RU2791862C1

RU2791862C1 - Navigational radio-optical polarization anisotropic directional reflector with reflective triangular faces

Info

Publication number: RU2791862C1
Application number: RU2022112663A
Authority: RU
Inventors: Владимир Леонидович Гулько; Александр Алексеевич Мещеряков; Николай Константинович Блинковский
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-03-14

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: invention is related specifically to radio navigation, namely to navigational radio-optical corner reflectors. The result is achieved due to the fact that the directional reflector is a trihedral corner reflector with triangular faces of the same size, covered on their inner side with a radio-transparent reflective coating with white, red, green or yellow glow colours, two side triangular faces which are metal or metallized reflecting surfaces, and the third lower triangular face, in order to ensure polarization-anisotropic properties of the corner reflector, is made in the form of a polarization grating consisting of parallel round metal conductors oriented at an angle of 45° to the edge of the lower face of the corner reflector coinciding with the horizontal plane.

EFFECT: simultaneous operation of a radio-optical polarization-anisotropic reflector in the radar wave range: on waves with horizontal linear polarization, on waves with circular polarizations of the left or right direction of rotation, and on waves with vertical polarization.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться на внутренних водных путях в составе створных знаках для обозначения судового хода одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн.SUBSTANCE: invention relates to radio navigation and can be used on inland waterways as a part of leading signs for designating a ship's passage simultaneously in the radar and optical wavelength ranges.

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].Known navigational radio-optical corner reflector of directional action, operating simultaneously in the radar and optical wavelengths [1]. This radio-optical corner reflector (CR) contains a trihedral CR with mutually perpendicular metal or metallized reflective triangular faces of the same size, a light source, a photoautomatic device for controlling a signal fire, and a DC power source. The light source is made in the form of a semiconductor light-emitting diode with a white, red, green or yellow color of the glow of the signal fire, which, with its anode terminal, is connected through a photoautomatic device to the positive pole of the power source, and the cathode terminal is directly connected to the negative pole of the DC power source. The light-emitting diode is installed at the top of the trihedral CR, which is its focus in the optical wavelength range [1] and the phase center of the CR scattering in the radar wavelength range [1, 2].

В радиолокационном диапазоне волн электрическая ось радиооптического УО, в направлении которой эффективная поверхность рассеяния (ЭПР) максимальна

, совпадает с геометрической осью симметрии УО в горизонтальной и вертикальной плоскостях и определяется соотношением [1, 2].In the radar wave range, the electric axis of the radio-optical CR, in the direction of which the effective scattering surface (ESR) is maximum

, coincides with the geometric axis of symmetry of the CR in the horizontal and vertical planes and is determined by the relation [1, 2].

где

- размер ребра в [м],Where

- rib size in [m],

- длина волны в [м].

- wavelength in [m].

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

в горизонтальной

и вертикальной

плоскостях на уровне

составляет величину [1, 2]In this case, the geometric axis of symmetry passes through the vertex perpendicular to the opening plane of the CR from the side of the internal reflective surfaces of the triangular faces [1, 2]. Moreover, the width of the backscatter diagram in the region of the main lobe

in horizontal

and vertical

planes at the level

is [1, 2]

Причем фазовый центр рассеяния УО всегда располагается в его вершине независимо от поляризации падающей волны и ракурса облучения [2].Moreover, the phase scattering center of the ER is always located at its vertex, regardless of the polarization of the incident wave and the irradiation angle [2].

В оптическом диапазоне волн оптическая ось, в направлении которой сила света максимальна

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

в горизонтальной и вертикальной плоскостях составляет величину

In the optical wavelength range, the optical axis in the direction of which the light intensity is maximum

in the horizontal and vertical planes, also coincides with the geometrical axis of symmetry of the UO and with its electrical axis in these planes in the radar wave range. In this case, the light source is located on the optical axis and its radiation angle

in the horizontal and vertical planes is the value

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]The disadvantage of the navigational radio-optical UO directional action [1] is its limited functionality in the radar wavelength range. This drawback is due to the fact that a trihedral CR, composed of mutually perpendicular metallic or metallized triangular faces, is a polarization-isotropic object, the scattering matrix (SM) of which has the form [3, 4]

где

- максимальная ЭПР трехгранного УО, определяемая его линейными размерами и длиной волны (1) при облучении его линейно поляризованной волной.Where

- the maximum EPR of a trihedral CR, determined by its linear dimensions and wavelength (1) when it is irradiated with a linearly polarized wave.

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

. 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].Such a trihedral CR effectively reflects electromagnetic waves of any linear polarization and, upon reflection, does not change the polarization of the incident linearly polarized wave [3, 4]. At the same time, waves of circular polarization change the direction of rotation upon reflection, i.e. become orthogonally polarized. [2 - 4] Therefore, all linear polarization waves are eigenpolarizations for a polarization-isotropic object and have a maximum EPR

. And waves polarized along the left or right circle are zero polarization waves and have zero RCS for these isotropic objects and therefore are invisible to radars operating on circular polarization waves with parallel reception [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

между которыми меньше рабочей длины волны

а их диаметр

меньше

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]Known radar UO directional action with polarization-anisotropic properties [5]. This radar UO contains a trihedral UO with mutually perpendicular triangular faces, two side faces of which are made in the form of a non-depolarizing metal or metallized reflective surface, and the third lower triangular face is made in the form of a horizontally located polarization grating consisting of parallel round conductors (or conductive round rods), distance

between which is less than the working wavelength

and their diameter

less

In this case, horizontally located conductors (rods) are installed perpendicular to the bisector of the right angle of this third face. Such a radar CR is a polarization-anisotropic object, the MR of which has the form [3, 4]

где

- максимальная ЭПР поляризационно-анизотропного трехгранного УО при облучении его горизонтально линейно поляризованной волной.Where

- the maximum EPR of a polarization-anisotropic trihedral UV when it is irradiated with a horizontally linearly polarized wave.

