En komplet guide til VSWR fra FMUSER [Opdateret 2022]

I antenneteori er VSWR forkortet fra spændings stående bølgeforhold. 

VSWR er en måling af stående bølgeniveau på en feeder line, det er også kendt som stående bølgeforhold (SWR). 

Vi ved, at den stående bølge, som forklarer forholdet mellem stående bølger, er så vigtig en faktor, der skal tages i betragtning for ingeniører, når de udfører RF-teknisk forskning på antenner.

Selvom stående bølger og VSWR er meget vigtige, kan VSWR-teorien og -beregningerne ofte skjule et syn på, hvad der faktisk sker. Heldigvis er det muligt at få et godt overblik over emnet uden at gå for dybt i VSWR-teorien.

Men hvad er VSWR egentlig, og hvad betyder det for udsendelse? Denne blog er den mest komplette guide om VSWR, herunder hvad det er, hvordan det virker, og alt hvad du behøver at vide om VSWR. 

Lad os fortsætte med at udforske!

Deling er omsorgsfulde!

1. Hvad er VSWR? Grundlæggende om spændings stående bølgeforhold

1) Om VSWR 

-VSWR Definition

Hvad er VSWR? Enkelt sagt defineres VSWR som forholdet mellem transmitterede og reflekterede stående spændingsbølger i en radiofrekvens (RF) elektrisk transmissionssystem. 

- Forkortelse af VSWR

VSWR er forkortet fra spænding stående bølgeforhold, det udtales nogle gange som "viswar".

-Hvordan VSWR Værker

VSWR betragtes som et mål for, hvor effektivt RF-effekt transmitteres - fra strømkilden ogd går så gennem en transmissionsledning og går til sidst ind i læsset.

-VSWR i Broadcasting

VSWR is bruges som et effektivitetsmål for alt, der formidler RF, omfatter transmissionslinjer, elektriske kabler og endda signalet i luften. Et almindeligt eksempel er en effektforstærker forbundet til en antenne gennem en transmissionsledning. Det er derfor, du kan også betragte VSWR som forholdet mellem den maksimale og minimale spænding på en tabsfri linje.

2) Hvad er de vigtigste Fsammensætninger af VSWR?

VSWR er meget udbredt i en række forskellige applikationer, såsom i antenne, telekommunikation, mikroovn, radiofrekvens (RF), Osv. 

Her er nogle af de vigtigste applikationer med forklaring:

Anvendelser af VSWR	Vigtigste funktioner i VSWR
Sender antenne	VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) er en indikation af mængden af ​​uoverensstemmelse mellem en anteNNA og fødeledningen, der forbinder den. Dette er også kendt som Standing Wave Ratio (SWR). Værdiområdet for VSWR er fra 1 til ∞. En VSWR-værdi under 2 anses for at være egnet til de fleste antenneapplikationer. Antennen kan beskrives som en ”Good Match”. Så når nogen siger, at antennen er dårligt matchet, betyder det meget ofte, at VSWR-værdien overstiger 2 for en frekvens af interesse.
Telekommunikation	I telekommunikation er stående bølgeforhold (SWR) forholdet mellem amplituden af ​​en delvis stående bølge ved en antinode (maksimum) og amplituden ved en tilstødende knude (minimum) i en elektrisk transmissionslinje.
Mikroovn	Almindelige præstationsmål forbundet med mikrobølgetransmissionsledninger og kredsløb er VSWR, reflektionskoefficient og vende tilbagen tab, samt transmissionskoefficient og indføringstab. Disse kan alle udtrykkes ved hjælp af spredningsparametre, mere almindeligt refereret til S-parametre.
RF	Spænding stående bølgeforhold (VSWR) er defineret som forholdet mellem transmitterede og reflekterede spændings stående bølger i en radiofrekvens (RF) elektrisk transmission syshar. Det er et mål for, hvor effektivt RF-kraft transmitteres fra strømkilden, gennem en transmissionslinje og ind i belastningen

3) Lær at udtrykke VSWR fra tekniker Jimmy

Her er en grundlæggende forenklet RF-videnliste leveret af vores RF-tekniker Jimmy. Lad os ltjen mere om VSWR gennem følgende indhold: 

- Udtrykke VSWR ved hjælp af spænding

Ifølge definitionen er VSWR forholdet mellem den højeste spænding (den maksimale amplitude af den stående bølge) og den laveste spænding (den mindste amplitude af den stående bølge) hvor som helst mellem kilde og belastning.

VSWR = | V (maks.) | / | V (min) |

V (max) = den maksimale amplitude af den stående bølge
V (min) = den minimale amplitude af den stående bølge

- Udtrykke VSWR ved hjælp af en impedans

Efter definitionen er VSWR forholdet mellem belastningsimpedans og kildeimpedans.

VSWR = ZL / Zo

ZL = belastningsimpedans
Zo = kildeimpedansen

Hvad er den ideelle værdi af en VSWR?
Værdien af ​​en ideel VSWR er 1: 1 eller kort udtrykt som 1. I dette tilfælde er den reflekterede effekt fra belastningen til kilden nul.

- Udtrykke VSWR ved hjælp af refleksion og fremadrettet kraft

Efter definitionen er VSWR lig med

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

hvor:

Pr = Reflekteret effekt
Pf = Fremadgående kraft

3) Hvorfor skal jeg bekymre mig VSWR? Hvorfor betyder det noget?

