Уголковый отражатель

 

Изобретение может быть использовано в локации и системах связи для получения информации о параметрах движения объекта , на котором установлен уголковый отражатель . Цель изобретения состоит в расширении уголковой апертуры путем обеспечения возвратного действия отражателя со стороны любой его грани. Для этого в уголковом - отражателе, выполненном в форме тетраэдра, у которого один из трехгранныхуглов образован двугранными углами , равными Л/2, л /2, л /А, три других трехгранных угла отражателя образованы двугранными углами, равными соответственно л/2, л /3, я /4, л:/2, п /3. л /4, и л/2, л/2, л/4.1 ил.

(19) (11) союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 02 В 5/122

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4807297/10 (22) 27.03.9,0 (46) 15.07.92. Бюл, М 26 (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им, А,Н;Севченко и Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина (72) С,В.Процко и А,Д.Титков (56) Ханох Б.Ю, Оптические отражатели тетраэдрического типа в активных системах.

Минск: БГУ, 1982, с. 15, 23.

Авторское свидетельство СССР

М 1679448, кл. 6 02 В 5/122, 1989. (54) УГОЛКОВЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано в локации и системах связи для получения

Изобретение относится к оптическому приборостроению и локационной технике и может быть использовано B качестве световозвращающего элемента в навигационных знаках, маяках, катафотах при управлении движением и в системах связи на транспорте, в авиации, метеорологии.

Известен прямоугольный уголковый от ражатель, имеющий свойство возвратного отражения.

Однако этот отражатель имеет невысокий диапазон дальности действия в системах с несовмещенными осями приемной и передающей оптики, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является уголковый отражатель в форме. трехгранного угла, у которого два двугранные угла прямые. а третий равен л/4.

Однако он характеризуется невысоким диапазоном углов возвратного отражения. информации о параметрах движения объекта, на котором установлен уголковый отражатель. Цель изобретения состоит в расширении уголковой" апертуры путем обеспечения возвратного действия отражателя со стороны любой его грани. Для этого в уголковом.отражателе, выполненном в форме тетраэдра, у которого один из трехгранныхуглов образован двугранными углами, равным и it/2, л /2, л/4, три других трехгранных угла отражателя образованы двугранными углами, равными соответственно л/2, л /3, л l4, л/2, л l3. л l4, и x/2, л/2, e/4. 1 ил, Цель изобретения — расширение угловой апертуры путем обеспечения возврат ного действия отражателя со стороны любой его грани.

Указанная цель достигается 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 отражателя образованы двугранными углами, равнйми соответственно л/2; л/3; л /4; л /2; л/3; л/4 и л/2; л/2; л /4.

На чертеже схематически показан предлагаемый уголковый отражатель.

Уголковый отражатель представляет собой стеклянную призму в форме тетраэдра и содержит четыре грани 1-4, Двугранные углы между гранями 1-4 равны по ri/4, между гранями 1 и 3, 2 и 3, 1 и 4 — по л/2, и между гранями 2 и 4- л/3. Трехгранйые углы 5 и 6 образованы двугранными (л/2;

1748108

15

25

35

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

Отражатель работает следующим образом.

Падающий пучок света в зависимости от . -направления падения входит в отражатель через одну из граней 1 — 4 и после ряда переотражений выходит из него в обратном направлении через ту же грань, что и вышел.

При этом переотражение происходит на гранях трехгранного угла, противолежаще-> го грани, через которую свет входит в отражатель.

Каждый трехгранный угол, из которых составлен отражатель, обладает свойством возвратного отражения. Этим и обусловлено расширение угловой апертуры, Рассмотрим особенности формирования возвратного отражения в этих углах.

Если отражатель освещен таким образом, что свет входит в него через грань 4, то в этом случае свет будет отражаться гранями 1, 2 и 3, образующими трехгранный угол

5 (zr/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 (л/2; _#_ /2; тг /4) после пятикратного переотражения формирует пучки, распространяющиеся в направлении, противоположном падающему. Среди всех возможных способов прохождения граней 1, 2 и 3 — здесь можно выделить один базовый, например, — — 1 — -4? — -1- -«2-- 3 — (1) из которого все остальные могут быть получены циклической перестановкой входящих в него граней и добавление к ним (в силу закона Стокса об обратимости хода лучей) способов переотражения с противоположной последовательностью прохождения граней.