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

и

осуществляют используя зависимость коэффициента прохождения по мощности для волн с линейными взаимно ортогональными поляризациями от величины

и

, 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

, считают горизонтальным, а минимум ЭПР – вертикальным [5].Such a polarization-anisotropic UO most effectively reflects electromagnetic linearly polarized waves in a plane consistent with the structure of horizontally parallel-oriented conductors of the polarization grating. Those. when the electric field strength vector of the incident wave coincides with the orientation of the polarization grating. Choosing the right sizes

And

carried out using the dependence of the power transmission coefficient for waves with linear mutually orthogonal polarizations on the value

And

expressed in units of wavelength [2, 5]. In this case, it is necessary [2, 5] that the polarization grating transmit well radio waves with a polarization vector orthogonal to the conductors and effectively reflect radio waves with a polarization vector parallel to the conductors. Therefore, the position of the polarization vector corresponding to the EPR maximum

, is considered horizontal, and the RCS minimum is considered vertical [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].Thus, the placement of a polarization grating of horizontal conductors on the lower face of a trihedral CR gives it polarization-anisotropic properties and makes it possible to operate effectively on waves not only horizontal, but also on waves of two circular polarizations. The latter is due to the fact that for them the horizontally polarized component of the incident wave of circular polarization will be successfully reflected from the polarization grating of the UO, and after three times reflection from the triangular faces, the reflected wave will propagate in the direction opposite to the direction of incidence and, therefore, will be visible to radars operating on waves of circular polarization . Moreover, the EPR at circular polarizations will be 3 dB less due to polarization losses [2].

Недостаток радиолокационного УО, обладающего поляризационно-анизотропными свойствами [5] заключается в ограниченных функциональных возможностях, обусловленных тем, что он не работает в радиолокационном диапазоне волн на волнах с вертикальной поляризацией и не работает также в оптическом диапазоне волн так, как не способен обеспечить подачу активных светосигнальных огней в навигационных целях.The disadvantage of the radar DO, which has polarization-anisotropic properties [5], is limited functionality due to the fact that it does not work in the radar range of waves on waves with vertical polarization and does not work also in the optical range of waves in the way that it is not able to provide the supply of active signal lights for navigational purposes.

Известен 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

Known navigational radio-optical corner reflector directional action with reflective edges [6]. This directional radio-optical UV with reflective edges contains a trihedral UV with mutually perpendicular metallized or metal reflective triangular faces of the same size, coated on their inner side with a radio-transparent reflective coating with white, red, green or yellow luminescence, a light source, a photoautomatic control signal light and DC power supply. The light source is made in the form of a semiconductor light-emitting diode with a white, red, green or yellow color of the glow of the signal light corresponding to the color of the reflective coating of the triangular faces and is located at the top of the trihedral SV, which is the phase center of SV scattering in the radar wavelength range and its focus in the optical wavelength range. In this case, the light-emitting diode with its cathode output is connected directly to the negative pole of the power source, and its anode output is connected to the positive pole of the power source through the signal light control photoautomatic device. The light source is located on the optical axis and its emission angle

in the horizontal and vertical planes is the value

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.The disadvantage of a navigational radio-optical directional reflector with reflective edges lies in the limited functionality, which manifests itself in the fact that in the radar wave range it works like an ordinary trihedral radar UO with triangular mutually perpendicular metal or metallized edges of the same size, which, as is known in [3, 4], is a polarization-isotropic object and has an MR of the form (3). It is also known [2, 4] that such a trihedral CR effectively reflects electromagnetic waves of any linear polarization and, upon reflection, does not change the polarization of the incident linearly polarized wave. At the same time, the waves of circular polarization, when reflected from a polarization-isotropic trihedral CR, change the direction of rotation and become orthogonally polarized with respect to the incident wave, and therefore become invisible to radars operating on waves of circular polarization with parallel reception [2, 4], which limits the functional capabilities of the radio-optical UO, and also limits its practical use for navigation purposes.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому навигационному радиооптическому поляризационно-анизотропному отражателю направленного действия со светоотражающими треугольными гранями является навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями [7].The closest set of features to the claimed navigation radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces is a navigation radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges [7].

Он содержит в своем составе трехгранный УО с взаимно перпендикулярными 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.It contains a trihedral UO with mutually perpendicular triangular faces of the same size, covered on their inner side with a radio-transparent reflective coating with white, red, green, or yellow glow, a light source, a signal light control photoautomatic device and a DC power source.

Причем две боковые треугольные грани являются металлическими или металлизированными, а нижняя третья треугольная грань выполнена в виде горизонтальной поляризационной решетки из параллельно расположенных круглых металлических проводников, расстояние

между которыми меньше рабочей длины волны

а их диаметр

и проводники расположены перпендикулярно к биссектрисе прямого угла этой грани и параллельны ее нижнему ребру совпадающему с горизонтальной плоскостью.Moreover, two side triangular faces are metal or metallized, and the lower third triangular face is made in the form of a horizontal polarization grating of parallel round metal conductors, the distance

between which is less than the working wavelength

and their diameter

and conductors are located perpendicular to the bisector of the right angle of this face and parallel to its lower edge coinciding with the horizontal plane.

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

The light source is made in the form of a semiconductor light-emitting diode, with a white, red, green or yellow glow color of the signal light corresponding to the color of the reflective coating of the triangular faces and is located at the top of the trihedral CR, which is the phase center of the CR scattering in the radar wavelength range and its focus in the optical wavelength range. In this case, the light-emitting diode with its cathode output is connected directly to the negative pole of the power source, and its anode output is connected to the positive pole of the power source through the signal light control photoautomatic device. The light source is located on the optical axis and its emission angle

in the horizontal and vertical planes is the value

Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн следующим образом.Navigational radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges operates simultaneously in the radar and optical wavelengths as follows.