Definitionen af ​​VSWR danner grundlaget for alle VSWR-beregninger og formler. 

I en forbundet linje kan en impedansmismatch forårsage refleksion, hvilket er lige hvad det lyder som - en bølge, der hopper tilbage og går den forkerte retning. 

Hovedårsagen: Al energien bliver reflekteret (for eksempel ved en åben eller kortslutning) ved enden af ​​linjen, hvorefter ingen bliver absorberet, hvilket producerer en perfekt "stående bølge" på linjen. 

Resultatet af de modstående bølger er en stående bølge. Dette mindsker den effekt, som antennen modtager og kan bruge til at udsende. Det kan endda brænde en sender ud. 

Værdien af ​​VSWR viser den effekt, der reflekteres fra belastningen til kilden. Det bruges ofte til at beskrive, hvor meget strøm der går tabt fra kilden (normalt en højfrekvent forstærker) gennem en transmissionslinje (normalt et koaksialkabel) til belastningen (normalt en antenne).

Dette er en dårlig situation: Din sender brænder ned på grund af for høj energi.

Faktisk, når den effekt, der er beregnet til at blive udstrålet, kommer tilbage i senderen med fuld styrke, vil den normalt brænde elektronikken ud der.

Det er svært at forstå? Her er et eksempel, der kan hjælpe dig:

Et havbølgetog, der rejser mod kysten, fører energi mod stranden. Hvis det løber op på en let skrånende strand, bliver al energien absorberet, og der er ingen bølger, der rejser tilbage offshore. 

Hvis der i stedet for en skrånende strand er en lodret strandvold til stede, så bliver det indkommende bølgetog fuldstændigt reflekteret, så ingen energi absorberes i væggen. 

Forstyrrelsen mellem de indgående og udgående bølger i dette tilfælde producerer en "stående bølge", der slet ikke ser ud som om den rejser; toppe forbliver i de samme rumlige positioner og går bare op og ned.

Det samme fænomen sker på en radio- eller radartransmissionslinje. 

I dette tilfælde ønsker vi, at bølgerne på ledningen (både spænding og strøm) skal rejse én vej og afsætte deres energi i den ønskede belastning, som i dette tilfælde kan være en antenne, hvor den skal udstråles. 

Hvis al energi bliver reflekteret (for eksempel ved en åben eller kortslutning) i slutningen af ​​linjen, absorberes ingen, hvilket giver en perfekt "stående bølge" på linjen. 

Det kræver ikke en åben eller kortslutning at forårsage en reflekteret bølge. Det eneste, der skal til, er et misforhold i impedans mellem ledningen og belastningen. 

Hvis den reflekterede bølge ikke er så stærk som den fremadrettede bølge, så vil der blive observeret et eller andet "stående bølge"-mønster, men nullerne vil ikke være så dybe og heller ikke toppene så høje som for en perfekt refleksion (eller fuldstændig uoverensstemmelse).

2. Hvad er SWR?

1) SWR Definition

Ifølge Wikipedia defineres stående bølgeforhold (SWR) som:

'' Et mål for impedanstilpasning af belastninger med den karakteristiske impedans af en transmissionslinje eller bølgeleder inden for radioteknik og telekommunikation. SWR er således forholdet mellem transmitterede og reflekterede bølger eller forholdet mellem amplituden af ​​en stående bølge ved det maksimale, og amplituden i det mindste, SWR defineres normalt som et spændingsforhold kaldet VSWR ”.

En høj SWR indikerer dårlig transmissionslinjeeffektivitet og reflekteret energi, hvilket kan beskadige transmitteren og mindske transmitterens effektivitet. 

Da SWR almindeligvis refererer til spændingsforholdet, er det normalt kendt som spændingsstående bølgeforhold (VSWR).

2) Hvordan påvirker VSWR et sendersystems ydeevne? 

Der er flere måder, hvorpå VSWR påvirker ydelsen af ​​et transmissionssystem eller ethvert system, der kan bruge RF og matchede impedanser.

Selvom udtrykket VSWR normalt bruges, kan både spændings- og strømstandsbølger forårsage problemer. Nogle af påvirkningerne er beskrevet nedenfor:

-Sendereffektforstærkere kan blive beskadiget

De øgede spændings- og strømniveauer, der ses på feederen som et resultat af de stående bølger, kan beskadige transmitterens udgangstransistorer. Halvlederindretninger er meget pålidelige, hvis de betjenes inden for deres specificerede grænser, men spændings- og strømbølgerne på feederen kan forårsage katastrofale skader, hvis de får anvisningen til at arbejde uden for deres grænser.

-PA-beskyttelse reducerer udgangseffekt

I betragtning af den meget reelle fare for høje SWR-niveauer, der forårsager skade på effektforstærkeren, indeholder mange sendere beskyttelseskredsløb, der reducerer output fra senderen, når SWR stiger. Dette betyder, at en dårlig match mellem feederen og antennen vil resultere i en høj SWR, hvilket får output til at blive reduceret og dermed et betydeligt tab i transmitteret effekt.

