Уголковый отражатель

(19) (1 1)5 602 В 5122 ИЗОБ КОМУ СВИДЕТЕЛ В институтлем имдарствен атели тетсистемах; СР9. ользовано получения 4 Д СО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательскийприкладных физических пробА,Н;Севченко и Белорусский госуный университет им. В.И.Ленина(56) Ханох Б,Ю, Оптические отражраэдрического типа в активныхМинск; БГУ, 1982, с. 15, 23.Авторское свидетельство ССМ 1679448, кл. 0 02 В 5/122, 198(57) Изобретение может быть испв локации и системах связи для Изобретение относится к оптическому приборостроению и локационной технике и может быть использовано в качестве свето- возвращающего 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/ Однако он характеризуется невысокидиапазоном 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 угла ми, равными л/2, л /2, л /4, три других трехгранных угла отражателя образованы двугранными углами, равными соответственно л/2, л /3, л /4, л/2, л /3, л /4, и л/2, л /2, л /4. 1 ил,ль изобретения - расширение угловой апертуры путем обеспечения возвратного действия отражателя со стороны любой его грани.Указанная цель достигается тем, что в уголовом 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 угол ковый отражатель,Уголковый отражатель представляет собой стеклянную призму в форме тетраэдра и содержит четыре грани 1-4, Двугранные углы между гранями 1-4 равны по л/4, между гранями 1 и 3, 2 и 3, 1 и 4 - по л/2, и междугранями 2 и 4- л/3. Трехгранйые углы 5 и 6 образованы двугранными ( л/2;1748108 3 10 15 20 25 35 40 50 й/2; й/4) итрехгранные углы 7 и 8 образованы двугранными(й/2; й /3; й /4).Отражатель работает следующим образом.Падающий пучок света в зависимости от . -направления падения входит в отражательчерез 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, противолежащего 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(й/2; й/2; й /4). Отражение на таком же угле 6 происходит, если свет входит в отражатель через грань 2. В соответствии с законами геометрической оптики трехгранныйугол(й/2; й/2; й/4) послепятикратного 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. - 23 - (1) из которого все остальнье могут быть получены циклической перестановкой входящих в него граней и добавление к ним (в силу закона Стокса об обратимости ходалучей) 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 ( й/2, й/3; й/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 в отражатель через грань 1 или 3 реализуется 42 различных варианта его распространения, В одном из вариантов перебтражения в угле 7, например, реализуется следующая последовательность прохождения граней:-2-3-4-2 - 6-4 - +2 - эЗ - 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- И 1, грани 2- Й; грани 3-Я 1 и грани 4- Й. Эти телесные углы определяют величину угловой апертуры уголкового, отражателя. В прототипе угловой айертуры определяется только углом . Й 1, соответствующим отражению от угла ( й/2; й/2; й/4), являющимся одним иэ трехгранных углов предлагаемого отражателя. Поэтому в предлагаемом техническом решении угловая апертура будет заведомо больше, чем в прототипе Йредл = Й 1 + Я + Я + Й = =2 Й+2 Й)й, (3)Величина диапазона возвратного отражателя находится по формуле, которая в рассматриваемом случае имеет вид4 гйЯ=,;(1 +созО)бр, (4)1=1 огде О - меридианальный угол визирования 1-ой грани, р - азимутальный угол визирования, определяемые для каждогов соответствии с законами геометрической оптики. Конкретно О 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 и = 2, Расчет по формуле (4) для предлагаемого отражателя в случае полного внутреннего отражения дает Й 1 редл =20,4535 й+20,0227 й =0,9524 л хй (стер) и в случае нарушения полного внутренн него отражения ЬЖредл - 2 х х 1,0713 й+ 20,3897 й + 2;932 й (стер), Для прототипа имеем, соответственно Йчрот0,4535 й и Йчрот " 1,0713 й (стер,), т,е. диапазон видимости предлагаемого отражателя по сравнению с прототипом увеличен более чем в 2 раза (на 110% и 173% соответственно).Выбор конструкции предлагаемого отражателя позволяет формировать возвратно отраженные пучки при различных направлениях визирования, используя от1748108 ставитель С. Процкохред М.Моргентал Корректор Т, Палий едактор С. Лисина Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 каз 2503ВНИИПИ оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. 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 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, взаимо- исключающихся при использовании 15 прототипа, направлений. Это увеличивает 6эффективность работы локационных систем.формула изобретения Уголковый отражатель, выполненный в форме тетраэдра, у которого один иэ-трехгранных углов образован двугранными углами, равными й/2, й /2 и Ж /4, о т л 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; л/2,й/З,ж/4 и л/2, л/2, ж/4.