角反射器
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角反射器(英文名:Corner reflector),是一种由三个平面相互垂直的金属板(网)构成立体角的无源干扰伪装器材,属于雷达反射器的一种。

1969年7月,阿波罗11号宇宙飞船首次登月时,美国人在月球上放置了一个角反射器。1971年,苏联发射“月球车1号”携带了法国制造的角反射器。2018年,由华中科技大学引力中心研制的带有激光角反射器的“鹊桥中继卫星”号中继卫星发射升空。2025年4月27日,“天都一号”通导技术试验星科研团队成功开展了白天强光干扰条件下的地月空间卫星激光测距技术试验,这是全球首次在白天对新一代地月空间激光角反射器实现卫星激光测距。

角反射器的立方体角,实际相当于三块相互垂直的平面镜。当有一条光线AB单射时,经相互垂直的M1与M2两块平面镜反射后,沿CD方向即沿AB的反方向射出去。空间上沿任意方向射向角反射器的光线均可经两次或最多三次反射,沿原来入射方向的反方向射出,这就是角反射器的原理。因此,可以得出角反射器的特点是:无论光线从哪一个方向射向它,它都能将入射光线逆原方向反射回去。角反射器可以按照形状、材料、结构、象限等进行分类。角反射器在日常交通、航海、军事等领域有广泛的应用。

定义

角反射器是一种由三个平面相互垂直的金属板(网)构成立体角的无源干扰伪装器材。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。

历史沿革

1969年7月阿波罗11号宇宙飞船首次登月时,美国人在月球上放置了一个角反射器,它是由100块熔融石英直角锥棱镜排列成的边长为18英寸的方阵。地面上发出的激光只要射中这个角反射器,反射光总能返回原处。最后用这个角反射器测出月地之间的距离为353911215米,精度差小于10米,为人类对月球的探究做出了巨大贡献。1971年苏联发送“月球车1号”携带了法国制造的角反射器,并利用它测定了地月之间的距离是383911.218 公里。

2018年,携带有激光角反射器的“鹊桥中继卫星”号中继星发射升空,该激光角反射器是中继星激光测距项目的核心部件,由华中科技大学引力中心承担其研制任务。

意大利航天局(ASI)与ispace-EUROPE于2024年签署协议,合作将LaRA2激光反射器送上月球;2025年美国萤火虫航天的蓝色幽灵号着陆器着陆月球,蓝色幽灵号携带了包括新一代激光反射器在内的10套美国航空航天局仪器。2025年中国科学院上海天文台研制的新型激光角反射器联合地面测站首次成功实施了35万公里地月距离尺度的卫星激光测距试验,中国因此成为全球第2个能够在地月距离上实现单角锥反射器激光测距的国家。

2025年4月27日,“天都一号”通导技术试验星科研团队成功开展了白天强光干扰条件下的地月空间卫星激光测距技术试验,这是全球首次在白天对新一代地月空间激光角反射器实现卫星激光测距。

命名规则

角反射器的命名由四个符号组成:第一个符号为汉语拼音字母,表示角反射器反射面的形状。F—正方形;G—三角形;S—扇形;FG、FS、GS—混合形。

第二个符号也为汉语拼音字母,表示角反射器结构形式的特点。例如:Y—永固式;Z—装配式;D一折叠式;H一混合式。

第三个符号为阿拉伯数字,表示角反射器是单角、四角还是八角,通常单角的“1”字略去不写。

第四个符号也为阿拉伯数字,表示角反射器的棱边长度,单位以cm表示。例如,FZ1-100(或写成FZ-100),表示为方形、装配式、单角、棱边长100cm的角反射器。

原理

角反射器的立方体角,实际相当于三块相互垂直的平面镜。当有一条光线AB单射时,经相互垂直的M1与M2两块平面镜反射后,沿CD方向即沿AB的反方向射出去。由此可以想象到空间上沿任意方向射向角反射器的光线均可经两次或最多三次反射最终将沿原来的入射方向的反方向射出的情形。这就是角反射器的原理。因此,可以得出角反射器的特点是:无论光线从哪一个方向射向它,它都能将入射光线逆原方向反射回去。

分类

角反射器可分为如下种类:

1.按面板的形状分:有方形、三角形、扇形、混合形等角反射器;