В радиолокационном диапазоне волн навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает как радиолокационный поляризационно-анизотропный трехгранный УО направленного действия [5]. Такой поляризационно-анизотропный радиолокационный трехгранный УО максимально эффективно отражает электромагнитные волны с горизонтальной поляризацией, совпадающей с горизонтально ориентированной поляризационной решеткой. При этом УО имеет максимально возможную ЭПР

. Размещение поляризационной решетки из горизонтальных проводников на нижней грани трехгранного УО придает ему поляризационно-анизотропные свойства и позволяет эффективно работать также на волнах не только горизонтальной, но и на волнах двух круговых поляризаций противоположного направления вращения вектора электрического поля. Последнее обусловлено тем, что для них горизонтально поляризованная составляющая падающей волны круговой поляризации будет полностью отражаться от горизонтально расположенной поляризационной решетки УО после трехкратного отражения от треугольных граней с радиопрозрачным светоотражающим покрытием отраженная волна будет распространяться в направлении обратном направлению падения и поэтому будут видимы для радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации. ЭПР на круговых поляризациях будет на 3 дБ меньше из-за поляризационных потерь [2]. При этом, как известно в [2], фазовый центр рассеяния располагается в вершине радиооптического поляризационно-анизотропного УО и находится на электрической оси, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва и совпадающей с геометрической осью симметрии УО. Пространственная индикатриса обратного рассеяния у радиооптического поляризационно-анизотропного УО направленного действия также как и у радиолокационного поляризационно-анизотропного трехгранного УО, характеризуется шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного рассеяния в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне

и составляет величину

соответствующей трехкратному отражению падающей электромагнитной волны. При этом максимум диаграммы обратного рассеяния или максимум ЭПР

радиооптического поляризационно-анизотропного УО соответствует случаю, когда падающая волна горизонтально поляризована и направление падающей волны совпадает с геометрической осью симметрии трехгранного УО или с его электрической осью-главной осью обратного рассеяния. ЭПР у радиооптического поляризационно-анизотропного УО направленного действия в максимуме главного (основного) лепестка

определяется также как у радиолокационного трехгранного УО с треугольными гранями соотношением (1).In the radar wavelength range, the navigation radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges works as a radar polarization-anisotropic trihedral UO of directional action [5]. Such a polarization-anisotropic radar trihedral UO most effectively reflects electromagnetic waves with horizontal polarization coinciding with a horizontally oriented polarization grating. In this case, the UO has the maximum possible RCS

. Placing a polarization grating of horizontal conductors on the lower face of a trihedral CR gives it polarization-anisotropic properties and makes it possible to operate effectively not only on horizontal waves, but also on waves of two circular polarizations of the opposite direction of rotation of the electric field vector. The latter is due to the fact that for them the horizontally polarized component of the incident wave of circular polarization will be completely reflected from the horizontally located polarization grating of the UO after three reflections from triangular faces with a radio-transparent reflective coating, the reflected wave will propagate in the direction opposite to the direction of incidence and therefore will be visible to radars operating on waves of circular polarization. The EPR at circular polarizations will be 3 dB less due to polarization losses [2]. In this case, as is known in [2], the phase scattering center is located at the vertex of the radio-optical polarization-anisotropic CR and is located on the electric axis passing through its vertex perpendicular to the opening plane and coinciding with the geometric axis of symmetry of the CR. The spatial indicatrix of backscattering in a radio-optical polarization-anisotropic directional CR, as well as in a radar polarization-anisotropic trihedral CR, is characterized by the width of the main (main) lobe of the backscattering diagram in the horizontal and vertical planes at the level

and amounts to

corresponding to a threefold reflection of an incident electromagnetic wave. In this case, the maximum of the backscattering diagram or the maximum of the RCS

radio-optical polarization-anisotropic UO corresponds to the case when the incident wave is horizontally polarized and the direction of the incident wave coincides with the geometric symmetry axis of the trihedral UO or with its electric axis, the main backscattering axis. EPR of a radio-optical polarization-anisotropic directional UV at the maximum of the main (main) lobe

is also defined as for a radar trihedral UO with triangular faces by relation (1).

В оптическом диапазоне волн навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает как в активном, так и в пассивном режимах.In the optical wavelength range, the navigation radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges operates both in active and passive modes.

В активном режиме работы навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями 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 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

. 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 УО формируется в пространстве световой поток на выходе УО вдоль его оптической оси с угловой шириной на уровне 0,5 от максимальной силы света

в

как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.In the active mode of operation, the navigation radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges works as follows. Since the cathode terminal of the light-emitting semiconductor diode is connected directly to the negative pole of the DC power source, when its anode terminal is connected, through the signal light control photoautomatic device to the positive pole of the DC power source, the light-emitting diode installed at the focus of the AC on its optical axis emits along it in the vertical and horizontal planes a conical light beam with a white, red, green or yellow color of the glow of the signal light, determined by the type of light emitting diode, with an angular width

. Then the emitted luminous flux hits the mutually perpendicular triangular faces of the trihedral UO with a radio-transparent reflective coating, the color of the glow of which corresponds to the color of the emitted signal light. As a result of internal triple reflections from the triangular faces of the DO, a luminous flux is formed in space at the output of the DO along its optical axis with an angular width of 0.5 of the maximum luminous intensity

V

both in horizontal and vertical planes.

