العاكس ثلاثي السطوح، المعروف أيضًا باسم عاكس الزاوية أو العاكس المثلث، هو جهاز استهداف سلبي يُستخدم عادةً في الهوائيات وأنظمة الرادار. يتكون من ثلاثة عاكسات مستوية تُشكل هيكلًا مثلثيًا مغلقًا. عندما تصطدم موجة كهرومغناطيسية بعاكس ثلاثي السطوح، تنعكس عائدةً على طول اتجاه سقوطها، مُشكّلةً موجة منعكسة مساوية في الاتجاه ومعاكسة في الطور للموجة الساقطة.

فيما يلي مقدمة مفصلة عن عاكسات الزاوية الثلاثية السطوح:

الهيكل والمبدأ:

يتكون عاكس الزاوية الثلاثي السطوح من ثلاثة عاكسات مستوية تتمركز عند نقطة تقاطع مشتركة، مكونةً مثلثًا متساوي الأضلاع. كل عاكس مستوٍ هو مرآة مستوية تعكس الموجات الساقطة وفقًا لقانون الانعكاس. عندما تصطدم موجة ساقطة بعاكس الزاوية الثلاثي السطوح، تنعكس بواسطة كل عاكس مستوٍ، مكونةً في النهاية موجة منعكسة. ونظرًا لهندسة العاكس الثلاثي السطوح، تنعكس الموجة المنعكسة في اتجاه مساوٍ للموجة الساقطة، ولكنه معاكس لها.

المميزات والتطبيقات:

١. خصائص الانعكاس: تتميز عاكسات الزوايا ثلاثية السطوح بخصائص انعكاس عالية عند تردد معين. ويمكنها عكس الموجة الساقطة بانعكاسية عالية، مما يُشكل إشارة انعكاس واضحة. وبفضل تناسق هيكلها، يكون اتجاه الموجة المنعكسة من العاكس ثلاثي السطوح مساويًا لاتجاه الموجة الساقطة، ولكنه متعاكس في الطور.

٢. إشارة انعكاس قوية: بما أن طور الموجة المنعكسة معاكس، فعندما يكون العاكس ثلاثي السطوح معاكسًا لاتجاه الموجة الساقطة، تكون الإشارة المنعكسة قوية جدًا. هذا يجعل عاكس الزاوية ثلاثي السطوح تطبيقًا مهمًا في أنظمة الرادار لتعزيز إشارة صدى الهدف.

٣. الاتجاهية: يتميز عاكس الزاوية الثلاثي السطوح بخصائص انعكاسية اتجاهية، أي أن إشارة الانعكاس القوية لا تتولد إلا عند زاوية سقوط محددة. هذا يجعله مفيدًا جدًا في الهوائيات الاتجاهية وأنظمة الرادار لتحديد مواقع الأهداف وقياسها.

٤. بسيط واقتصادي: يتميز عاكس الزاوية الثلاثي السطوح بهيكل بسيط نسبيًا وسهل التصنيع والتركيب. وعادةً ما يُصنع من مواد معدنية، مثل الألومنيوم أو النحاس، وهي أقل تكلفة.

٥. مجالات التطبيق: تُستخدم عاكسات الزوايا ثلاثية السطوح على نطاق واسع في أنظمة الرادار، والاتصالات اللاسلكية، والملاحة الجوية، والقياس وتحديد المواقع، وغيرها من المجالات. ويمكن استخدامها كهوائيات لتحديد الأهداف، وتحديد المدى، وتحديد الاتجاه، والمعايرة، وغيرها.

فيما يلي سوف نقدم هذا المنتج بالتفصيل:

لزيادة اتجاهية الهوائي، يُعد استخدام عاكس حلاً بديهيًا. على سبيل المثال، إذا بدأنا بهوائي سلكي (مثل هوائي ثنائي القطب نصف الموجة)، فيمكننا وضع صفيحة موصلة خلفه لتوجيه الإشعاع للأمام. لزيادة الاتجاهية بشكل أكبر، يمكن استخدام عاكس زاوية، كما هو موضح في الشكل 1. ستكون الزاوية بين اللوحين 90 درجة.

الشكل 1. هندسة عاكس الزاوية.

يمكن فهم نمط إشعاع هذا الهوائي باستخدام نظرية الصورة، ثم حساب النتيجة باستخدام نظرية المصفوفات. لتسهيل التحليل، سنفترض أن الألواح العاكسة لا نهائية الامتداد. يوضح الشكل 2 أدناه توزيع المصدر المكافئ، وهو صالح للمنطقة أمام الألواح.

الشكل 2. المصادر المكافئة في الفضاء الحر.

تشير الدوائر المنقطة إلى الهوائيات التي تتوافق مع الهوائي الفعلي؛ أما الهوائيات التي تحمل علامة X فهي تختلف عن الهوائي الفعلي بمقدار 180 درجة.

افترض أن الهوائي الأصلي له نمط متعدد الاتجاهات معطى بواسطة （）. ثم نمط الإشعاع (R) من "المجموعة المكافئة من المشعات" في الشكل 2 يمكن كتابتها على النحو التالي:

ما سبق يتبع مباشرةً الشكل 2 ونظرية المصفوفة (k هو رقم الموجة). سيكون للنمط الناتج نفس استقطاب الهوائي الأصلي المستقطب رأسيًا. ستزداد الاتجاهية بمقدار 9-12 ديسيبل. تعطي المعادلة أعلاه المجالات المشعة في المنطقة أمام اللوحين. بما أننا افترضنا أن اللوحين لا نهائيان، فإن المجالات خلف اللوحين تساوي صفرًا.

تكون الاتجاهية في أعلى مستوياتها عندما يكون d نصف طول موجي. بافتراض أن العنصر المشع في الشكل 1 ثنائي قطب قصير بنمط يُعطى بواسطة ( )، فإن المجالات في هذه الحالة موضحة في الشكل 3.

الشكل 3. الأنماط القطبية والسمتية لنمط الإشعاع الطبيعي.

سوف يتأثر نمط الإشعاع والمعاوقة ومكسب الهوائي بالمسافةdالشكل 1. تزداد معاوقة الدخل بواسطة العاكس عندما تكون المسافة نصف طول الموجة؛ ويمكن تقليلها بتقريب الهوائي من العاكس. الطولLعادةً ما تكون أبعاد العاكسات الموضحة في الشكل 1 2*d. ومع ذلك، عند تتبع شعاع ينتقل على طول المحور الصادي من الهوائي، سينعكس هذا الشعاع إذا كان طوله ( ). يجب أن يكون ارتفاع الصفائح أطول من العنصر المُشع؛ ولكن بما أن الهوائيات الخطية لا تُشعّ جيدًا على طول المحور العُماني، فإن هذه المعلمة ليست بالغة الأهمية.