訊號反射

對著峽谷大喊，你的聲音會有一部分以回聲彈回來。沿著傳輸線行進的訊號也一樣：當它抵達遠端，若負載看起來和線並不完全相同，部分的波就會掉頭、往訊號源的方向走回去。那道回頭的波就是反射，也是高頻設計的核心反派。在匹配不良的線上，你得到的不是一個乾淨的訊號，而是原始訊號加上它的回聲，兩者沿線相加又相減。

彈回多少由反射係數來描述，用希臘字母 gamma 表示。它的大小是 gamma = (ZL - Z0) / (ZL + Z0)，其中 ZL 是負載阻抗、Z0 是線的特性阻抗。三種情況道盡全貌：若 ZL 等於 Z0，分子為零、gamma 為零，什麼都不反射，波被完全吸收；若遠端是開路（ZL 無限大），gamma 為 +1，整道波同相彈回；若遠端是短路（ZL = 0），gamma 為 -1，整道波反相彈回。一條 50 歐姆的線接到 75 歐姆的負載，gamma = (75-50)/(75+50) = 25/125 = 0.2，所以波的電壓有 20 % 反射、功率有 4 % 被送回去。

反射之所以重要，是因為它浪費功率、使訊號失真，還可能損壞訊號源。在數位線上它造成鈴振與假邊緣；在射頻功率線上，一個大反射可能讓發射機的輸出級過熱。反射也正是在線上建立駐波的原因，以 VSWR 來量度。解方是阻抗匹配，讓負載看起來像 Z0，使 gamma 趨於零。誠實的提醒：真實負載很少能在整個頻段都完美匹配，所以幾乎總會殘留一些反射，工程師的工作是把它壓到可接受的小，而不是壓到零。