Vad är signalreflektion?

Signalreflektion är processen med att studsa en signal från ett medium som inte helt absorberar den. Det kan förekomma i kopparkablar för elektriska signaler och i optisk fiber för laser eller optiska signaler. Signalreflektion kan också förekomma i metallytor utomhus för elektromagnetiska vågor. EM-vågorna rör sig genom de flesta öppna utrymmen och är inte synliga.

Studien av signalreflektion används i specialiserade applikationer. Signal som ljud kan återspeglas av en styv yta och återgå till en mottagare som en ljudnavigering och räckviddsignal (SONAR). Den markinträngande radaren använder sig av principen att olika radiofrekvenser och olika markmaterial ger olika mängder signalabsorption och reflektion. Vid impedansmatchning är målet att se till att större delen av signalen når destinationen eller lasten. Källimpedansen måste vanligtvis matcha destinationen eller belastningsimpedansen för ett givet underband av radiofrekvenser.

I analoga överföringskablar upplevs signalreflektionen som ett eko när det är fel i ljudet. De flesta problemen i ljudöverföring har lösts genom att använda digitaliserat ljud i form av datapaket för internetprotokoll. All signalreflektion kommer att ses som datafel och elimineras med felkorrigeringsscheman. Crosstalk, som tidigare var oönskad induktion av en analog signal från en kabel till en annan, elimineras också genom att använda digitalt ljud som VoIP-paket (Voice-Internet Protocol) i en digital abonnentlinje.

Bergeron-diagrammet visar de resulterande spänningarna och strömmarna när reflekterad elektrisk energi kombineras med den infallande energin. För bästa signalintegritet bör det finnas minimal reflektion, vilket uppnås genom impedansmatchning. I vissa fall kan tillsatsen av resistiva komponenter som absorberar elektrisk energi helt eliminera reflektion, medan i andra fall komplexa impedanser som bildas av serieparallella kombinationer av induktorer och kondensatorer kan ge lösningen. Närvaron av distribuerad induktans och kapacitans som är beroende av frekvens gör utformningen av goda impedansmatchningskretsar mycket utmanande.

Andra specialiserade signalreflektionsmetoder inkluderar optiskt intervall där den tidsinställda ljusstrålen får reflekteras till ett avstående mål. Med tanke på ljusets hastighet och tiden det tar att få reflektionen kan avståndet till målet beräknas. Vid radiodetektering och intervall (RADAR) återspeglar målet radiosignaler när radarutrustningen skickar en radiofrekvens. Utrustningen väntar på någon reflekterad signal och beräknar avståndet baserat på förseningen mellan överföringen av radiofrekvensbristning och mottagning av reflekterad signal, och hastigheten för radiovågorna i luften.