Reflexionsfaktor r
Der Reflexionsfaktor r ist definiert als das Verhältnis aus rücklaufender Spannung Ur zur hinlaufenden Spannung Uh .
Reflexionsfaktor:
r = Reflexionsfaktor [1]
Ur = Spannung (rücklaufend) [V]
Uh = Spannung (hinlaufend) [V]
Pr = Leistung (rücklaufend) [W]
Ph = Leistung (hinlaufend) [W]
ZV = Lastimpedanz [Ω]
ZW = Wellenwiderstand [Ω]
Der Reflexionsfaktor r ist ein dimensionsloser Faktor der die Größe der reflektierten Welle zur durchgelassenen Welle beschreibt.
Der Reflexionsfaktor r ist über das Verhältnis aus Spannung (rücklaufend) Ur zur Spannung (hinlaufend) Uh definiert. Er lässt sich aber auch der Leistung P oder aus dem Wellenwiderstand ZW und Lastimpedanz ZV darstellen.
Ursache der Reflexion können u.a. Steckverbindungen oder angeschlossene Kabel, Antennen und Geräte mit verschiedenen Wellenwiderständen sein. Reflexion entstehen aber auch durch die Leitungsgeometrie oder Isolatoreigenschaften verändernde Störstellen.
Am Leitungseingang & -ende addieren sich die vor- und rücklaufenden Spannungen. Die Ströme ergeben aufgrund der Phasenverschiebung am Leitungseingang einen kleineren Gesamtstrom.
Reflexionsfaktor:
Der Reflexionsfaktor r (Betrag) lässt sich auch aus dem Stehwellenverhältnis s errechnen:
r = Reflexionsfaktor [1]
s = Stehwellenverhältnis [1]
|
Für eine rein ohmsche Lastimpedanz ZV (ZV ≙ Ra) kann der Reflexionsfaktor r Werte zwischen -1 und +1 annehmen.
|
|||
| Reflexionsfaktor r | Lastimpedanz ZV | ||
|---|---|---|---|
| r = -1 | Kurzschluss | rücklaufende Welle um 180° phasenverschoben mit hinlaufender Welle |
ZV = 0 |
|
Verteilung von Spannung U und Strom I auf einem Antennenkabel bei Kurzschluss 
|
|||
| r = 0 | Anpassung | keine reflektierte Welle |
ZV = ZW |
|
Verteilung von Spannung U und Strom I auf einem Antennenkabel bei Leistungsanpassung (Ri = Ra) 
|
|||
| r = 1 | Leerlauf | rücklaufende Welle in Phase mit hinlaufender Welle |
ZV = ∞ |
|
Verteilung von Spannung U und Strom I auf einem Antennenkabel bei Leerlauf 
|
|||
| ZV | ZW | Reflexionsfaktor r | |
|---|---|---|---|
| 0 Ω | 50 Ω | -1 | Kurzschluß |
| 50 Ω | 50 Ω | 0 | Anpassung |
| 75 Ω | 50 Ω | 0.2 | Fehlanpassung |
| ∞ Ω | 50 Ω | 1 | Leerlauf |
| 0 Ω | 75 Ω | -1 | Kurzschluß |
| 50 Ω | 75 Ω | -0.2 | Fehlanpassung |
| 75 Ω | 75 Ω | 0 | Anpassung |
| ∞ Ω | 75 Ω | 1 | Leerlauf |
Bei Fehlanpassung einer Signalkette, z.B. wenn an einen 50 Ω - Sender ein 75 Ω - Videokabel angeschlossen wird, beträgt der Reflexionsfaktor r an der ersten Schnittstelle 0,2.
Das bedeutet, dass die Amplitude y der rücklaufenden Welle 20% der vorlaufenden Welle beträgt.
Das Rückflußdämpfungsmaß αr beträgt ca. 14 dB.
Für eine Senderausgangsleistung PA von 50 mW (ca. 17 dBm) bedeutet das eine Rücklaufleistung PR von ca. 2 mW ...
17 dBm(≈ 50 mW) - 14 dB = 3 dBm (≈ 2 mW)
... und eine daraus resultierende Vorlaufleistung PV von 48 mW die an der zweiten Schnittstelle weitergegeben werden kann.
Für die folgende Schnittstelle: 75 Ω - Videokabel ⇔ 50 Ω - Antenne beträgt der Reflexionsfaktor r dann -0,2 und somit das Rückflußdämpfungsmaß αr ebenfalls ca. 14 dB und die Rücklaufleistung PR wiederum (etwas weniger) als 2 mW.
In der Gesamtbilanz der Verwendung eines fehlangepassten Kabels, kommt ein Leistungsverlust von 4 mW, ca. 8 % zum tragen.