- Højspænding og strømniveauer kan beskadige føderen

Det er muligt, at højspændings- og strømniveauer forårsaget af det høje bølgeforhold kan forårsage skade på en feeder. Selvom foderstoffer i de fleste tilfælde vil blive opereret godt inden for deres grænser, og fordoblingen af ​​spænding og strøm skal kunne rumme, er der nogle tilfælde, hvor skader kan forårsages. De aktuelle maksima kan forårsage overdreven lokal opvarmning, som kan fordreje eller smelte den anvendte plast, og det har været kendt at de høje spændinger forårsager lysbue i nogle tilfælde.

-Forsinkelser forårsaget af refleksioner kan forårsage forvrængning:   

Når et signal reflekteres ved mismatch, reflekteres det tilbage mod kilden og kan derefter reflekteres tilbage mod antennen. 

Der indføres en forsinkelse svarende til det dobbelte af transmissionstiden for signalet langs feederen. 

Hvis data transmitteres, kan dette forårsage inter-symbol interferens, og i et andet eksempel, hvor analogt fjernsyn blev transmitteret, blev der set et "spøgelsesbillede".

Interessant nok er tabet i signalniveau forårsaget af en dårlig VSWR ikke nær så stort, som nogle måske forestiller sig. 

Ethvert signal, der reflekteres af belastningen, reflekteres tilbage til senderen, og da matchning ved senderen kan gøre det muligt for signalet at blive reflekteret tilbage til antennen igen, er tabene, der opstår, grundlæggende dem, som indføres af feederen. 

Der er andre vigtige bits, der skal måles i antenneeffektivitet: refleksionskoefficienten, mismatchtabet og afkasttabet for at nævne nogle få. VSWR er ikke slut-alt-vær-alt af antenneteori, men det er vigtigt.

3) VSWR vs SWR vs PSWR vs ISWR

Udtrykkene VSWR og SWR ses ofte i litteraturen om stående bølger i RF-systemer, og mange spørger om forskellen.

- VSWR

VSWR eller spændingsstående bølgeforhold gælder specifikt for de spændingsstående bølger, der er sat op på en feeder eller transmissionslinje. 

Da det er lettere at detektere de stående spændingsbølger, og i mange tilfælde er spændinger vigtigere med hensyn til enhedsnedbrud, bruges udtrykket VSWR ofte, især inden for RF-designområder.

-SWR

SWR står for stående bølgeforhold. Du kan se det som et matematisk udtryk for uensartetheden af ​​et elektromagnetisk felt (EM-felt) på en transmissionslinje, såsom koaksialkabel. 

Normalt er SWR defineret som forholdet mellem den maksimale radiofrekvens (RF) spænding og den minimale RF spænding langs linjen. Standing wave ratio (SWR) har tre funktioner:

SWR har følgende funktioner:

● Den beskriver spændingen og de nuværende stående bølger, der vises på linjen. 

● Det er en generisk beskrivelse af både nuværende og spændings stående bølger. 

● Det bruges ofte sammen med målere, der bruges til at detektere stående bølgeforhold. 

VARSEL: Både strøm og spænding stiger og falder med samme forhold for en given mismatch.

En høj SWR indikerer dårlig transmissionslinieeffektivitet og reflekteret energi, som kan beskadige transmitteren og mindske sendereffektiviteten. Da SWR almindeligvis refererer til spændingsforholdet, er det normalt kendt som spænding stående bølgeforhold (VSWR).

● PSWR (Power Standing Wave Ratio):

Udtrykket magt stående bølgeforhold, som også ses nogle gange, er defineret som bare firkanten af ​​VSWR. Dette er dog en komplet fejlslutning, da den fremadrettede og reflekterede effekt er konstant (forudsat at der ikke føjes tab), og effekten stiger og falder ikke på samme måde som spændingen og de nuværende stående bølgeformer, som er summeringen af ​​både fremad og reflekterede elementer.

● ISWR (nuværende stående bølgeforhold):

SWR kan også defineres som forholdet mellem den maksimale RF-strøm og den minimale RF-strøm på linjen (nuværende stående bølgeforhold eller ISWR). Til de fleste praktiske formål er ISWR den samme som VSWR.

Fra nogle menneskers forståelse af SWR og VSWR i deres grundlæggende form er det et perfekt 1: 1. SWR betyder, at al den strøm, du lægger på linjen, skubbes ud af antennen. Hvis SWR ikke er 1: 1, lægger du mere strøm ud, end hvad der er behov for, og noget af den strøm reflekteres derefter ned ad linjen mod din sender og forårsager derefter en kollision, der får dit signal til ikke at være så rent og klar.

Men hvad er forskellen mellem VSWR og SWR? SWR (stående bølgeforhold) er et begreb, dvs. stående bølgeforhold. VSWR er faktisk, hvordan du foretager målingen ved at måle spændingerne for at bestemme SWR. Du kan også måle SWR ved at måle strømmen eller endda effekten (ISWR og PSWR). Men for de fleste formål og formål, når nogen siger SWR, betyder de VSWR, i fælles samtale er de udskiftelige.

