Signaalihäviö

Signaalihäviö tarkoittaa signaalin voimakkuuden vähenemistä sen kulkiessa lähteestä vastaanottimeen. Häviöitä voi esiintyä sähköisissä kaapeleissa, optisissa linkeissä sekä radioliikenteessä. Syynä ovat materiaalin absorptio, hajotus, reflektiot, yhteensopimattomat liitokset sekä kaivosten johtojen erityispiirteet, jotka johtavat signaalin osan poistumiseen tai hajautumiseen järjestelmän ulkopuolelle. Häviö vaikuttaa signaalin kantamaan laatuun ja vastaanotetun signaalin-to-noise -suhteeseen.

Mittaaminen ja mittayksiköt. Yleisin mittayksikkö on desibeli (dB). Häviö voidaan määritellä esimerkiksi P_in ja P_out -voimakkuuksien suhteena: L_dB = 10 log10(P_in/P_out). Jännitteen tai virran tapauksessa voidaan käyttää L_V = 20 log10(V_in/V_out). Käytännön järjestelmissä puhutaan usein insertion loss -häviöstä (komponentin tai kaapelin tuottama lisähäviö) sekä kokonaispath lossista, joka huomioi sekä linjan että Fourierin.

Mekanismit ja sovellukset. Eri järjestelmissä signaalihäviö voi johtua lineaarisista häviöistä (esimerkiksi johdon resistanssi ja materiaalin absorptio) sekä taustahäiriöistä. Optiikassa ja kuituverkoissa häviö kasvaa pituuden mukaan ja määritellään häviökerroin α (dB/km). Langattomissa järjestelmissä käytetään usein vapaan tilan häviön laskentaa: L_dB = 20 log10(4πd/λ) sekä yleistä mallia, jossa häviö kasvaa signaalin etäisyyden ja taajuuden mukaan.

Häviön hallinta. Tavoitteena on minimoida signaalihäviö käyttämällä laadukkaita kaapeleita ja liittimiä, impulssin vahvistuksia tai toistimia, oikeaa impedanssiharmoniaa sekä optisia vahvistimia tai komplementaarisia signaalinmuokkausmenetelmiä. Huolellinen asennus ja kalibrointi parantavat järjestelmän suorituskykyä.