Wat is signaalreflectie?
Signaalreflectie is het proces waarbij een signaal wordt teruggestuurd door een medium dat het niet volledig absorbeert. Het kan voorkomen in koperkabels voor elektrische signalen en in optische vezels voor laser- of optische signalen. Signaalreflectie kan ook optreden in metalen buitenoppervlakken voor elektromagnetische (EM) golven. De EM-golven reizen door de meeste open ruimtes en zijn niet zichtbaar.
De studie van signaalreflectie wordt gebruikt in gespecialiseerde toepassingen. Signaal als geluid kan worden gereflecteerd door een star oppervlak en terugkeren naar een ontvanger als een geluidnavigatie- en bereiksignaal (SONAR). De grond doordringende radar maakt gebruik van het principe dat verschillende radiofrequenties en verschillende grondmaterialen verschillende hoeveelheden signaalabsorptie en reflectie zullen produceren. Bij impedantie-matching is het doel ervoor te zorgen dat het grootste deel van het signaal de bestemming of belasting bereikt. De bronimpedantie moet meestal overeenkomen met de bestemming of de impedantie laden voor een bepaalde subband van radiofrequenties.
Bij analoge transmissiekabels wordt signaalreflectie ervaren als een echo wanneer de audio niet overeenkomt. De meeste problemen met audiotransmissie zijn opgelost door gedigitaliseerde audio te gebruiken in de vorm van internetprotocoldatapakketten. Elke signaalreflectie wordt gezien als datafout en geëlimineerd met foutcorrectieschema's. Overspraak, die vroeger de ongewenste inductie was van het ene analoge signaal van de ene kabel naar de andere, wordt ook geëlimineerd door digitale audio te gebruiken, zoals de Voice over Internet Protocol (VoIP) -pakketten in een digitale abonneelijn.
Het Bergeron-diagram toont de resulterende spanningen en stromen wanneer gereflecteerde elektrische energie wordt gecombineerd met de invallende energie. Voor de beste signaalintegriteit moet er een minimale reflectie zijn, die wordt bereikt door aanpassing van de impedantie. In sommige gevallen kan de toevoeging van resistieve componenten die elektrische energie absorberen de reflectie volledig elimineren, terwijl in andere gevallen complexe impedanties gevormd door de serie-parallelle combinaties van inductoren en condensatoren de oplossing kunnen bieden. De aanwezigheid van verdeelde inductantie en capaciteit die afhankelijk is van de frequentie, maakt het ontwerp van goede impedantie-matchingcircuits zeer uitdagend.
Andere gespecialiseerde signaalreflectiemethoden omvatten optisch bereik waarbij getimede lichtstraal mag reflecteren naar een bereik. Gezien de snelheid van het licht en de tijd die nodig is om de reflectie te ontvangen, kan de afstand tot het doel worden berekend. Bij radiodetectie en bereik (RADAR) reflecteert het doel radiosignalen wanneer de radarapparatuur een uitbarsting van radiofrequentie verzendt. De apparatuur wacht op elk gereflecteerd signaal en berekent de afstand op basis van de vertraging tussen de overdracht van radiofrequentiesalvo en de ontvangst van gereflecteerd signaal en de snelheid van radiogolven in de lucht.