Che cos’è la riflessione del segnale?

La riflessione del segnale è il processo di rimbalzo di un segnale da un mezzo che non lo assorbe totalmente. Può verificarsi in cavi di rame per segnali elettrici e in fibra ottica per segnali laser o ottici. La riflessione del segnale può verificarsi anche nelle superfici metalliche esterne per le onde elettromagnetiche (EM). Le onde EM viaggiano attraverso la maggior parte degli spazi aperti e non sono visibili.

Lo studio della riflessione del segnale è utilizzato in applicazioni specializzate. Il segnale come suono può essere riflesso da una superficie rigida e ritornare a un ricevitore come segnale sonoro di navigazione e distanza (SONAR). Il radar a penetrazione del suolo utilizza il principio che diverse frequenze radio e diversi materiali di terra produrranno diverse quantità di assorbimento e riflessione del segnale. Nell’adattamento di impedenza, l’obiettivo è assicurarsi che la maggior parte del segnale raggiunga la destinazione o il carico. L’impedenza della sorgente di solito deve corrispondere alla destinazione o all’impedenza di carico per una data sottobanda di frequenze radio.

Nei cavi di trasmissione analogici, la riflessione del segnale viene vissuta come un’eco quando c’è una mancata corrispondenza nell’audio. La maggior parte dei problemi nella trasmissione audio è stata risolta utilizzando l’audio digitalizzato sotto forma di pacchetti di dati del protocollo Internet. Qualsiasi riflesso del segnale sarà visto come errori di dati ed eliminato con schemi di correzione degli errori. Anche la diafonia, che era l’induzione indesiderata di un segnale analogico da un cavo all’altro, viene eliminata utilizzando l’audio digitale come i pacchetti VoIP (Voice over Internet Protocol) in una linea di abbonato digitale.

Il diagramma di Bergeron mostra le tensioni e le correnti risultanti quando l’energia elettrica riflessa si combina con l’energia incidente. Per la migliore integrità del segnale, dovrebbe esserci una riflessione minima, ottenuta mediante l’adattamento di impedenza. In alcuni casi, l’aggiunta di componenti resistivi che assorbono energia elettrica può eliminare totalmente la riflessione, mentre in altri casi impedenze complesse formate dalle combinazioni serie-parallelo di induttanze e condensatori possono fornire la soluzione. La presenza di induttanza e capacità distribuite che dipendono dalla frequenza rende molto impegnativa la progettazione di buoni circuiti di adattamento dell’impedenza.

Altri metodi specializzati di riflessione del segnale includono la distanza ottica in cui il raggio di luce temporizzato può riflettere su un bersaglio a distanza. Data la velocità della luce e il tempo necessario per ricevere il riflesso, è possibile calcolare la distanza dal bersaglio. Nel rilevamento e nella distanza radio (RADAR), il bersaglio riflette i segnali radio quando l’apparecchiatura radar invia una raffica di radiofrequenza. L’apparecchiatura attende qualsiasi segnale riflesso e calcola la distanza in base al ritardo tra la trasmissione del burst di radiofrequenza e la ricezione del segnale riflesso e la velocità delle onde radio nell’aria.