מחזיר תלת-הדרלי, המכונה גם מחזיר פינה או מחזיר משולש, הוא התקן פסיבי המשמש בדרך כלל באנטנות ובמערכות מכ"ם. הוא מורכב משלושה מחזירי גל מישוריים היוצרים מבנה משולש סגור. כאשר גל אלקטרומגנטי פוגע במחזיר תלת-הדרלי, הוא יוחזר חזרה לאורך כיוון הפגיעה, ויוצר גל מוחזר שווה בכיוון אך הפוך בפאזה לגל הפגיעה.

להלן מבוא מפורט למחזירי פינה תלת-הדרליים:

מבנה ועיקרון:

מחזיר פינה תלת-הדרלי מורכב משלושה מחזירי גל מישוריים שבמרכזם נקודת חיתוך משותפת, ויוצרים משולש שווה צלעות. כל מחזיר מישורי הוא מראה מישורית שיכולה להחזיר גלים פוגעים בהתאם לחוק ההחזרה. כאשר גל פוגע במחזיר הפינה התלת-הדרלי, הוא יוחזר על ידי כל מחזיר מישורי ובסופו של דבר ייצור גל מוחזר. בשל הגיאומטריה של המחזיר התלת-הדרלי, הגל המוחזר מוחזר בכיוון שווה אך הפוך לכיוון הגל הפוגע.

תכונות ויישומים:

1. מאפייני החזרה: מחזירי פינה תלת-הדרליים בעלי מאפייני החזרה גבוהים בתדר מסוים. הם יכולים להחזיר את הגל הפוגע בחזרה עם החזרה גבוהה, וליצור אות החזרה ברור. בשל הסימטריה של המבנה שלהם, כיוון הגל המוחזר מהמחזיר התלת-הדרלי שווה לכיוון הגל הפוגע אך הפוך בפאזה.

2. אות מוחזר חזק: מכיוון שהפאזה של הגל המוחזר הפוכה, כאשר המשקף התלת-הדרלי הפוך לכיוון הגל הפוגע, האות המוחזר יהיה חזק מאוד. זה הופך את המשקף הפינה התלת-הדרלי ליישום חשוב במערכות מכ"ם לשיפור אות ההד של המטרה.

3. כיווניות: מאפייני ההחזרה של מחזיר הפינה התלת-הדרלי הם כיווניים, כלומר, אות החזרה חזק ייווצר רק בזווית פגיעה ספציפית. זה הופך אותו לשימושי מאוד באנטנות כיווניות ובמערכות מכ"ם לאיתור ומדידת מיקומי מטרות.

4. פשוט וחסכוני: מבנה מחזיר הפינה התלת-הדרלי הוא פשוט יחסית וקל לייצור ולהתקנה. הוא עשוי בדרך כלל מחומרים מתכתיים, כגון אלומיניום או נחושת, בעלי עלות נמוכה יותר.

5. תחומי יישום: מחזירי פינה תלת-הדרליים נמצאים בשימוש נרחב במערכות מכ"ם, תקשורת אלחוטית, ניווט תעופה, מדידה ומיקום ותחומים אחרים. ניתן להשתמש בהם כאנטנה לזיהוי מטרות, מרחק, איתור כיוון וכיול וכו'.

להלן נציג מוצר זה בפירוט:

כדי להגביר את כיווניות האנטנה, פתרון אינטואיטיבי למדי הוא להשתמש במחזיר אור. לדוגמה, אם נתחיל עם אנטנת חוט (נניח אנטנת דיפול חצי גל), נוכל להניח מאחוריה יריעת מוליכה כדי לכוון את הקרינה בכיוון קדימה. כדי להגביר עוד יותר את כיווניות הקרינה, ניתן להשתמש במחזיר אור פינתי, כפי שמוצג באיור 1. הזווית בין הלוחות תהיה 90 מעלות.

איור 1. גיאומטריה של מחזיר אור פינתי.

ניתן להבין את דפוס הקרינה של אנטנה זו באמצעות תורת התמונות, ולאחר מכן חישוב התוצאה באמצעות תורת המערכים. לשם נוחות הניתוח, נניח שהלוחות המחזירים הם בעלי היקף אינסופי. איור 2 להלן מציג את התפלגות המקורות המקבילה, התקף לאזור שלפני הלוחות.

איור 2. מקורות מקבילים במרחב הפנוי.

העיגולים המקווקווים מציינים אנטנות שנמצאות בפאזה עם האנטנה בפועל; אנטנות בעלות ה-x החוצה נמצאות בזווית של 180 מעלות מחוץ לאנטנה בפועל.

נניח שלאנטנה המקורית יש דפוס רב-כיווני הניתן על ידי （）. אז דפוס הקרינה (R) של "קבוצת הרדיאטורים המקבילה" של איור 2 ניתן לכתוב כך:

האמור לעיל נובע ישירות מאיור 2 ומתורת המערכים (k הוא מספר הגל). לתבנית המתקבלת תהיה אותה קיטוב כמו לאנטנה המקורית המקוטבת אנכית. הכיווניות תגדל ב-9-12 dB. המשוואה לעיל נותנת את השדות המוקרנים באזור שלפני הלוחות. מכיוון שהנחנו שהלוחות אינסופיים, השדות שמאחורי הלוחות הם אפס.

הכיווניות תהיה הגבוהה ביותר כאשר d הוא חצי אורך גל. בהנחה שהאלמנט המקרין של איור 1 הוא דיפול קצר עם דפוס הניתן על ידי (), השדות עבור מקרה זה מוצגים באיור 3.

איור 3. דפוסי פולאר ואזימוט של דפוס קרינה מנורמל.

דפוס הקרינה, העכבה וההגבר של האנטנה יושפעו מהמרחקdשל איור 1. עכבת הקלט מוגברת על ידי המשקף כאשר המרווח ביניהם הוא חצי אורך גל; ניתן להפחיתה על ידי העברת האנטנה קרוב יותר למשקף. האורךLשל המחזירי אור באיור 1 הם בדרך כלל 2*d. עם זאת, אם עוקבים אחר קרן הנעה לאורך ציר ה-y מהאנטנה, היא תוחזר אם האורך הוא לפחות (). גובה הלוחות צריך להיות גבוה יותר מגובה האלמנט המקרין; אולם מכיוון שאנטנות ליניאריות אינן מקרינות היטב לאורך ציר ה-z, פרמטר זה אינו חשוב באופן קריטי.