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.The operation of the light-emitting semiconductor diode is controlled by a signal light control photoautomatic device, which provides a constant or flashing mode of burning the light-emitting diode with automatic switching on and off depending on the illumination of the area. The photoautomatic device for signal fire control is made according to the classical scheme of the FAUSP series [7] and includes: a photo sensor, made, for example, in the form of a photoresistor SFZ-1, and which is a photosensitive part of the photoautomatic device that generates a signal to turn on the light emitting diode at illumination 20-100 lux and to turn it off if the illumination exceeds the specified values; a voltage regulator that maintains the required nominal voltage on the light emitting diode; an amplifier that directly turns on or off the light emitting diode according to the photosensor signals; a flasher made in the form of a multivibrator, the signals of which are fed to the input of the amplifier and determine the operation of the light emitting diode in the flashing or constant modes of burning the light signal fire.

В пассивном режиме работы навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями работает в оптическом диапазоне волн следующим образом.In the passive mode of operation, the navigation radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges operates in the optical wavelength range as follows.

В оптическом диапазоне волн внутренние поверхности треугольных граней, УО со светоотражающим радиопрозрачным покрытием образуют систему из трех зеркал. Поэтому при падении светового потока от судового прожектора на треугольные грани УО, после трехкратного отражения от них, формируется световой поток, распространяющийся в направлении, обратном направлению падения. При этом цвет свечения отраженного от радиооптического УО светового потока белый, красный, зеленый или желтый соответствует цвету радиопрозрачного светоотражающего покрытия треугольных граней и определяется сложившейся навигационной обстановкой на внутренних водных путях. Это свойство обратного отражения у радиооптического УО так же как у радиолокационного трехгранного УО, сохраняется в широком спектре углов падения светового потока судового прожектора относительно геометрической оси симметрии отражателя, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва со стороны внутренних поверхностей светоотражающих треугольных граней и совпадает с оптической осью отражателя. В направление оптической оси сила света отраженного светового потока достигает своего максимального значения

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, проходящей через его вершину перпендикулярно плоскости раскрыва. Пространственная индикатриса светорассеяния радиооптического УО со светоотражающими гранями характеризуется шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного светорассеяния в горизонтальной и вертикальной плоскостях и на уровне

составляет величину

, соответствующую трехкратному отражению падающего светового потока, и совпадает с шириной диаграммы обратного рассеяния в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн.In the optical wavelength range, the inner surfaces of the triangular faces, the UV with a reflective radio-transparent coating form a system of three mirrors. Therefore, when the light flux from the ship's searchlight falls on the triangular faces of the UO, after three times reflection from them, a light flux is formed that propagates in the direction opposite to the direction of incidence. At the same time, the color of the glow of the light flux reflected from the radio-optical UO white, red, green or yellow corresponds to the color of the radio-transparent reflective coating of the triangular faces and is determined by the prevailing navigational situation on inland waterways. This property of back reflection in a radio-optical UO, as well as in a radar triangular UO, is preserved in a wide range of angles of incidence of the light flux of a ship searchlight relative to the geometric axis of symmetry of the reflector passing through its top perpendicular to the opening plane from the side of the inner surfaces of the reflective triangular faces and coincides with the optical axis reflector. In the direction of the optical axis, the luminous intensity of the reflected light flux reaches its maximum value

both in the horizontal and vertical planes, provided that all three triangular faces with a radio-transparent reflective coating are mutually perpendicular. In this case, the phase center of light scattering in a radio-optical polarization-anisotropic UV is located at its top and is located on the optical axis passing through its top perpendicular to the opening plane. The spatial light scattering indicatrix of a radio-optical UV with reflective edges is characterized by the width of the main (main) lobe of the backscattering diagram in the horizontal and vertical planes and at the level

amounts to

, corresponding to a threefold reflection of the incident light flux, and coincides with the width of the backscattering pattern in these planes in the radar wavelength range.

Недостаток навигационного радиооптического поляризационно-анизотропного УО направленного действия со светоотражающими гранями заключается в ограниченных функциональных возможностях, проявляющихся в том, что в радиолокационном диапазоне волн он не работает на волнах с вертикальной поляризацией. Последнее обусловлено тем, что, как известно [2, 5], горизонтально расположенная поляризационная решетка полностью пропускает радиоволны с вертикальной поляризацией, которая ортогональна проводникам и полностью отражает радиоволны только с горизонтальной поляризацией параллельным проводникам. Поэтому при горизонтальной поляризации падающей волны поляризационно-анизотропный УО имеет максимум ЭПР

а при вертикальной поляризации - минимум ЭПР [5]. Последнее ограничивает функциональные возможности радиооптического поляризационно-анизотропного УО, а также ограничивает его практическое использование в навигационных целях.The disadvantage of the navigational radio-optical polarization-anisotropic UO directional action with reflective edges lies in the limited functionality, which is manifested in the fact that in the radar wavelength range it does not work on waves with vertical polarization. The latter is due to the fact that, as is known [2, 5], a horizontally located polarization grating completely transmits radio waves with vertical polarization, which is orthogonal to conductors and completely reflects radio waves only with horizontal polarization to parallel conductors. Therefore, for the horizontal polarization of the incident wave, the polarization-anisotropic RW has an EPR maximum

and for vertical polarization, the RCS minimum [5]. The latter limits the functionality of the radio-optical polarization-anisotropic UO, and also limits its practical use for navigation purposes.

