Mikä on signaalin heijastus?

Signaalin heijastus on prosessi, jossa signaali pompataan väliaineesta, joka ei täysin absorboi sitä. Sitä voi esiintyä kuparikaapeleissa sähköisiin signaaleihin ja optisiin kuituihin laser- tai optisiin signaaleihin. Signaalin heijastuminen voi tapahtua myös sähkömagneettisten (EM) aaltojen metallipinnoilla. EM -aallot kulkevat useimpien avoimien tilojen läpi eivätkä ole näkyvissä.

Signaalin heijastuksen tutkimusta käytetään erikoissovelluksissa. Signaali äänenä saattaa heijastua jäykältä pinnalta ja palata vastaanottimeen ääninavigointi- ja etäisyyssignaalina (SONAR). Maanläpäisevä tutka käyttää periaatetta, jonka mukaan eri radiotaajuudet ja erilaiset maamateriaalit tuottavat eri määriä signaalin absorptiota ja heijastusta. Impedanssin sovituksessa tavoitteena on varmistaa, että suurin osa signaalista saavuttaa määränpään tai kuorman. Lähdeimpedanssin on yleensä vastattava määrä- tai kuormitusimpedanssia tietylle radiotaajuuksien osakaistalle.

Analogisissa siirtokaapeleissa signaalin heijastuminen koetaan kaiuna, kun äänessä on epäsuhta. Suurin osa äänilähetyksen ongelmista on ratkaistu käyttämällä digitaalista ääntä Internet -protokollan datapakettien muodossa. Kaikki signaalin heijastukset nähdään datavirheinä ja poistetaan virheenkorjausmenetelmillä. Ylikuuluminen, joka oli aiemmin ei -toivottu yhden analogisen signaalin indusointi kaapelista toiseen, poistetaan myös käyttämällä digitaalista ääntä, kuten VoIP -paketteja digitaalisessa tilaajalinjassa.

Bergeronin kaavio näyttää syntyvät jännitteet ja virrat, kun heijastunut sähköenergia yhdistyy tulevan energian kanssa. Parhaan signaalin eheyden saavuttamiseksi heijastumisen tulisi olla minimaalista, mikä saavutetaan impedanssin sovittamisella. Joissakin tapauksissa sähköenergiaa absorboivien resistiivisten komponenttien lisääminen voi kokonaan poistaa heijastumisen, kun taas toisissa tapauksissa ratkaisut voivat tarjota monimutkaiset impedanssit, jotka muodostuvat induktorien ja kondensaattoreiden sarja-rinnakkaisista yhdistelmistä. Hajautetun induktanssin ja taajuudesta riippuvan kapasitanssin läsnäolo tekee hyvien impedanssien sovituspiirien suunnittelusta erittäin haastavaa.

Muita erikoistuneita signaalinheijastusmenetelmiä ovat optinen etäisyys, jossa ajastetun valonsäteen annetaan heijastua etäisyyskohteeseen. Kun otetaan huomioon valon nopeus ja heijastumisen vastaanottamiseen kuluva aika, etäisyys kohteeseen voidaan laskea. Radiotunnistuksessa ja -etäisyydessä (RADAR) kohde heijastaa radiosignaaleja, kun tutkalaite lähettää radiotaajuisen purskeen. Laite odottaa heijastunutta signaalia ja laskee etäisyyden radiotaajuisen purskeen lähetyksen ja heijastuneen signaalin vastaanoton välisen viiveen ja radioaaltojen nopeuden perusteella ilmassa.