SU1748108A1 - Уголковый отражатель - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в локации и системах св зи дл  получени  информации о параметрах движени  объекта , на котором установлен уголковый отражатель . Цель изобретени  состоит в расширении уголковой апертуры путем обеспечени  возвратного действи  отражател  со стороны любой его грани. Дл  этого в уголковом - отражателе, выполненном в форме тетраэдра, у которого один из трех- гранныхуглов образован двугранными углами , равными Л/2, л /2, л /А, три других трехгранных угла отражател  образованы двугранными углами, равными соответственно л/2, л /3,   /4, л:/2, п /3. л /4, и л/2, л/2, л/4.1 ил.

Description

Изобретение относитс  к оптическому приборостроению и локационной технике и может быть использовано в качестве свето- возвращающего элемента в навигационных знаках, ма ках, катафотах при управлении движением и в системах св зи на транспорте , в авиации, метеорологии.

Известен пр моугольный угодковый отражатель , имеющий свойство возвратного отражени .

Однако этот отражатель имеет невысокий диапазон дальности действи  в системах с несовмещенными ос ми приемной и передающей оптики.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  уголковый отражатель в форме трехгранного угла, у которого два двугранные угла пр мые, а третий равен  /4.

Однако он характеризуетс  невысоким диапазоном углов возвратного отражени .

Цель изобретени  - расширение угловой апертуры путем обеспечени  возвратного действи  отражател  со стороны любой его грани.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в уголковом отражателе,выполненном в форме тетраэдра, у которого один из трехгранных углов образован двугранными углами, равными л/2, л/2, л /4, три других трехгранных угла отражател  образованы двугранными углами, равными соответственно л/2; л/3; л /4;л /2; л/3; л/А И Я/2; Л/2; п /А.

На чертеже схематически показан предлагаемый уголковый отражатель.

Уголковый отражатель представл ет собой стекл нную призму в форме тетраэдра и содержит четыре грани 1-4. Двугранные углы между гран ми 1-4 равны по л/А, между гран ми 1 и 3, 2 и 3, 1 и 4 - по л/2, и между гран ми 2 и 4 - л/3. Трехгранные углы 5 и 6 образованы дву| ранными (л/2;

Я С

О 00

 /2;  /4) и трехгранные углы 7 и 8 образованы двугранными (jr/2; л /3; л /4).

Отражатель работает следующим образом .

Падающий пучок света в зависимости от направлени  падени  входит в отражатель через одну из граней 1-4 и после р да переотражений выходит из него в обратном направлении через ту же грань, что и вышел. При этом переотражение происходит на гран х трехгранного угла, противолежащего грани, через которую свет входит в отражатель .

Каждый трехгранный угол, из которых составлен отражатель/обладает свойством возвратного отражени . Этим и обусловлено расширение угловой апертуры.

Рассмотрим особенности формировани  возвратного отражени  в этих углах.

Если отражатель освещен таким обра- зом, что свет входит в него через грань 4, то в этом случае свет будет отражатьс  гран ми 1, 2 и 3, образующими трехгранный угол 5 (л/2; л /2; л /4). Отражение на таком же угле 6 происходит, если свет входит в отражатель через грань 2. В соответствии с законами геометрической оптики трехгранный угол (тс/2; Л /2; л /4) после п тикратного переотражени  формирует пучки, распростран ющиес  в направлении, про- тивоположном падающему. Среди всех возможных способов прохождени  граней 1, 2 и 3 - здесь можно выделить один базовый, например,

Я--Я-,0)

из которого все остальные могут быть получены циклической перестановкой вход щих в него граней и добавление к ним (в силу закона Стокса об обратимости хода лучей) способов переотражени  с противо- положной последовательностью прохождени  граней.

При визировании отражател  в направлени х , проход щих через грань 1 или 3, свет будет падать на грани, образующие трехгранный угол 7 или 8, равный (  /2;  /3; л/4). Независимо от направлени  падени  входной пучок испытывает от граней угла 7 или 8 дев тикратное переотражение и выходит из отражател  в направлении, обратном и коллинеарном исходному. Всего в зависимости от точки входа пучка в отражатель через грань 1 или 3 реализуетс  42 различных варианта его распростране- ни . В одном из вариантов переотражени  в угле 7, например, реализуетс  следующа  последовательность прохождени  граней: - 2 лЗ- - 2- 4- 2-эЗ- 4-- (2)

Эта последовательность по отношению ко всем остальным  вл етс  базовой и все остальные способы переотражени  получаютс  из нее циклической перестановкой граней, учитыва , что все они могут проходить как слева направо, так и наоборот, справа налево.

Величина суммарного телесного угла, в котором предлагаемый уголковый отражатель формирует пучки, обратные падающему , складываетс  из величин телесных углов, получающихс  при прохождении грани 1- QI ; грани 2- грани З-fih и грани 4- Оц. Эти телесные углы определ ют величину угловой апертуры уголкового, отражател . В прототипе угловой апертуры определ етс  только углом QI , соответствующим отражению от угла ( л/2; л /2;  /4),  вл ющимс  одним из трехгранных углов предлагаемого отражател . Поэтому в предлагаемом техническом решении углова  апертура будет заведомо больше, чем в прототипе

Офедл Ql+Q -fQ3-fQ)

2 Qi + 2 Qi О.(3)

Величина диапазона возвратного отражател  находитс  по формуле, котора  в рассматриваемом случае имеет вид

4 2Я

/о +cosei)dpit (4)

1 10

где Qi - меридиональный угол визировани  l-ой грани, fl - азимутальный угол визировани , определ емые дл  каждого i в соответствии с законами геометрической оптики. Конкретно 6( и fl наход тс  методом численного перебора всех возможных направлений визировани  в соответствии с указанными способами переотражени  дл  каждого трехгранного угла.

Рассмотрим конкретный случай, например , отражатель с п 2. Расчет по формуле (4) дл  предлагаемого отражател  в случае полного внутреннего отражени  дзет Офедл 2 0,4535ог + 2 0.0227л: 0,9524 хл (стер) и в случае нарушени  полного внут- реннего отражени  редл 2х х1,0713л: + 2- 0,3897  + 2.932Я (стер). Дл  прототипа имеем, соответственно Qipor « 0.45357Г и &IPOT 1.0713Я (стер.), т.е. диапазон видимости предлагаемого отражател  по сравнению с прототипом увеличен более чем в 2 раза (на 110% и 173% соответственно).

Выбор конструкции предлагаемого отражател  позвол ет формировать возвратно отраженные пучки при различных направлени х визировани , использу  отражающие свойства каждого из четырех трехгранных углов, образующих отражатель . Это приводит к по влению диапазонов видимости принципиально не достижимых в прототипе и тем самым повышает эффективность работы предлагаемого отражател .

Таким образом, предлагаемый уголковый отражатель формирует широконаправленную диаграмму углов возвратного отражени . Это позвол ет существенно расширить диапазон видимости объектов, подвергаемых контролю, а также организовать локацию объекта с нескольких, взаимо- исключающихс  при использовании прототипа, направлений. Это увеличивает

0

5

эффективность работы локационных систем .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Уголковый отражатель, выполненный в форме тетраэдра, у которого один из трехгранных углов образован двугранными углами , равными jt /2,   /2 и   /4, отличающийс  тем, что, с целью расширени  угловой апертуры путем обеспечени  возвратного действи  отражател  со стороны любой его грани, три других трехгранных угла отражател  образованы двугранными углами, равными соответственно л /2,   /3,   /4;  /2,   /3,   /4 и  /2,  /2,  /4.