На фиг. 1 представлен общий вид навигационного радиооптического поляризационно-анизотропного отражателя направленного действия со светоотражающими треугольными 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 с радиопрозрачным светоотражающим покрытием с белым, красным, зеленым или желтым цветом свечения выполнена в виде поляризационной решетки из параллельно расположенных круглых металлических проводников диаметром

и расстоянием между ним

, расположенной под углом

к биссектрисе прямого угла этой грани и к её нижнему ребру совпадающему с горизонтальной плоскостью; 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

источника света 5 относительно оптической оси 8 трехгранного УО 6.In FIG. 1 shows a general view of a navigation radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces. Where indicated: 1 - radar polarization-anisotropic trihedral UO (front view); 2, 3 - two lateral metal or metallized triangular faces with a radio-transparent reflective coating with a white, red, green or yellow glow color; 4 - the lower third triangular face with a radio-transparent reflective coating with a white, red, green or yellow glow color is made in the form of a polarization grating of parallel round metal conductors with a diameter of

and the distance between

located at an angle

to the bisector of the right angle of this face and to its lower edge coinciding with the horizontal plane; 5 - a light source with a white, red, green or yellow color of the glow of the signal fire, corresponding to the color of the radio-transparent reflective coating of the triangular faces, is located at the top of the trihedral UO, which is its focus in the optical wavelength range and the scattering phase center in the radar wavelength range; 6 – radio-optical trihedral AD (side view), 7 – opening plane of the AD, 8 – geometric axis of symmetry of the triangular AD passing through its top perpendicular to the opening plane 7 from the side of the internal reflective surfaces of the triangular faces and coinciding with the electrical and optical axes of the triangular AD, respectively, in radar and optical wave bands; 9 - radiation angle

light source 5 relative to the optical axis 8 of the trihedral UO 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.In FIG. 2 shows a generalized block diagram of the automatic control device for the light source 5, made in the form of a light-emitting semiconductor diode 12 with white, red, green or yellow colors of the signal light. The device includes a DC power supply 10, a signal light control photoautomatic device 11 and a light emitting diode 12. In this case, the cathode terminal of the light emitting diode 12 is connected directly to the negative pole of the DC power supply 10, and its anode output is connected to the positive pole through the photoautomatic control 11 DC power supply 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.In FIG. 3 shows a generalized functional diagram of a photoautomatic device for controlling a signal fire 10 of the FAUSP series, made according to the classical scheme [7] and including a photosensor 13, a voltage stabilizer 14, a flasher 15 and an amplifier 16.

Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями работает одновременно в радиолокационном и оптическом диапазонах волн следующим образом.Navigational radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces operates simultaneously in the radar and optical wavelengths as follows.

В радиолокационном диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический отражатель 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 поляризационной решетки, состоящей из параллельных между собой круглых металлических проводников 4, расстояние

между которыми меньше рабочей длины волны

, а их диаметр

меньше

[2, 5]. При этом проводники расположены под углом

к биссектрисе прямого угла этой грани и к её нижнему ребру совпадающему с горизонтальной плоскостью.In the radar wavelength range, the inventive directional radio-optical navigation reflector with reflective edges and having polarization-anisotropic properties is a trihedral UO with mutually perpendicular triangular edges of the same size 1 coated on their inner side with a radio-transparent reflective coating with white, red, green or yellow glow colors, two lateral triangular faces 2, 3 of which are made in the form of a metal or metallized reflective surface, and the third lower triangular face 4, in order to give the UO 1 polarization-anisotropic properties, is made in the form of a polarization grating consisting of round metal conductors parallel to each other 4 , distance

between which is less than the working wavelength

, and their diameter

less

[2, 5]. In this case, the conductors are located at an angle

to the bisector of the right angle of this face and to its lower edge coinciding with the horizontal plane.

Действие поляризационной решетки заключается в том, чтобы она хорошо пропускала поляризованные падающие радиоволны с вектором поляризации ортогональным проводникам и эффективно отражала 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.The action of the polarization grating is that it well transmits polarized incident radio waves with a polarization vector orthogonal to the conductors and effectively reflects polarized waves with a polarization vector parallel to the conductors [2], which, after three reflections from the triangular faces of the UO 1, propagate in the direction opposite to the direction of incidence. This property of back reflection is preserved in a wide range of angles of incidence of an electromagnetic wave relative to the geometric axis of symmetry 8 of the reflector 6, passing through its top perpendicular to the aperture plane 7 from the side of the inner surfaces of the reflecting triangular faces and coinciding with the electrical axis 8 of the reflector 6.

Таким образом, в направлении электрической оси 8 максимум ЭПР

как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, соответствует вектору поляризации, ориентированному вдоль проводников под углом

к ребру нижней грани, при условии, что все три треугольные грани взаимно перпендикулярны, а минимум ЭПР – перпендикулярно проводникам. 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

определяется соотношением (1), а ширина диаграммы обратного рассеяния в области главного лепестка в горизонтальной и вертикальной плоскостях на уровне

определяется соотношением (2) и равна

При этом выбор необходимых размеров

и

поляризационной решетки для придания УО поляризационно-анизотропных свойств осуществляют используя зависимости коэффициента прохождения по мощности для волн с линейными взаимно ортогональными поляризациями от величины

и

выраженных в единицах длины волны [2, 5] и должны удовлетворять условию расстояние

а диаметр

[5].Thus, in the direction of the electric axis 8, the maximum RCS

both in the horizontal and vertical planes, corresponds to the polarization vector oriented along the conductors at an angle

to the edge of the lower face, provided that all three triangular faces are mutually perpendicular, and the RCS minimum is perpendicular to the conductors. In this case, the phase scattering center is located at its top and is located on the electric axis 8 passing through its top perpendicular to the opening plane 7, and does not change its position when the linear polarization plane of the incident wave changes. At the same time, the maximum RCS

is determined by relation (1), and the width of the backscattering pattern in the main lobe region in the horizontal and vertical planes is at the level

is determined by relation (2) and is equal to

In this case, the choice of the required dimensions

And

polarization grating to impart polarization-anisotropic properties to the CR is carried out using the dependences of the power transmission coefficient for waves with linear mutually orthogonal polarizations on the value

And

expressed in units of wavelength [2, 5] and must satisfy the distance condition

a diameter

[5].

