반사계수

Reflection coefficient

물리학 및 전기 공학에서 반사 계수는 전송 매체의 임피던스 불연속성에 의해 반사되는 파형의 양을 설명하는 매개 변수입니다.이것은 입사파에 대한 반사파의 진폭의 비율과 같으며, 각각은 위상파로 표현된다.예를 들어 광학에서 유리면 등 굴절률이 다른 표면에서 반사되는 빛의 양을 계산하거나 전기전송로에서 임피던스 불연속성에 의해 반사되는 전자파의 양을 계산하기 위해 사용된다.반사계수는 투과계수와 밀접하게 관련되어 있습니다.시스템의 반사율은 "반사 계수"라고도 합니다.

전파가 통과하는 매체가 갑자기 변화할 때 파동은 부분 투과율과 부분 반사율을 경험합니다.반사계수는 입사파 진폭에 대한 반사파 진폭의 비율을 결정합니다.

전문 분야마다 용어가 다릅니다.

전송선

통신 및 전송선 이론에서 반사계수는 입사파의 진폭에 대한 반사파의 복잡한 진폭의 비율이다.전송 라인을 따라 있는 모든 지점의 전압과 전류는 지정된 기준 임피던스0 Z가 주어지면 항상 순방향 및 반사방향 이동파로 분해될 수 있습니다.사용되는 기준 임피던스는 일반적으로 관련된 전송 라인의 특성 임피던스이지만 실제 전송 라인이 존재하지 않아도 반사 계수를 말할 수 있습니다.전압 및 전류에 의해 결정되는 순반사파 및 반사파의 경우 반사계수는 입사파V+\ V과 반사파 전압( +\displaystyleV^{+})의 복소비로 정의된다.이는 일반적으로 대문자 감마)로 표현되며 다음과 같이 표기할 수 있습니다.

반사파 및 순방향파와 관련된 전류를 사용하여 정의할 수도 있지만, 두 전류의 반대 방향을 설명하기 위해 마이너스 부호를 도입합니다.

반사계수는 또한 정방향 및 역방향 파동으로 분해 가능한 전력을 정의하는 수량의 다른 필드 또는 회로 쌍을 사용하여 설정할 수 있다.예를 들어 전자평면파의 경우 반사된 의 전계와 순파의 전계(또는 다시 마이너스 부호를 갖는 자기장)의 비율을 이용하고, 각파의 전계 E와 그 자기장 H의 비율은 다시 임피던스0 Z(진공 중의 자유공간의 임피던스와 동일)가 된다.마찬가지로 음향학에서도 각각 음압과 속도를 사용한다.

반사 계수의 측정 위치를 나타내는 간단한 회로 구성.

아래 그림에서 내부 S와 특성 Z 의 전송선이 이어지는 신호 소스는 Thévenin 당량으로 나타나며 실제(저항) 소스에 L(\를 구동합니다. S 기준 0(\ S(\를 사용하여(\를 정의하면 소스의 최대 전원이 L에 전달됩니다. 스타일 \ 0)으로, 반사 전력이 없음을 나타냅니다.보다 일반적으로 반사계수의 제곱크기는 선원에 의해 "반사"되고 흡수되는 전력의 비율을 나타내며, 실제로 부하에 전달되는 전력은1 - 이다.

특성 0의 중간(무손실) 전송 라인을 따라 반사 계수(\})의 크기는 동일하지만 위상은 다릅니다.단락 부하( L \ L}=0})의 경우 부하에서 - 1 \ \Gamma 을 찾습니다.즉, 반사파는 180° 위상 편이(위상 반전)를 가지며, 두 파형의 전압은 해당 지점에서 반대이며 0(단락 요구 시)에 추가됩니다).

부하 임피던스와의 관계

반사계수는 전송선로 끝의 부하임피던스와 선로의 특성임피던스에 의해 결정됩니다.특성 임피던스가 0 },})인 회선을 종단하는 부하 임피던스의 Z 0})은 반사 계수가 다음과 같습니다.

= L - 0 L + 0 \ \Gamma = {L}-} \L}+0}.