Du ser ud til at forstå ideen om, at det er relateret til forholdet mellem hvor meget strøm der går fremad til antennen vs. hvor meget der reflekteres tilbage, og at (I de fleste tilfælde) skubbes strømmen ud til antennen. Udsagnene "du lægger mere strøm ud end hvad der er nødvendigt" og "forårsager derefter en kollision, der får dit signal til ikke at være så rent" er forkerte

VSWR vs. reflekteret magt

I tilfælde af højere SWR reflekteres noget eller meget af strømmen simpelthen tilbage til senderen. Det har intet at gøre med et rent signal, og alt at beskytte din sender mod udbrænding og SWR er uanset mængden af ​​strøm, du pumper ud. Det betyder simpelthen, at antennesystemet ved frekvensen ikke er så effektivt som en radiator. Hvis du forsøger at transmittere med en frekvens, foretrækker du selvfølgelig, at din antenne har den lavest mulige SWR (Normalt er alt mindre end 2: 1 ikke så dårligt på de nederste bånd og 1.5: 1 er godt ved de højere bånd) , men mange multibåndsantenner kan være på 10: 1 på nogle bånd, og du vil muligvis opdage, at du er i stand til at fungere acceptabelt.

4) VSWR og systemeffektivitet
I et ideelt system overføres 100% af energien fra effekttrinene til belastningen. Dette kræver en nøjagtig matchning mellem kildeimpedansen (den karakteristiske impedans af transmissionsledningen og alle dens stik) og belastningsimpedansen. Signalets vekselstrøm vil være den samme fra ende til slut, da den passerer igennem uden interferens.

VSWR vs.% reflekteret effekt

I et ægte system får uoverensstemmende impedanser, at noget af kraften reflekteres tilbage mod kilden (som et ekko). Disse refleksioner forårsager konstruktiv og destruktiv interferens, hvilket fører til toppe og dale i spændingen, varierende med tid og afstand langs transmissionsledningen. VSWR kvantificerer disse spændingsvariationer, og derfor er en anden almindeligt anvendt definition for Voltage Standing Wave Ratio, at det er forholdet mellem den højeste spænding og den laveste spænding på ethvert tidspunkt på transmissionsledningen.

For et ideelt system varierer spændingen ikke. Derfor er dens VSWR 1.0 (eller mere normalt udtrykt som et forhold på 1: 1). Når der opstår refleksioner, varierer spændingerne, og VSWR er højere, for eksempel 1.2 (eller 1.2: 1). Øget VSWR korrelerer med reduceret transmissionslinie (og dermed samlet transmitter) effektivitet.

Transmissionslinjernes effektivitet øges med:
1. Forøgelse af spænding og effektfaktor
2. Stigende spænding og faldende effektfaktor
3. Faldende spænding og effektfaktor
4. Faldende spænding og stigende effektfaktor

Der er fire størrelser, der beskriver effektiviteten af ​​overførsel af strøm fra en linje til en belastning eller antenne: VSWR, reflektionskoefficienten, mismatch-tabet og returtabet. 

For nu for at få en fornemmelse for deres betydning viser vi dem grafisk på den næste figur. Tre betingelser: 

● Linjerne forbundet til en matchet belastning;
● Linjerne tilsluttet en kort monopolantenne, der ikke matches (antenneindgangsimpedans er 20 - j80 ohm, sammenlignet med transmissionslinieimpedansen på 50 ohm);
● Linjen er åben i slutningen, hvor antennen skulle have været tilsluttet.

Grøn kurve - Stående bølge på 50 ohm linje med matchet 50 ohm belastning i slutningen

Med dens parametre og numeriske værdi som følger:

parametre	Numerisk værdi
Load impedans	50 ohm
Reflektionskoefficient	0
VSWR	1
Uoverensstemmende tab	0 dB
Returtab	- ∞ dB
Bemærk: [Dette er perfekt; ingen stående bølge al strøm går i antenne / belastning]

Blå kurve - Stående bølge på 50 ohm-ledning i kort monopolantenn

Med dens parametre og numeriske værdi som følger:

parametre	Numerisk værdi
Load impedans	20 - j80 ohm
Reflektionskoefficient	0.3805 - j0.7080
Absolut værdi af reflektionskoefficient	0.8038
VSWR	9.2
Uoverensstemmende tab	- 4.5 dB
Returtab	-1.9 dB
Bemærk: [Dette er ikke for godt; strøm til belastning eller antenne er nede –4.5 dB fra den tilgængelige kører nedad]

Rød kurve - Stående bølge online med åbent kredsløb i venstre ende (antenneterminaler)

Med dens parametre og numeriske værdi som følger:

parametre	Numerisk værdi
Load impedans	∞
Reflektionskoefficient	1
VSWR	∞
Uoverensstemmende tab	- 0 dB
Returtab	0 dB
Bemærk: [Dette er meget dårligt: ​​ingen strøm overført forbi slutningen af ​​linjen]

▲TILBAGE▲

3. Vigtige parameterindikatorer for SWR

1) Overførselslinjer og SWR

Enhver leder, der bærer en vekselstrøm, kan behandles som en transmissionslinje, såsom de overliggende giganter, der fordeler vekselstrømsforsyningskraft over landskabet. Inkorporering af alle de forskellige former for transmissionslinjer vil falde betydeligt uden for denne artikels anvendelsesområde, så vi begrænser diskussionen til frekvenser fra ca. 1 MHz til 1 GHz og til to almindelige linjetyper: koaksial (eller “koaks") og parallel-leder (aka, åben ledning, vindueslinje, stigen linje eller dobbelt-leder som vi kalder det) som vist i figur 1.

