного уголкового отражателя в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет величину
    Figure 00000056
     причем источник света выполнен в виде светоизлучающего полупроводникового диода и его катодный вывод непосредственно подключен к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока, а его анодный вывод через фотоавтомат управления сигнальным огнем подключен к положительному полюсу источника питания постоянного тока, при этом цвет свечения излучающего светового потока белый, красный, зеленый или желтый соответствует цвету светоотражающего покрытия треугольных граней и их выбор определяется сложившейся навигационной обстановкой на внутренних водных путях, при этом источник питания постоянного тока и фотоавтомат управления сигнальным огнем расположены либо с внешней стороны отражающих поверхностей треугольных граней трехгранного уголкового отражателя, либо расположены вне его, причем две боковые треугольные грани выполнены металлическими или металлизированы, отличающийся тем, что третья нижняя треугольная грань выполнена в виде поляризационной решетки, состоящей из параллельных между собой круглых металлических проводников, расстояние
    Figure 00000057
     между которыми меньше рабочей длины волны
    Figure 00000058
    , а их диаметр
    Figure 00000059
     и проводники расположены перпендикулярно к биссектрисе прямого угла этой грани и параллельны её нижнему ребру, совпадающему с горизонтальной плоскостью.
RU2021117858A 2021-06-21 2021-06-21 Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями RU2767821C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117858A RU2767821C1 (ru) 2021-06-21 2021-06-21 Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021117858A RU2767821C1 (ru) 2021-06-21 2021-06-21 Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767821C1 true RU2767821C1 (ru) 2022-03-22

Family

ID=80819343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021117858A RU2767821C1 (ru) 2021-06-21 2021-06-21 Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767821C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572795C1 (ru) * 2014-09-01 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия
RU2016114834A (ru) * 2016-04-15 2017-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями
RU2709419C1 (ru) * 2018-07-27 2019-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия с треугольными гранями, покрытыми алюминиевой фольгой

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2572795C1 (ru) * 2014-09-01 2016-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия
RU2016114834A (ru) * 2016-04-15 2017-10-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями
RU2709419C1 (ru) * 2018-07-27 2019-12-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия с треугольными гранями, покрытыми алюминиевой фольгой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2572795C1 (ru) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия
US4763361A (en) System and device for recognition or IFF use
RU2634550C2 (ru) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями
US3709580A (en) Extended range polarization target
RU2617799C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия
US20180320851A1 (en) Laser-based light source with light emission control
RU2709419C1 (ru) Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия с треугольными гранями, покрытыми алюминиевой фольгой
US6742903B2 (en) Arrangement of corner reflectors for a nearly omnidirectional return
RU2767821C1 (ru) Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями
RU2667325C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия со светоотражающими гранями
RU2688959C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия с покрытыми алюминиевой фольгой гранями
RU2791862C1 (ru) Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями
RU2155357C1 (ru) Способ обнаружения оптических и оптико-электронных приборов
CN211822190U (zh) 具有毫米波雷达的车用灯具系统
RU2793083C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой поляризационно-анизотропный отражатель кругового действия
RU2728326C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового действия в горизонтальной плоскости
KR20220031671A (ko) 라이다 시스템의 편광 필터링
RU2749753C1 (ru) Навигационный радиооптический групповой отражатель кругового в горизонтальной плоскости действия с покрытыми алюминиевой фольгой гранями
JP2021099984A (ja) 発光ユニット及びランプ装置
JP6481152B2 (ja) アンテナ装置
US3037139A (en) Double image electric light projectors
JP3533157B2 (ja) 航路標識
CN214473947U (zh) 一种无机械运动扫描的激光测距系统
CN110940995B (zh) 一种天基空间的感知装置及方法
JP6456258B2 (ja) アンテナ装置