Reflector de esquina

Un reflector de esquina para las pruebas de radar

Un reflector de esquina es un retrorreflector que consta de tres superficies planas que se cruzan mutuamente perpendiculares, que refleja las ondas directamente hacia la fuente, pero traducidas. Las tres superficies que se cruzan a menudo tienen formas cuadradas. Los reflectores de esquina de radar hechos de metal se utilizan para reflejar las ondas de radio de los equipos de radar. Los reflectores ópticos de esquina, llamados cubos de esquina o esquinas de cubo, hechos de prismas de vidrio de tres lados, se utilizan en topografía y alcance láser.

Principio

Principio de trabajo de un reflector de esquina

El rayo entrante se refleja tres veces, una por cada superficie, lo que da como resultado una inversión de dirección. Para ver esto, se puede considerar que los tres vectores normales correspondientes de los lados perpendiculares de la esquina forman una base (un sistema de coordenadas rectangular) (x, y, z) para representar la dirección de un rayo entrante arbitrario, [a, b, c]. Cuando el rayo se refleja desde el primer lado, digamos x, el componente x del rayo, a, se invierte a −a mientras que los componentes y y z no cambian, lo que resulta en una dirección de [−a, b, c]. De manera similar, cuando se refleja desde el lado y y finalmente desde el lado z, los componentes b y c se invierten. Por lo tanto, la dirección del rayo va desde [a, b, c] a [−a, b, c] a [−a, −b, c] a [−a, −b, −c], y sale el reflector de esquina con los tres componentes de dirección exactamente invertidos. La distancia recorrida, relativa a un plano normal a la dirección de los rayos, también es igual para cualquier rayo que entre en el reflector, independientemente del lugar donde se refleje primero.

Animación que muestra los rayos reflejados en un rincón de un cubo (principio reflector de esquina).

En el radar

reflectores de esquina utilizados en radar

reflector de esquina Octahedral en el mástil de un yate.

Una boya en la Bahía de San Diego con placas anguladas en la parte superior.

reflector de radar sobre una apertura de un puente

Un multirreflector en el sitio de pruebas de Nevada utilizado como objetivo de radar para simular bombardeo nuclear

Nota: El reflector de esquina en forma de diamante en el yate se despliega indebidamente; para reflejar mejor el radar de superficie debe desplegarse en la configuración llamada "rain-catching" para presentar una esquina interior como se muestra en la imagen "radar prueba".

Los reflectores de esquina del radar están diseñados para reflejar las ondas de radio de microondas emitidas por los equipos de radar hacia la antena del radar. Esto hace que muestren un fuerte "retorno" en las pantallas de radar. Un reflector de esquina simple consiste en tres superficies conductoras de chapa o pantalla en ángulos de 90° entre sí, unidas entre sí en los bordes, formando una "esquina". Estos reflejan las ondas de radio que vienen de frente a ellos de vuelta paralelas al haz entrante. Para crear un reflector de esquina que refleje las ondas de radar provenientes de cualquier dirección, se colocan 8 reflectores de esquina espalda con espalda en forma de octaedro (diamante). Las superficies reflectantes deben ser más grandes que varias longitudes de onda de las ondas de radio para funcionar.

En navegación marítima se colocan en estribos de puentes, boyas, barcos y, especialmente, botes salvavidas, para que estos se vean con fuerza en las pantallas de radar de los barcos. Los reflectores de esquina se colocan en los mástiles de la embarcación a una altura de al menos 4,6 m (15 pies) sobre el nivel del mar (lo que les da una distancia mínima aproximada al horizonte de 8 kilómetros o 4,5 millas náuticas). El radar marino utiliza microondas de banda X con longitudes de onda de 2,5 a 3,75 cm (1 a 1,5 pulgadas), por lo que se utilizan reflectores pequeños de menos de 30 cm (12 pulgadas) de ancho. En la navegación de aeronaves, los reflectores de esquina se instalan en las pistas rurales para que se muestren en el radar de las aeronaves.

En óptica

Reflexor del cubo de esquina

Apolo 15 Láser Lunar Ranging RetroReflector (LRRR) instalado en la Luna

En óptica, los reflectores de esquina generalmente consisten en tres espejos o caras de prismas reflectantes que devuelven un haz de luz incidente en la dirección opuesta. En topografía, los prismas retrorreflectores se utilizan comúnmente como objetivos para la medición electrónica de distancias de largo alcance utilizando una estación total.

Se han colocado cinco conjuntos de reflectores de esquina ópticos en la Luna para que los utilicen los experimentos de alcance láser lunar que observan el tiempo de vuelo de un láser para medir la órbita de la Luna con mayor precisión de lo que era posible antes. Los tres más grandes fueron colocados por la NASA como parte del programa Apolo, y la Unión Soviética construyó dos más pequeños en los rovers Lunokhod.

Las luces traseras de automóviles y bicicletas están moldeadas con conjuntos de pequeños reflectores de esquina, con diferentes secciones orientadas para ver desde diferentes ángulos. La pintura reflectante para la visibilidad nocturna suele contener perlas esféricas retrorreflectantes. El plástico delgado con estructuras reflectoras de esquina microscópicas se puede usar como cinta, en letreros o cosido o moldeado en la ropa.

Otros ejemplos

Los reflectores de esquina también pueden ocurrir accidentalmente. Los bloques de pisos con balcones a menudo son reflectores de esquina accidentales para el sonido y devuelven un eco distintivo a un observador que hace un ruido agudo, como un aplauso, cerca. De manera similar, en la interpretación de radar, un objeto que tiene múltiples reflejos de superficies lisas produce un retorno de radar de mayor magnitud que la esperada por el tamaño físico del objeto. Este efecto se utilizó en el ADM-20 Quail, un pequeño misil que tenía la misma sección transversal de radar que un B-52.