이것은 부하에서의 계수입니다.반사 계수는 선의 다른 점에서도 측정할 수 있습니다.무손실 전송 라인의 반사 계수의 크기는 라인을 따라 일정합니다(전방파 및 반사파의 전력).단, 위상은 부하로부터의 전기적 에 따라 달라집니다.부하로부터 L Lm 에서 계수를 측정하여 부하로부터의 전기적 거리가 2 L / { displaystyle = L} 라디안인 경우 해당 지점의 계수 { }은 다음과 같습니다.

반사계수의 위상은 부착된 전송로의 위상길이의 2배만큼 변화한다는 점에 유의하십시오.이는 반사파의 위상지연뿐만 아니라 반사계수가 이들의 몫인 전방파에 최초로 적용된 위상편이를 고려하기 위함이다.이와 같이 측정된 반사계수 δ { displaystyle \는 일반적으로 전송선 반대편에 있는 Z { 과(와) 다른 임피던스에 해당합니다.

복합반사계수(영역 1 \ \ 1)는 Smith 차트를 사용하여 그래픽으로 표시할 수 있습니다.Smith 관리도는(\의 극점 플롯이므로(\의 크기는 중심까지의 점 거리로 직접 지정됩니다(Smith 관리도의 가장자리는 전송로를 따라 진화하는 과정도 마찬가지로 차트 중앙을 중심으로 2 하는 것으로 설명됩니다.Smith 차트의 눈금을 사용하여 결과 임피던스( 0displaystyle 로 정규화)를 직접 읽을 수 있습니다.현대의 전자 컴퓨터가 등장하기 전에 스미스 차트는 이러한 목적을 위한 아날로그 컴퓨터로서 특히 유용했다.

정재파비

정재파비(SWR)는 반사 계수의 크기에 의해서만 결정된다.

R + 1 - \ SWR = {+ \ 1 - \ 。

특성 임피던스0 Z의 무손실 전송로에 따라 SWR은 전압(또는 전류) 최대값 대 최소값(또는 전송선이 그것들을 생성하기에 충분히 긴 경우)의 비율을 나타냅니다.위의 계산에서는 Z를 기준 임피던스로 사용하여0δ(\가 계산되었다고 가정합니다.SWR은 의 크기만을 사용하기 때문에 이를 담당하는 부하 임피던스Z의L 특정 값은 의도적으로 무시하지만 결과적으로 발생하는 임피던스 미스매치의 크기만 사용합니다.이 은 부하 L에 전송 선로 길이를 하면 위상만 변화하고 δ(\ \Gamma})의 크기는 변화하지 않기 때문에 전송 선로(부하 쪽을 바라보면서)에 따라 측정해도 동일하게 유지됩니다.SWR은 반사계수와 일대일 대응하지만 SWR이 됩니다.e 무선 안테나 또는 안테나 시스템에 영향을 미치는 불일치를 설명할 때 가장 일반적으로 사용되는 장점 그림.이 값은 전송선의 송신측에서 측정되는 경우가 가장 많지만, 설명한 바와 같이 안테나(부하) 자체에서 측정되는 값과 동일합니다.

지진학

반사계수는 매체의 신뢰성을 위한 피더 테스트에서 사용됩니다.

광학 및 마이크로파

일반적으로 광학 및 전자기학에서 "반사 계수"는 여기서 설명하는 진폭 반사 계수 또는 상황에 따라 반사율을 나타낼 수 있다.일반적으로 반사율은 대문자 R로 나타내며 진폭 반사 계수는 소문자 r로 나타냅니다.이러한 관련 개념은 고전광학계의 프레넬 방정식에 포함되어 있습니다.

음향학

음향학자는 반사계수를 사용하여 다양한 소재가 음향환경에 미치는 영향을 파악합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  • Public Domain이 문서에는 General Services Administration 문서의 퍼블릭도메인 자료가 포함되어 있습니다."Federal Standard 1037C". (MIL-STD-188 지원)
  • Bogatin, Eric (2004). Signal Integrity - Simplified. Upper Saddle River, New Jersey: Pearson Education, Inc. ISBN 0-13-066946-6. 그림 8-2 및 그림 8-1 279페이지

외부 링크