반사계수

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 입사파 $V^{-}$ $V^{+}$ V $V^{+}$ +\ $displaystyle$ V $V^{-}$ 과 반사파 전압( $V^{+}$ +\displaystyle $V^{+}$ V^{+}) $V^{+}$ 의 복소비로 정의된다.이는 일반적으로 $\displaystyle\Gamma}($ 대문자 감마)로 표현되며 다음과 같이 표기할 수 있습니다.

(\displaystyle \Gamma = flac {V^{-}} {V^{+}}})

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

\Gamma =-{\frac {I^{-}}}{I^{+}}=black{V^{-}}{V^{+}}}

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 $Z_{S}\,$ $Z_{S}\,$ S $displaystyle Z_{S})$ 와 $Z_{S}\,$ 특성 $Z_{S}\,$ Z $displaystyle Z_{S},})$ 의 $Z_{S}\,$ 전송선이 이어지는 신호 소스는 Thévenin 당량으로 나타나며 실제(저항) 소스에 $Z_{L}$ $Z_{L}$ L(\ $displaystyle Z_{L$ 를 구동합니다. $Z_{S}$ $Z_{S}$ S $(\$ 기준 $Z_{0}$ $Z_{0}$ 0(\ $displaystyle Z_{0})$ $Z_{L}$ $Z_{S}\,$ S(\ $displaystyle Z_{S})$ 를 $Z_{S}\,$ 사용하여 $\Gamma$ (\ $displaystyle \Gamma})$ 를 $\Gamma$ 정의하면 소스의 최대 전원이 $Z_{L}$ $Z_{L}$ L $(\$ ${$ $})$ 에 전달됩니다. $=$ $0(디스플레이$ 스타일 \ $Gamma =$ 0 $\Gamma =0$ )으로, 반사 전력이 없음을 나타냅니다.보다 일반적으로 반사계수 $|\Gamma |^{2}$ 의 제곱크기는 선원에 의해 "반사"되고 흡수되는 전력의 비율을 나타내며, 실제로 부하에 전달되는 전력은 $1-|\Gamma |^{2}$ 1 - $({$ $^{$ $2$ 이다 $|\Gamma |^{2}$ .

특성 $Z_{0}$ $Z_{0}$ 0 $(\$ 의 중간(무손실) 전송 라인을 따라 반사 계수 $|\Gamma |$ (\ $displaystyle \Gamma$ })의 $|\Gamma |$ 크기는 동일하지만 위상은 다릅니다.단락 부하( $Z$ L $=$ \ $displaystyle Z_{$ L}= $Z_{L}=0$ 0})의 경우 부하에서 $δ =$ - 1 \ $display$ \Gamma $=-1$ 을 $\Gamma =-1$ 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 $Z_{0}\,$ 0 $Z_{0}\,$ $Z_{L}$ $Z_{0$ },})인 $Z_{0}\,$ 회선을 종단하는 $Z_{L}$ 부하 임피던스의 Z $L({$ $displaystyle Z_{$ 0})은 반사 계수가 다음과 같습니다.

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}

=

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}

L -

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}

0

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}

L +

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{0}}

0 \

displaystyle

\Gamma = {

Z_{

L}-

Z_{0

} \

over Z_{

L}+

Z_{

0}.

\Gamma ={Z_{L}-Z_{0} \over Z_{L}+Z_{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 $(\displaystyle\phi)$ 에 $\phi$ 따라 달라집니다.부하로부터 L $(\displaystyle$ L $)$ m $L$ $L$ 에서 계수를 측정하여 부하로부터의 전기적 거리가 $\phi =2\pi L/\lambda$ $\phi =2\pi L/\lambda$ 2 $\phi =2\pi L/\lambda$ L / $λ$ { displaystyle $\phi$ = $2\pi$ L $/\lambda$ } 라디안인 $\phi =2\pi L/\lambda$ 경우 해당 지점의 계수 $\Gamma '$ $′$ { $displaystyle \Gamma$ }은 $\Gamma '$ 다음과 같습니다.

(\displaystyle\Gamma'=\Gamma e^{-i,2\phi}})

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 $\Gamma '$ { displaystyle \ $Gamma$ 는 일반적으로 전송선 반대편에 있는 Z $Z_{L}$ { $displaystyle Z_{L}$ 과 $Z_{L}$ (와) 다른 임피던스에 해당합니다.

복합반사계수(영역 $|\Gamma |\leq 1$ 1 \ $displaystyle$ \ $Gamma \leq$ 1)는 Smith 차트를 사용하여 그래픽으로 표시할 수 있습니다.Smith 관리도는 $\Gamma$ (\ $displaystyle \Gamma$ 의 극점 플롯이므로 $\Gamma$ (\ $displaystyle \Gamma)$ 의 $\Gamma$ 크기는 중심까지의 점 거리로 직접 지정됩니다(Smith 관리도의 가장자리는 $|\Gamma |=1$ $|\Gamma |=1$ $(\displaystyle \Gamma =1).$ 전송로를 따라 진화하는 과정도 마찬가지로 차트 중앙을 중심으로 $(\displaystyle$ 2 $\phi)$ $2\phi$ 하는 $2\phi$ 것으로 설명됩니다.Smith 차트의 눈금을 사용하여 결과 임피던스( $Z$ 0 $(\$ displaystyle $Z_{0$ 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.

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

R

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

+

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

1 -

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

\

display style

SWR = {

1

+ \

Gamma \over

1 - \

Gamma }

SWR={1+|\Gamma | \over 1-|\Gamma |}

。

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 사용하여₀ $\Gamma$ δ(\ $displaystyle \Gamma)$ 가 $\Gamma$ 계산되었다고 가정합니다.SWR은 $(\displaystyle \Gamma$ 의 크기만을 사용하기 때문에 이를 담당하는 부하 임피던스Z의_L 특정 값은 의도적으로 무시하지만 결과적으로 발생하는 임피던스 미스매치의 크기만 사용합니다.이 $Z_{L}$ 은 부하 $Z_{L}$ L $(\$ 에 $Z_{L}$ 전송 선로 길이를 $\Gamma$ 하면 위상만 변화하고 δ(\ $display style$ \Gamma $\Gamma$ })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

이 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

반사 이해를 위한 플래시 튜토리얼 반사파가 발생하는 방법, 반사 계수 및 VSWR을 보여주는 플래시 프로그램
반사계수, 입력임피던스, SWR 등을 포함한 정재파도를 그리기 위한 응용 프로그램

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