上次发的内容简单讲述了光的反射定律及其应用。下图中的反射角度关系为∠β=2∠α;
如果α=90度,亦即相互垂直的两个平面镜反射,代入镜面,得到∠β=度。也就是说入射光线和出射光线相互平行。反射如图所示。这是一个很重要的反射器。反射光线平行于入射光线传播,两光束的距离很近,可以认为又反射回到了光源处。是由于镜面反射而不是漫反射回到光源处,因此反射回去的能量很强。
上述的反射装置中,两个平面镜的法线和入射光线位于同一个平面内,因此反射光线也位于该平面内。如果入射光线和法线不在同一个平面内,最初的入射光线和最后的反射光线并不平行,而是空间互成角度的两条射线。在实际的应用中非常难以保证法线和入射光线位于同一个平面内,实际的反射装置如下图所示。采用三个相互垂直的平面镜作为反射面。这个装置称为角反射器。
如果入射光线经过了三次镜面反射后,反射光线和入射光线是平行的,不管入射光线和镜面的夹角多少度。如果正好入射光线和某个镜面平行,则只需要经过两个镜面反射即可回到光源发射处。
角反射器在日常生活中见的最多的是自行车的尾灯,红色的尾灯里面是一个个小的角反射器,将自行车后面行驶汽车的灯光反射回去,提醒汽车驾驶人员注意前面行驶的自行车。
现代测量距离技术中,激光测距非常普遍。测距原理为测距仪器发射一束激光,经过被测物反射后,测距仪检接收到反射激光,计算发射到接收反射激光的时间差,然后再乘以光速,即可精确测量出两地之间的往返距离。对月地之间的距离测量也是如此。但是由于距离非常遥远,激光在月球上发生漫反射,回到地球上测量装置的信号及其微弱,信号的处理捕捉非常困难,测量误差较大。于年7月21日美国阿波罗飞船在月球上的“宁静海”登陆后,宇航员在月球上放了一台“角反射器列阵”。这个角反射器将接收到的信号平行反射回地球,接收装置的信号强度极大增加,大大提高了用激光测定月地距离的精确度。
光线是电磁波的一种,波长较短。电磁波被广泛用于目标的距离和速度探测中,电磁波遵循反射和折射。雷达(radiodetectionandranging)首先发射一束电磁波,照射到探测物后,被漫反射回来,雷达根据反射信号和发射信号的关系判断出距离的远近与速度。之所以探测的距离有限是由于远距离的目标反射信号太弱,淹没于噪声中没办法处理。但是如果火控雷达或者制导雷达锁定了下面这架飞机后呢?会如何?一个明显的角反设器的存在,雷达发射过来的信号被强烈反射回到接收机,会被导弹雷达盯到死。。。
中国的DF26导弹是用于直接攻击大洋上的大型舰船的,比如说航空母舰等。根据网上的消息(下列所有的图片为通过百度公开获得),为了试验武器的可靠性。试验方用了意外事故报废的愿望4号测量船。测量船的大小和航母相当。为了在试验中引导末端制导,特地在测量船的尾部附近加装了角反射器。图中红色区域内。据网上的消息说,试验获得了成功。在几千公里外发射的导弹击中了目标。这也是现在美国航母从此再也不敢靠近中国近海的原因。
道高一尺,魔高一丈。在现代舰船的防御导弹袭击的方式中,有一个非常简单低成本的方法:在目标附近设置角反射装置,这样导弹的探测雷达会接收到强烈的反射信号,直接对准角反射器飞驰过去。不知道DF26是否能够识别这样的简易假目标。。。
先进的隐形武器主要靠两个方面来实现雷达探测隐身,一为将雷达信号吸收,二为尽可能把雷达信号不是沿着发射的方向反射,这也是为何美国的B2和退役的F这么怪异的原因。F22,F35和中国的J20外形都那么赏心悦目的原因就是为了减少发射方向的雷达信号反射。
既然加装了角反射器,能够强烈增加发射信号,那么这个东西就是隐形武器的克星。在设计隐形武器时候,就必须千方百计消除角反射器存在的可能。两个尾翼之间的夹角以及尾翼和机身间的夹角不能出现90度。但是问题来了,在试飞过程中还是需要用己方雷达全时监控的。而且为了在非战时让敌方无法知道隐身的性能,需要在平时飞行中具有正常的反射特征。携带角反射器是一个不错的选择。但是角反射器大,重,不方便飞机携带。为了解决这个问题,龙勃透镜是常用的方式。龙勃透镜的原理在最后一张图,里面的折射介质是不均匀的,因此在球体内部不是直线传播。
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