Такой поляризационно-анизотропный УО будет работать не только на волнах горизонтальной и круговых поляризаций, но и на волнах вертикальной поляризации. Предположим, что на поляризационно-анизотропный УО падает электромагнитная волна с вертикальной ориентацией вектора электрического поля. Последний, как известно [2-4] можно представить в линейном поляризационном базисе в виде векторной суммы синфазных ортогонально линейно поляризованных составляющих ориентированных соответственно под углом

и

к ребру нижней грани УО, лежащему в горизонтальной плоскости. Тогда линейно поляризованная составляющая вектора электрического поля, ориентированная под углом

будет успешно отражаться от поляризационной решетки ориентированной также под углом

к ребру нижней грани УО и после трехкратного отражения от треугольных граней УО отраженная волна будет распространяться в направлении обратном направлению падения. В тоже время линейно поляризованная составляющая вектора электрического поля падающей волны ориентированная под углом

к горизонтальной плоскости будет перпендикулярна проводникам поляризационной решетки и она ее пропустит без отражения. Аналогичные рассуждения справедливы для волн с горизонтальной поляризацией, которую можно представить в виде [2-4] векторной суммы синфазных ортогонально линейно поляризованных составляющих ориентированных соответственно под углом

и

относительно ребра нижней грани УО, лежащего в горизонтальной плоскости. Тогда, составляющая, ориентированная под углом

будет отражаться от поляризационной решетки и после трех кратного отражения от треугольных граней УО, отраженная волна будет распространяться в направлении обратном направлению падения. В тоже время составляющая ориентированная под углом

будет ортогональна решетки и пройдет через нее без отражения. Аналогичные рассуждения справедливы для волн с круговыми поляризациями состоящими из векторной суммы [2-4] вертикальной и горизонтальной поляризованных составляющих с фазовым сдвигом

При этом, как известно [2, 3] ЭПР на вертикальной и горизонтальной поляризациях, а также на круговых поляризациях будет на 3 дБ меньше из-за поляризационных потерь.Such a polarization-anisotropic UO will operate not only on waves of horizontal and circular polarizations, but also on waves of vertical polarization. Let us assume that an electromagnetic wave with a vertical orientation of the electric field vector is incident on a polarization-anisotropic CR. The latter, as is known [2-4], can be represented in a linear polarization basis as a vector sum of in-phase orthogonally linearly polarized components oriented, respectively, at an angle

And

to the edge of the lower face of the RO, which lies in the horizontal plane. Then the linearly polarized component of the electric field vector, oriented at an angle

will be successfully reflected from a polarizing grating also oriented at an angle

to the edge of the lower face of the CR and after three times reflection from the triangular faces of the CR, the reflected wave will propagate in the direction opposite to the direction of incidence. At the same time, the linearly polarized component of the electric field vector of the incident wave is oriented at an angle

to the horizontal plane will be perpendicular to the conductors of the polarizing grating and it will pass it without reflection. Similar reasoning is valid for waves with horizontal polarization, which can be represented as [2-4] the vector sum of in-phase orthogonally linearly polarized components oriented, respectively, at an angle

And

relative to the edge of the lower face of the RO, which lies in the horizontal plane. Then, the component oriented at an angle

will be reflected from the polarization grating and after three multiple reflections from the triangular faces of the UV, the reflected wave will propagate in the direction opposite to the direction of incidence. At the same time, the component oriented at an angle

will be orthogonal to the lattice and will pass through it without reflection. Similar reasoning is valid for waves with circular polarizations consisting of the vector sum [2-4] of the vertical and horizontal polarized components with a phase shift

In this case, as is known [2, 3], the EPR at vertical and horizontal polarizations, as well as at circular polarizations, will be 3 dB less due to polarization losses.

В оптическом диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями работает как в активном, так и в пассивном режимах и его работа аналогична работе радиооптическому УО, выбранного в качестве прототипа.In the optical wavelength range, the inventive navigation radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces operates both in active and passive modes, and its operation is similar to that of the radio-optical UO selected as a prototype.

В активном режиме работы заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями работает следующим образом. Так как катодный вывод светоизлучающего полупроводникового диода 12 подключен непосредственно к отрицательному полюсу источника питания постоянного тока10, 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

. 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

в

как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.In the active mode of the inventive navigational radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces works as follows. Since the cathode terminal of the light-emitting semiconductor diode 12 is connected directly to the negative pole of the DC power supply 10, then when its anode output is connected, through the photoautomatic device for controlling the signal light 11 to the positive pole of the DC power supply 10 (see Fig. 2), the light emitting diode 12 , installed at the focus of the UO on its optical axis 8, emits along it in the vertical and horizontal planes a conical light beam with white, red, green or yellow signal light, determined by the type of light emitting diode, with an angular width

. Then the emitted luminous flux hits the mutually perpendicular triangular faces of the trihedral UO with a radio-transparent reflective coating, the color of the glow of which corresponds to the color of the emitted signal light. As a result of internal triple reflections from

triangular faces

2,3, 4 UO 1, a light flux is formed in space at the output of UO 1 along its optical axis 8 with an angular width of 0.5 of the maximum luminous intensity

V

both in horizontal and vertical planes.