Forklaring: Koaksialkabel (A) består af en solid eller strandet midterleder omgivet af en isolerende dielektrikum af plast eller luft og en rørformet skærm, der enten er solid eller vævet trådfletning. En plastikkappe omgiver skjoldet for at beskytte lederne. Twin-lead (B) består af et par parallelle faste eller strandede ledninger. Ledningerne holdes på plads af enten støbt plast (vindueslinje, dobbelt ledning) eller af keramiske eller plastiske isolatorer (stigen linje).

Strømmen strømmer langs overfladen af ​​lederne (se sidebjælken "Skin Effect") i modsatte retninger. Overraskende nok strømmer RF-energien, der strømmer langs linjen, ikke rigtig i lederne, hvor strømmen er. Den bevæger sig som en elektromagnetisk (EM) bølge i rummet mellem og omkring lederne. 

Figur 1 viser, hvor feltet er placeret i både coax og twin-lead. For coax er feltet helt indeholdt i dielektrikumet mellem centerlederen og skjoldet. For dobbeltledning er imidlertid feltet stærkest omkring og mellem lederne, men uden et omgivende skjold strækker noget af feltet sig ud i rummet omkring linjen.

Derfor er coax så populært - det tillader ikke, at signalerne indeni interagerer med signaler og ledere uden for linjen. Twin-lead skal derimod holdes godt væk (nogle få linjebredder er tilstrækkelige) fra andre fødeledninger og enhver form for metaloverflade. Hvorfor bruge twin-lead? Det har generelt lavere tab end coax, så det er et bedre valg, når signaltab er en vigtig overvejelse.

Transmissionslinjevejledning til begyndere (Kilde: AT&T)

Hvad er hudeffekt?

Over ca. 1 kHz strømmer AC-strømme i et stadig tyndere lag langs overfladen af ​​lederne. Dette er hudeffekt. Det opstår, fordi virvelstrømme inde i lederen skaber magnetfelter, der skubber strøm til lederens ydre overflade. Ved 1 MHz i kobber er den mest aktuelle begrænset til lederens ydre 0.1 mm, og med 1 GHz presses strømmen ind i et lag, der kun er et par µm tykt.

2) Reflektion og transmissionskoefficienter

Reflektionskoefficient er brøkdelen af ​​et hændelsessignal, der reflekteres tilbage fra en mismatch. Refleksionskoefficienten udtrykkes som enten ρ eller Γ, men disse symboler kan også bruges til at repræsentere VSWR. Det er direkte relateret til VSWR af

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Figur.Det er brøkdelen af ​​et signal, der reflekteres tilbage af belastningsimpedansen og udtrykkes undertiden som en procentdel.

For et perfekt match reflekteres intet signal af belastningen (dvs. det absorberes fuldstændigt), så reflektionskoefficienten er nul. 

For en åben eller kortslutning reflekteres hele signalet tilbage, så reflektionskoefficienten er i begge tilfælde 1. Bemærk, at denne diskussion kun vedrører størrelsen af ​​refleksionskoefficienten.  

Γ har også en tilknyttet fasevinkel, der skelner mellem en kortslutning og et åbent kredsløb samt alle tilstande imellem. 

F.eks. Resulterer refleksion fra et åbent kredsløb i en 0 graders fasevinkel mellem den indfaldende og reflekterede bølge, hvilket betyder, at det reflekterede signal tilføjes i fase med det indgående signal på det åbne kredsløbssted; dvs. amplituden af ​​den stående bølge er dobbelt så stor som den indgående bølge. 

I modsætning hertil resulterer en kortslutning i en 180 graders fasevinkel mellem det indfaldende og reflekterede signal, hvilket betyder, at det reflekterede signal er modsat i fase til det indgående signal, så deres amplituder trækkes, hvilket resulterer i nul. Dette kan ses i figur 1a og b.

Hvor reflektionskoefficienten er fraktionen af ​​et hændelsessignal, der reflekteres tilbage fra en impedansmatchning i et kredsløb eller en transmissionslinie, er transmissionskoefficienten den brøkdel af det hændende signal, der vises ved udgangen. 

Det er en funktion af signalet, der reflekteres såvel som interne kredsløbsinteraktioner. Det har også en tilsvarende amplitude og fase.

3) Hvad er retur tab og indsættelsestab?

Returtab er forholdet mellem effektniveauet for det reflekterede signal og effektniveauet for indgangssignalet udtrykt i decibel (dB), dvs.

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Figur 2. Returtab og indsættelsestab i et tabsfrit kredsløb eller transmissionsledning.

I figur 2 påføres transmissionsledningen et 0-dBm-signal, Pi. Den reflekterede effekt, Pr, vises som −10 dBm, og returtabet er 10 dB. Jo højere værdi, jo bedre er matchet, dvs. for et perfekt match, returneringstabet ideelt set ∞, men et returløb på 35 til 45 dB betragtes normalt som et godt match. Tilsvarende reflekteres indfaldende effekt for et åbent kredsløb eller en kortslutning. Returtabet for disse sager er 0 dB.

Indsættelsestab er forholdet mellem effektniveauet for det transmitterede signal og effektniveauet for indgangssignalet udtrykt i decibel (dB), dvs.

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

Idet der henvises til figur 2, betyder Pr på -10 dBm, at 10 procent af den indfaldende effekt reflekteres. Hvis kredsløbet eller transmissionsledningen er tabsfri, transmitteres 90 procent af den indfaldende effekt. Indsættelsestabet er derfor ca. 0.5 dB, hvilket resulterer i en transmitteret effekt på -0.5 dBm. Hvis der var interne tab, ville indsættelsestabet være større.

