角反射器

雷达波反射器

角反射器又名雷达反射器，它是通过金属板材根椐不同用途做成的不同规格的雷达波反射器。当雷达电磁波扫描到角反射后，电磁波会在金属角上产生折射放大，产生很强的回波信号，在雷达的屏幕上出现很强的回波目标。由于角反射器有极强的反射回波特性，所以被广泛应用于军事、船舶遇险救生等领域，自二次世界大战中雷达技术成熟广泛使用以来一直在应用。

概念

图1所示为由两个互相垂直的平面镜和构成的反射器。

它能使入射光线经这两个平面镜反射后，沿方向（）射出，但入射光要求在跟这两个镜面垂直的平面内入射。对于从任意方向入射的光线，如果要求沿与原来相反的方向反射回去，那就需要采用角反射器装置。角反射器是由三个相互垂直的平面镜组成的（见图2）。

图3a和图3b分别表示角反射器的两个投影图：a为正视图，平面镜、与画面垂直，平面镜位于画面上；b为侧视图，镜位于画面上，镜和与画面垂直。

先假设第三个平面镜不起作用，在这种情况下分析：设光线中有一个光子以速度沿直线射在镜上（图3b），此光子如同一个弹性小球，沿直线反弹，因此改变了速度方向。若将速度分解为平行于镜面的分速度和垂直于镜面的分速度，平面镜则使方向反向为，方向不变。反射光子的速度是分速度和的合速度。同样第二个平面镜在点改变分速度的方向（方向平行于第一个平面镜，但垂直于第二个平面镜）。两次反射的结果，速度的两个分速度和的方向都变为反方向了，因此速度的方向经反射后，变为相反方向，表明光子沿与原来光路平行的直线离去（上述情况是在速度的第三个分速度为零情况下进行讨论的）。从图3b所示可见，光子沿着光路（平行平面镜）射入，在点反射，又射向平面镜（重新平行平面镜），在点反射，沿光路反向射出（再次平行平面镜）。

如果光子有第三个分速度，它垂直于第三个平面镜（图3c）。则光子分别在点和点经两个面反射后，射向第三个点H，光子分速度的方向将变为反向的。由此可见，光子经三次反射（E、F、H），都导致组成光子速度矢量的分速度方向反向，因而光子反射后的合速度方向与原运动方向相反（图3d）。这就证明了无论入射光线从什么方向入射，经角反射器中每个平面镜反射后，都将沿与原方向相反的方向反射回去。

角反射器的应用

图4所示为角反射器的一个应用例子。

它由一排排三棱锥形镜组成（底面对红光是透明的）。当把它装在自行车后轮挡板上作为尾灯时，自行车后面的车辆的灯光照射在它上面，照明光束将返回到车灯部位，使司机能清楚地看到闪耀红光的目标，以引起注意。如果把它装置在高速公路和铁路上作为分隔线或路标时，在夜间，灯光射在上面，经反射后，尤为明亮，保证了夜间行车的交通安全。

1969年7月20日，美国“阿波罗11号”飞船，在登月飞行时，曾将一种特别的角反射器安放在月球上。此反射器是由100块石英正立方棱镜陈列构成的（每一块石英均被切去一部分）。1971年，苏联宇宙飞船“月球1号”也成功地将角反射器安放在月球“一片海”区域。当法国和苏联分别向角反射器发射激光束时，光束均能从月球上返回原处。

角反射器可用来精确地测定月、地距离，测量精度极高。角反射器也能用于激光谐振器、大地测量和无线电探测中。若将角反射器放置在遥远的沙漠和海洋地区，则航海员发射的雷达波，经远处的角反射器反射后，能按原路返回发射站，使航海员在自己船上的雷达屏幕上能清晰地看到浅滩。宇宙飞船携带角反射器，可使地面借助雷达来监视宇宙飞船运行情况。

1974年，苏联《水星》杂志上曾刊登过一篇文章，设想如果能向太阳系发送角反射器，则人们能探测千百万年前地球外的文明。据计算若将直径约为1km的角反射器放置在海王星区，那么它给雷达的反射信号其大小可与无线电探测器已发现的水星产生的反射信号大小相当。太阳光射向角反射器，由于角反射器的特性，反射信号应返回太阳。但是当地球运行在太阳与角反射器之间时，人的肉眼也能发现角反射器呈星点形。如果角反射器旋转，它就会闪闪发光，从而可成功地截取从角反射器反射的信号。

利用角反射器可进行宇宙间的光通信。从地球上向宇宙飞船发射激光束，透过透明的慧窗，射到由许多有弹性的薄面镜构成的角反射器上后，返回地球的光线具有恒定强度。如果宇航员对角反射器讲话，会引起角反射器弹性薄镜振动。于是各平面镜夹角随传递声信号合节拍地微微变化。夹角一超出90°，角反射器即散射，使射向接收站方向的光信号的光通量减弱。借助特制的检波器，使振动信号转化为电信号，经放大输入扬声器，就可听到宇航员传来的讲话声。当地球向宇宙飞船发出经传递信号强度调制的激光时，飞船上的角反射器薄镜振动，宇航员就能收到地面站传来的信号。利用角反射器进行宇宙光通信的优点是：重大仪器和供给源等都在地面接收站，宇宙飞船上只需携带角反射器装置，这就可大大减轻飞船的负载，节省飞船上能量，并保证高度的可靠性。当然，实现这一设想需要相当高的技术。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省