Управление работой светоизлучающего полупроводникового диода 12 осуществляется фотоавтоматом управления сигнальным огнем 11, который обеспечивает постоянный или проблесковый режим горения светоизлучающего диода 12 с автоматическим включением и выключением в зависимости от освещенности местности (см. фиг. 2). Фотоавтомат управления сигнальным огнем выполнен по классической схеме серии ФАУСП [8] и в его состав входят: фотодатчик 13, 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 14, который поддерживает на светоизлучающем диоде необходимое номинальное напряжение; усилитель 16, непосредственно включающий или выключающий светоизлучающий диод по сигналам фотодатчика; проблескатор 15, выполненный в виде мультивибратора, сигналы которого подаются на вход усилителя 16 и определяют работу светоизлучающего диода в проблесковом или постоянном режимах горения светосигнального огня (см. фиг. 3).The operation of the light emitting semiconductor diode 12 is controlled by a photoautomatic device for controlling the signal fire 11, which provides a constant or flashing mode of burning the light emitting diode 12 with automatic switching on and off depending on the illumination of the area (see Fig. 2). The photoautomatic device for signal fire control is made according to the classical scheme of the FAUSP series [8] and includes: a photo sensor 13, made, for example, in the form of a photoresistor SFZ-1, and which is a photosensitive part of the photoautomatic device that generates a signal to turn on the light emitting diode when the illumination is 20 100 lux and to turn it off if the illumination exceeds the specified values; a voltage regulator 14 that maintains the required nominal voltage on the light emitting diode; an amplifier 16 directly turning on or off the light emitting diode according to the photosensor signals; flasher 15, made in the form of a multivibrator, the signals of which are fed to the input of the amplifier 16 and determine the operation of the light-emitting diode in a flashing or constant light-signal light (see Fig. 3).

В пассивном режиме работы заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями работает в оптическом диапазоне волн следующим образом.In the passive mode of operation, the inventive navigational radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces operates in the optical wavelength range as follows.

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

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 индикатриса светорассеяния радиооптического УО со светоотражающими гранями характеризуется шириной главного (основного) лепестка диаграммы обратного светорассеяния в горизонтальной и вертикальной плоскостях и на уровне

составляет величину

, соответствующую трехкратному отражению падающего светового потока, и совпадает с шириной диаграммы обратного рассеяния в этих плоскостях в радиолокационном диапазоне волн.In the optical wavelength range, the inner surfaces of the triangular faces 2, 3, 4, UO 1 (see Fig. 1) with a reflective radio-transparent coating form a system of three mirrors. Therefore, when the light flux from the ship searchlight falls on the triangular faces 2, 3, 4, UO 1, after three times reflection from them, a light flux is formed that propagates in the direction opposite to the direction of incidence. At the same time, the color of the glow of the light flux reflected from the radio-optical UO 1 is white, red, green or yellow corresponds to the color of the radio-transparent reflective coating of

triangular faces

2, 3, 4 and is determined by the prevailing navigational situation on inland waterways. This property of the back reflection of the radio-optical UO (see Fig. 1), as well as for the radar trihedral UO 1, is preserved in a wide range of angles of incidence of the light flux of the ship's searchlight relative to the geometric axis of symmetry of the reflector 6 passing through its top perpendicular to the opening plane 7 from the side internal surfaces of the reflective triangular faces and coincides with the optical axis 8 of the reflector 6. In the direction of the optical axis 8, the luminous intensity of the reflected light flux reaches its maximum value

both in the horizontal and vertical planes, provided that all three triangular faces with a radio-transparent reflective coating are mutually perpendicular. In this case, the phase center of light scattering in a radio-optical polarization-anisotropic UV is located at its top and is located on the optical axis 8 passing through its top perpendicular to the aperture plane 7. horizontal and vertical planes and at the level

amounts to

В трехсантиметровом радиолокационном диапазоне волн заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями может быть выполнен на основе трехгранного УО с треугольными гранями, две боковые грани из которых могут быть изготовлены из фольгированного стеклотекстолита, а третья нижняя треугольная грань из не фольгированного стеклотекстолита, с расположенной на ней горизонтальной поляризационной решеткой из проводящей круглой проволоки ориентированной под углом

к биссектрисе прямого угла этой грани и к ее нижнему ребру совпадающему с горизонтальной плоскостью. Для выбора диаметра проводников

и расстояния между ними

используем зависимости коэффициента прохождения по мощности для ортогонально линейно поляризованных радиоволн от величины

и

[2]. Получим, что для длины волны

см необходимо выбрать диаметр

мм и

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

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 самоклеящаяся 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 установлен радиооптический УО.In the three-centimeter radar wavelength range, the inventive navigation radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular edges can be made on the basis of a trihedral UO with triangular edges, two side faces of which can be made of foil fiberglass, and the third lower triangular face of non-foil fiberglass , with a horizontal polarization grating located on it, made of a conductive round wire oriented at an angle

to the bisector of the right angle of this face and to its lower edge coinciding with the horizontal plane. To select the conductor diameter

and the distance between them

we use the dependences of the power transmission coefficient for orthogonally linearly polarized radio waves on the value

And

[2]. We get that for the wavelength

cm you need to choose the diameter

mm and

mm. As a light source, a light-emitting semiconductor diode of the LES type - STAR-3W with white, red, green or yellow colors of the glow of a signal light with an angle of emission can be used.

both in vertical and horizontal planes. As a DC power source, a dry-charged Liman-type battery TU 3483-019-04707044-99 with a nominal voltage of 2.6 V or 5.2 V and a capacity of 150 A/g can be used. As a reflective coating of triangular faces, for example, a radio-transparent high-intensity reflective self-adhesive film of type B or C GOST 52290-2004 can be used. As a photoautomatic device for controlling a signal fire, a photoautomatic device of the FAUSP-3M series of the NP type - 2 TU 212177187 can be used. Moreover, the DC power supply and the photoautomatic device for controlling the signal fire can be located on the outside of the triangular faces of the trihedral UO, or can be located outside it, for example , on signal boards as part of linear alignments, on which a radio-optical UO is installed.