2.按面板的材料分:有金属板、金属网、镀金属薄膜等角反射器;

3.按结构形式分:有永固式、折叠式、装配式、混合式、充气式等角反射器;

4.按象限数目分:有单角、4角、8角角反射器;

5.按棱边尺寸分:有50厘米、75厘米、120厘米、150厘米制式角反射器(一般棱边长等于10~80倍波长)。

特性

反射

反射器具有一个重要的特性,即它能够将单射的电磁波按原方向反射回去。因此,它具有形体尺寸小、雷达截面大,并有较宽的二次散射方向图等优点。

1)一次反射当电磁波入射方向平行于两个反射面,即垂直于一个反射面入射时,显然只存在一次反射,而且电磁波沿入射方向返回。

2)二次反射当入射波束平行于一个反射面时,相当于一个二面角反射器。

3)三次反射当入射波束不与任一反射面平行时,同时存在一次、二次、三次反射,根据几何光学同样可以证明:只有三次反射才能沿入射方向返回;所有三次反射,其波程相等,即与入射线相垂直的平面是波的等相位面。

散射方向性

角反射器的散射方向性以其方向图宽度来表示,即其雷达截面积降为最大雷达截面积的一半的角度范围。角反射器的方向性包括水平方向性和垂直方向性,它们在对雷达的干扰中都具有重要意义。

角反射器的方向图应越宽越好,以便在较宽的角度范围对雷达都有较强的回波。正方形角反射器具有最强的方向性,而三角形角反射器有比较均匀的反射特性。

应用

日常生活中,角反射器最常见的应用就是自行车尾部的那个黄色会反光的塑料灯。其实塑料灯本身不能发光,但当晚上有灯照到上面的时候,它就能发出光,原因是那个塑料灯就是角反射器,将光沿原方向反射回去了,从而保证夜晚不会被后面的车因看不到而撞到。

在海上遇险救生和航道船舶航行安全领域,角反射器也有很好的用途。船舶放置雷达反射器,可提高雷达回波显示,避免碰撞减少意外。海面养殖及作业的小船放置雷达反射器,避免船舶误入造成不必要的损失。主要航道和意发事故海域,如沉船琼台礁浅礁放置雷达反射器,防止在特殊气象条件下船舶航行出现意外。

当然,角反射器最主要的应用在军事领域,主要是隐真示假、欺骗迷惑敌人,比如在同一条江河公路桥或铁路桥附近,用角反射器在河面吊挂一座假桥,那么在轰炸机的雷达屏幕上回波最大的桥就是角反射器桥,而不是真桥,炸弹也是根据目标回波去寻找轰炸目标;角反身器可以模拟部队行军队形,在海面可以用多艘木制小船安放大角反射器,摸拟海军舰艇编队。

随着科技的发展,角反射器在新兴领域找到了更多创新应用,在自动驾驶技术中,角反射器被用来增强道路标志的可见性,提高激光雷达(LiDAR)系统在各种天气条件下的性能,从而提升自动驾驶汽车的安全性和可靠性。在增强现实(AR)技术领域,微型角反射器作为精确定位的标记点,帮助AR设备在大型室内空间中准确确定用户位置和方向,提供更沉浸式的体验。

此外,角反射器在5G和6G高频毫米波通信中,它被用来增强信号强度和改善覆盖范围。在量子通信领域,角反射器提高了光子的收集效率,对建立安全的量子密钥分发(QKD)系统至关重要。最后,在智能城市规划中,角反射器被整合到基础设施中,为各种传感器和自动化系统提供精确定位和环境感知能力。

参考资料 >

中国科学院、意大利国家核物理研究院等多家单位:中国嫦娥六号部署的月背首个激光角反射器 | SPACE导读 .微信公众平台.2026-03-27

什么是角反射器? .微信公众平台 .2026-03-20

[科普时间到 Vol.128]-角反射器:光学世界中的巧妙装置 .微信公众平台.2026-03-25

平面镜.中国科学院西安光学精密机械研究所.2026-03-20

【70周年校庆·校史上的今天】5月21日 .华中科技大学新闻网.2026-03-27

这面太空超强“反射镜”,实现新突破! .百家号.2026-03-20

角反射器:让光线“掉头” .微信公众平台.2026-03-20

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