4) Hvad er S-parametre?

Figur. S-parameter repræsentation af et to-port mikrobølge kredsløb.

Ved hjælp af S-parametre kan et kredsløbs RF-ydeevne karakteriseres fuldstændigt uden behov for at kende dets interne sammensætning. Til disse formål kaldes kredsløbet almindeligvis en "sort boks". Interne komponenter kan være aktive (dvs. forstærkere) eller passive. De eneste betingelser er, at S-parametrene bestemmes for alle frekvenser og betingelser (fx temperatur, forstærkerforstyrrelse) af interesse, og at kredsløbet er lineært (dvs. dets output er direkte proportionalt med dets input). Figur 3 er en gengivelse af et simpelt mikrobølgekredsløb med en indgang og en udgang (kaldet porte). Hver port har et hændelsessignal (a) og et reflekteret signal (b). Ved at kende S-parametrene (dvs. S11, S21, S12, S22) i dette kredsløb, kan man bestemme dens virkning på ethvert system, hvor det er installeret.

S-parametre bestemmes ved måling under kontrollerede forhold. Ved hjælp af et specielt stykke testudstyr kaldet en netværksanalysator indlæses et signal (a1) i Port 1 med Port 2 afsluttet i et system med en kontrolleret impedans (typisk 50 ohm). Analysatoren måler og registrerer samtidig a1, b1 og b2 (a2 = 0). Processen vendes derefter, dvs. med et signal (a2) input til Port 2, måler analysatoren a2, b2 og b1 (al = 1). I sin enkleste form måler netværksanalysatoren kun amplituden af ​​disse signaler. Dette kaldes en skalarnetværksanalysator og er tilstrækkelig til at bestemme mængder som VSWR, RL og IL. For komplet kredsløbskarakterisering er der imidlertid også behov for fase og kræver brug af en vektornetværksanalysator. S-parametrene bestemmes af følgende forhold:

S11 = b1 / al; S1 = b21 / al; S2 = b1 / a22; S2 = b2 / a12 (D)

S11 og S22 er henholdsvis kredsløbets reflektionskoefficienter for input- og outputport; mens S21 og S12 er kredsløbets koefficienter for fremad- og bakoverføring. RL er relateret til reflektionskoefficienterne af forholdene

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | og RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL er relateret til kredsløbets transmissionskoefficienter ved forholdet

ILfra port 1 til port 2 (dB) = -20 log10 | S21 | og ILfra port 2 til port 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Denne repræsentation kan udvides til mikrobølgekredsløb med et vilkårligt antal porte. Antallet af S-parametre stiger med kvadratet af antallet af porte, så matematikken bliver mere involveret, men kan håndteres ved hjælp af matrixalgebra.

5) Hvad er impedansmatching?

Impedans er modstand, som elektrisk energi støder på, når den bevæger sig væk fra kilden.  

Synkronisering af belastning og kildeimpedans annullerer effekten, der fører til maksimal strømoverførsel. 

Dette kaldes den maksimale effektoverførsels sætning: Maksimal effekt overførsels sætning er kritisk i radiofrekvens transmission enheder, og især i opsætningen af ​​RF antenner.

Impedanstilpasning er afgørende for effektiv funktion af RF-opsætninger, hvor du ønsker at bevæge spænding og strøm optimalt. I RF-design maksimerer matching af kilde- og belastningsimpedanser maksimalt transmission af RF-effekt. Antenner modtager maksimal eller optimal effektoverførsel, hvor deres impedans matches med transmissionskildens outputimpedans.

50Ohm impedans er standarden for design af de fleste RF-systemer og komponenter. Koaksialkabel, der understøtter forbindelsen i en række RF-applikationer, har en typisk impedans på 50 ohm. RF-forskning foretaget i 1920'erne viste, at optimal impedans til overførsel af RF-signaler ville være mellem 30 og 60 Ohm afhængigt af spænding og strømoverførsel. At have relativt standardiseret impedans muliggør matchning mellem kabler og komponenter såsom WiFi eller Bluetooth-antenner, PCB og dæmpere. Et antal vigtige antennetyper har en impedans på 50 ohm inklusive ZigBee GSM GPS og LoRa

Refleksionskoefficient - Kilde: Wikipedia

En uoverensstemmelse i impedans fører til spændings- og strømrefleksioner, og i RF-opsætninger betyder dette, at signaleffekten reflekteres tilbage til kilden, idet andelen svarer til graden af ​​uoverensstemmelse. Dette kan karakteriseres ved hjælp af VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), som er et mål for effektiviteten af ​​overførsel af RF-strøm fra dens kilde til en belastning, såsom en antenne.

Uoverensstemmelse mellem kilde- og belastningsimpedanser, for eksempel en 75Ohm-antenne og 50 Ohm koaksialkabler, kan overvindes ved hjælp af en række impedansmatchende enheder såsom modstande i serie, transformere, overflademonterede impedansmatchende pads eller antennetunere.

I elektronik indebærer impedanstilpasning at oprette eller ændre et kredsløb eller elektronisk applikation eller komponent, der er indstillet, så impedansen af ​​den elektriske belastning svarer til impedansen fra strøm- eller drivkilden. Kredsløbet er konstrueret eller gearet, så impedanserne ser de samme ud.