По сравнению с прототипом заявляемый навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный отражатель направленного действия со светоотражающими треугольными гранями при сохранении функциональных возможностей в оптическом диапазоне волн дополнительно обладает расширенными функциональными возможностями в радиолокационном диапазоне волн, обусловленными его работой не только на волнах с горизонтальной поляризацией, и на волнах с круговыми поляризациями левого или правого вращения, но и на волнах с вертикальной поляризацией, с которыми обычно работают радиолокаторы при параллельном приеме.Compared with the prototype, the claimed navigational radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces, while maintaining functionality in the optical wavelength range, additionally has enhanced functionality in the radar wavelength range, due to its operation not only on waves with horizontal polarization, but also on waves with circular polarizations of left or right rotation, but also on waves with vertical polarization, with which radars usually work with parallel reception.

Использованные источники информацииInformation sources used

1. Гулько В.Л. Навигационный радиооптический уголковый отражатель направленного действия. Патент RU № 2572795, МПК H01Q15/00. Дата приоритета 01.09.2014 г.1. Gulko V.L. Navigational radio-optical directional reflector. Patent RU No. 2572795, IPC H01Q15/00. Priority date 09/01/2014

2. Кобак В.Д. Радиолокационные отражатели. М.: «Советское радио» - 1975 -248 с.2. Kobak V.D. radar reflectors. M .: "Soviet Radio" - 1975 -248 p.

3. Канарейкин Д.Б., Потехин В.А., Шишкин И.Ф. Морская поляриметрия. Л.:- Судостроение, 1968. 328 с.3. Kanareikin D.B., Potekhin V.A., Shishkin I.F. Marine polarimetry. Leningrad: - Shipbuilding, 1968. 328 p.

4. Татаринов В.Н., Татаринов С.В., Лигхарт Л.П. Введение в современную теорию поляризации радиолокационных сигналов. Т.1. Томск. Издательство Томского университета, 2006. – 380 с.4. Tatarinov V.N., Tatarinov S.V., Lighart L.P. Introduction to the modern theory of polarization of radar signals. T.1. Tomsk. Tomsk University Press, 2006. - 380 p.

5. Журавлев В.Б. Радиолокационный отражатель. Патент RU № 1806431, МПК H01Q15/18. Дата приоритета 23.04.1990г. Бюл. № 12 30.03.1993.5. Zhuravlev V.B. radar reflector. Patent RU No. 1806431, IPC H01Q15/18. Priority date 23.04.1990 Bull. No. 12 03/30/1993.

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 15.04.2016 г.6. Gulko V.L., Blinkovsky N.K., Meshcheryakov A.A. Navigational radio-optical directional reflector with reflective edges. Patent RU No. 2634550, IPC H01Q15/18. Priority from 15.04.2016

7. Гулько В.Л., Мещеряков А.А., Блинковский Н.К. Навигационный радиооптический поляризационно-анизотропный уголковый отражатель направленного действия со светоотражающими гранями. Патент RU № 2767821, МПК H01Q15/18. Приоритет от 21.06.2021 г.7. Gulko V.L., Meshcheryakov A.A., Blinkovsky N.K. Navigational radio-optical polarization-anisotropic corner reflector of directional action with reflective edges. Patent RU No. 2767821, IPC H01Q15/18. Priority from 06/21/2021

8. Шмерлин И.Е. Монтер судоходной обстановки. – М.: «Транспорт», 1977-173 с.8. Shmerlin I.E. Shipping fitter. - M .: "Transport", 1977-173 p.

Claims

Navigational radio-optical polarization-anisotropic directional reflector with reflective triangular faces, containing a radar triangular corner reflector of directional action with a radio-transparent reflective coating of triangular faces with a white, red, green or yellow glow color, a light source, a photoautomatic device for controlling a signal light and a DC power supply, moreover, the trihedral corner reflector consists of three flat mutually perpendicular reflecting triangular faces of the same dimensions, significantly exceeding the wavelength, and the light source is located at the top of the trihedral corner reflector and is connected through a signal light control photoautomatic device to a DC power source, while the top of the trihedral corner reflector is phase center of scattering in the radar wave range and its electric axis, in the direction of which the effective scattering surface is maximum

in the horizontal and vertical planes, coincides with the geometric axis of symmetry of the trihedral corner reflector passing through its top perpendicular to the plane of the reflector opening from the side of the internal reflecting surfaces of the triangular faces, and in the optical wave range the top of the trihedral corner reflector is its focus, while the light source is located on optical axis, in the direction of which the light intensity is maximum

in the horizontal and vertical planes, with the optical axis coinciding with the geometric axis of symmetry of the trihedral corner reflector and with its electrical axis in these planes in the radar wave range, in addition, the radiation angle of the light source

relative to the optical axis of the trihedral corner reflector in the horizontal and vertical planes is the value

moreover, the light source is made in the form of a light-emitting semiconductor diode and its cathode output is directly connected to the negative pole of the DC power source, and its anode output is connected to the positive pole of the DC power source through the signal light control photoautomatic device, while the color of the glow of the emitting light flux is white, red, green or yellow corresponds to the color of the reflective coating of the triangular faces and their choice is determined by the prevailing navigational situation on inland waterways, while the DC power supply and the signal light control photoautomatic device are located either on the outside of the reflective surfaces of the triangular faces of the triangular corner reflector, or are located outside moreover, two lateral triangular faces are made of metal or metallized, and the third lower triangular face is made in the form of a polarization grating, consisting of parallel round metal personal conductors, distance

between which is less than the working wavelength

, and their diameter

, characterized in that the conductors are located at an angle of 45 ° to the bisector of the right angle of this face and to its lower edge, coinciding with the horizontal plane.