При визировании отражателя в направлениях, проходящих через грань 1 или 3, свет будет йадать на грани, образующие трехгранный угол 7 или 8, равный (л/2, a/3; л/4). Независимо от направления падения входной пучок испытывает от граней угла 7 или 8 девятикратное переотражение и выходит из отражателя в направлении, обратном и коллинеарном исходному. Всего в зависимости от точки входа пучка s отражатель через грань 1 или 3 реализуется

42 различных варианта его распространения. B одном из вариантов перебтражения в угле 7, например, реализуется следующая последовательность прохождения граней: —,2 3- 4- 2 — 6- 4 — +2 — эЗ вЂ” 4 — (2) Эта последовательность по отношению ко всем остальным является базовой и все остальные способы переотражения получаются из нее циклической перестановкой граней, учитывая, 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, складывается из величин телесных углов, получающихся при прохождении грани 1- 0>, грани 2- Ц, грани 3-Я и грани

4- Я . Эти телесные углы определяют величину угловой апертуры уголкового. отражателя. В прототипе угловой айертуры определяется только углом . Я, соответствующим отражению от угла (л/2; x/2; л/4), являющимся одним иэ трехгранных углов предлагаемого отражателя. Поэтому в предлагаемом техническом решении угловая апертура будет заведомо больше, чем в прототипе

Р редл — Й1 + + + Я3 + О =

=2 Я +2 Qj >A. (3)

Величина диапазона возвратного отражателя находится по формуле, которая в рассматриваемом случае имеет вид

4 гК

Q=g f (1 +cos Q) бр, (4)

1=1 o где 9 — меридианальный угол визирования I-ой грани, p — азимутальный угол визирования, определяемые для каждого i в соответствии с законами геометрической оптики. Конкретно Q и р находятся методом численного перебора всех возможных направлений визирования в соответствии с указанными способами переотражения для каждого трехгранного угла.

Рассмотрим конкретный случай, например, отражатель с n = 2, Расчет по формуле (4) для предлагаемого отражателя в случае полного внутреннего отражения дает

Ghpe = 2 0,4535r + 2 0,0227л = 0,9524х хл (стер) и в случае нарушения полного внутреннего отражения Ц,р д„- 2х х1,0713л+ 2 0,3897л + 2;932к (стер).

Для прототипа имеем, соответственно

Ячрот 0,4536й и Я р0т 1,071 Зл (стер,), т.е. диапазон видимости предлагаемого отражателя по сравнению с прототипом увеличен более чем в 2 раза (на 110 u

173% соответственно).

Выбор конструкции предлагаемого отражателя позволяет формировать возвратно отраженные пучки при различных направлениях визирования, используя от1748108

Составитель С. Процко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т, Палий

Редактор С. Лисина

Заказ 2503 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ражающие свойства каждого из четырех трехгранных углов, образующих отражатель. Это приводит к появлению диапазонов видимости принципиально не достижимых в прототипе и тем самым повы- 5 шает эффективность работы предлагаемого отражателя.

Таким образом, предлагаемый уголковый отражатель формирует широконаправленную диаграмму углов возвратного 10 отражения. Это позволяет существенно . расширить диапазон видимости обьектов, подвергаемых контролю; а также организовать локацию объекта с нескольких, взаимоисключающихся при использовании 15 прототипа, направлений. Это увеличивает

6 эффективность работы локационных систем.

Формула изобретения

Уголковый отражатель, выполненный в форме тетраэдра, у которого один иэ-трехгранных углов образован двугранными углами, равными R/2, X /2 и _#_ //44, отл ичающийся тем,что,сцельюрасширения угловой апертуры путем обеспечения возвратного действия отражателя со стороны любой его грани, три других трехгранных угла отражателя образованы двугранными углами, равными соответственно— л /2, л /3, л /4; ж/2,ж/З,ж/4и д/2, л/2,ж/4.