Når man ser på systemer, der inkluderer transmissionsledninger, er det nødvendigt at forstå, at kilder, transmissionsledninger / fødere og belastninger alle har en karakteristisk impedans. 50Ω er en meget almindelig standard for RF-applikationer, skønt andre lejlighedsvis lejlighedsvis kan ses i nogle systemer.

For at opnå den maksimale effektoverførsel fra kilden til transmissionsledningen eller transmissionsledningen til belastningen, skal det være en modstand, en indgang til et andet system eller en antenne, skal impedansniveauerne matche.

Med andre ord for et 50Ω-system skal kilden eller signalgeneratoren have en kildeimpedans på 50Ω, transmissionslinien skal være 50Ω og det samme skal belastningen.

Der opstår problemer, når der overføres strøm til transmissionslinjen eller feederen, og den bevæger sig mod belastningen. Hvis der er et misforhold, dvs. at belastningsimpedansen ikke stemmer overens med transmissionslinjen, er det ikke muligt at overføre al strøm.

Da strøm ikke kan forsvinde, skal den strøm, der ikke overføres til lasten, gå et eller andet sted, og der rejser den tilbage langs transmissionslinjen tilbage mod kilden.

Når dette sker, tilføjes eller trækkes spændinger og strømme fra de fremadgående og reflekterede bølger i feederen på forskellige punkter langs feederen i henhold til faser. På denne måde indstilles stående bølger.

Den måde, hvorpå virkningen opstår, kan demonstreres med en reblængde. Hvis den ene ende er fri og den anden flyttes op, kan man se bølgebevægelsen bevæge sig ned langs rebet. Men hvis den ene ende er fast, indstilles en stående bølgebevægelse, og punkter med minimum og maksimal vibration kan ses.

Når belastningsmodstanden er lavere end føderimpedansspændingen og strømstyrkerne er indstillet. Her er den samlede strøm ved belastningspunktet højere end for den perfekt matchede linje, mens spændingen er mindre.

Værdierne for strøm og spænding langs feederen varierer langs feederen. For små værdier af reflekteret effekt er bølgeformen næsten sinusformet, men for større værdier bliver den mere som en fuldbølgerektificeret sinusbølge. Denne bølgeform består af spænding og strøm fra den fremadrettede effekt plus spænding og strøm fra den reflekterede effekt.

I en fjerdedel af en bølgelængde fra belastningen når de kombinerede spændinger en maksimal værdi, mens strømmen er på et minimum. I en afstand en halv bølgelængde fra belastningen er spændingen og strømmen den samme som ved belastningen.

En lignende situation opstår, når belastningsmodstanden er større end føderimpedansen, men denne gang er den samlede spænding ved belastningen højere end værdien af ​​den perfekt matchede linje. Spændingen når et minimum på en afstand en fjerdedel af en bølgelængde fra belastningen, og strømmen er på et maksimum. I en afstand af en halv bølgelængde fra belastningen er spændingen og strømmen imidlertid den samme som ved belastningen.

Når der så er et åbent kredsløb placeret i slutningen af ​​linjen, er stående bølgemønsteret for feederen det samme som for kortslutningen, men med spændings- og strømmønsteret vendt.

▲TILBAGE▲

6) Hvad er reflekteret energi?
Når en transmitteret bølge rammer en grænse som den mellem den tabsfri transmissionslinie og belastningen (se figur 1. nedenfor), vil der blive overført noget energi til belastningen, og noget vil blive reflekteret. Refleksionskoefficienten relaterer de indgående og reflekterede bølger som:

Γ = V- / V + (ligning 1)

Hvor V- er den reflekterede bølge og V + er den indgående bølge. VSWR er relateret til størrelsen af ​​spændingsreflektionskoefficienten (Γ) ved:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Ligning 2)

VSWR kan måles direkte med en SWR-måler. Et RF-testinstrument, såsom en vektornetværksanalysator (VNA), kan bruges til at måle reflektionskoefficienterne for indgangsporten (S11) og outputporten (S22). S11 og S22 svarer til Γ på henholdsvis input- og output-porten. VNA'erne med matematiktilstande kan også direkte beregne og vise den resulterende VSWR-værdi.

Returtabet ved input- og outputporte kan beregnes ud fra reflektionskoefficienten, S11 eller S22, som følger:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (ligning 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (ligning 4)

Reflektionskoefficienten beregnes ud fra den karakteristiske impedans for transmissionslinjen og belastningsimpedansen som følger:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (ligning 5)

Hvor ZL er belastningsimpedansen, og ZO er den karakteristiske impedans for transmissionsledningen (figur 1).

VSWR kan også udtrykkes i form af ZL og ZO. Ved at erstatte ligning 5 i ligning 2 opnår vi:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

For ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Derfor:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Ligning 6)
For ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Derfor:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Ligning 7)

Vi bemærkede ovenfor, at VSWR er en specifikation, der er givet i forholdsform i forhold til 1, som et eksempel 1.5: 1. Der er to specielle tilfælde af VSWR, ∞: 1 og 1: 1. Et forhold mellem uendelighed og en opstår, når belastningen er et åbent kredsløb. Forholdet mellem 1: 1 opstår, når belastningen er perfekt tilpasset transmissionslinjens karakteristiske impedans.

VSWR er defineret ud fra den stående bølge, der opstår på selve transmissionslinjen ved:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Ligning 8)

Hvor VMAX er den maksimale amplitude og VMIN er den minimale amplitude for den stående bølge. Med to superpålagte bølger forekommer det maksimale med konstruktiv interferens mellem de indkommende og reflekterede bølger. Dermed:

VMAX = V + + V- (ligning 9)

for maksimal konstruktiv interferens. Den mindste amplitude opstår med dekonstruktiv interferens, eller:

VMIN = V + - V- (ligning 10)

Udskiftning af ligninger 9 og 10 i udbytte af ligning 8


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (ligning 11)

Udskift ligning 1 i ligning 11, vi får:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Ligning 12)

Ligning 12 er ligning 2 angivet i begyndelsen af ​​denne artikel.

▲TILBAGE▲

4. VSWR-lommeregner: Hvordan beregnes VSWR? 

Impedans mistilpasninger resulterer i stående bølger langs transmissionslinjen, og SWR er defineret som forholdet mellem den delvise stående bølges amplitude ved en antinode (maksimum) og amplituden ved en node (minimum) langs linjen.

Det resulterende forhold udtrykkes normalt som et forhold, f.eks. 2: 1, 5: 1 osv. En perfekt match er 1: 1 og en fuldstændig uoverensstemmelse, dvs. et kort- eller åbent kredsløb er ∞: 1.

I praksis er der tab på enhver føder eller transmissionslinje. For at måle VSWR detekteres fremad- og baglæns effekt på det tidspunkt på systemet, og dette konverteres til et tal for VSWR. 

På denne måde måles VSWR på et bestemt punkt, og spændingsmaxima og -minima behøver ikke at blive bestemt langs linjens længde.

Spændingskomponenten i en stående bølge i en ensartet transmissionslinje består af den fremadrettede bølge (med amplitude Vf) overlejret på den reflekterede bølge (med amplitude Vr). Refleksioner opstår som et resultat af diskontinuiteter, såsom en ufuldkommenhed i en ellers ensartet transmissionslinje, eller når en transmissionslinie afsluttes med andet end dens karakteristiske impedans.

Hvis du er interesseret i at bestemme antennernes ydeevne, skal VSWR altid måles ved antenneklemmerne i stedet for ved transmitterens output. På grund af ohmske tab i transmitterkablerne vil der blive skabt en illusion om at have en bedre antenne VSWR, men det er kun fordi disse tab dæmper virkningen af ​​en pludselig refleksion ved antenneterminalerne.

Da antennen normalt er placeret en vis afstand fra senderen, kræver den en fødeledning for at overføre strøm mellem de to. Hvis fødelinjen ikke har noget tab og matcher både senderens udgangsimpedans og antenneindgangsimpedansen, vil den maksimale effekt blive leveret til antennen. I dette tilfælde vil VSWR være 1: 1, og spændingen og strømmen vil være konstant over hele fødeledningens længde.

1) VSWR-beregning

Returtab er et mål i dB af forholdet mellem effekt i den indfaldende bølge og det i den reflekterede bølge, og vi definerer det til at have en negativ værdi.

Returtab = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

For eksempel, hvis en belastning har et returtab på -10 dB, reflekteres 1/10 af den indfaldende effekt. Jo højere afkast tabt, jo mindre strøm går tabt.

Også af væsentlig interesse er mismatch-tabet. Dette er et mål for, hvor meget den transmitterede effekt dæmpes på grund af refleksion. Det er givet af følgende forhold:

Uoverensstemmende tab = 10 log (1 -p2)

Fra tabel nr. 1 vil f.eks. En antenne med en VSWR på 2: 1 have en reflektionskoefficient på 0.333, et misforholdstab på -0.51 dB og et returtab på -9.54 dB (11% af din sendereffekt reflekteres tilbage )

2) Gratis VSWR-kakulationsdiagram

Her er et simpelt VSWR-beregningsdiagram. 

Husk altid, at VSWR skal være et tal større end 1.0
VSWR	Reflektionskoefficient (Γ)	Reflekteret effekt (%)	Spændingstab	Reflekteret effekt (dB)	Returtab	Uoverensstemmende tab (dB)
1	0.00	0.00	0	-Uendelighed	Uendelighed	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Ekstra læsning: VSWR i antenne VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) er en indikation af mængden af ​​uoverensstemmelse mellem en antenne og fødeledningen, der forbinder den. Dette er også kendt som Standing Wave Ratio (SWR). Værdiområdet for VSWR er fra 1 til ∞.  En VSWR-værdi under 2 anses for at være egnet til de fleste antenneapplikationer. Antennen kan beskrives som en ”Good Match”. Så når nogen siger, at antennen er dårligt matchet, betyder det meget ofte, at VSWR-værdien overstiger 2 for en frekvens af interesse.  Returtab er en anden specifikation af interesse og er beskrevet mere detaljeret i afsnittet om antenne teori. En almindeligt krævet konvertering er mellem returneringstab og VSWR, og nogle værdier er opstillet i diagram sammen med en graf over disse værdier til hurtig reference.

Hvor kommer disse beregninger fra? Nå, start med formlen for VSWR:

Hvis vi inverterer denne formel, kan vi beregne reflektionskoefficienten (, eller returneringstabet, s11) fra VSWR:

Nu er denne reflektionskoefficient faktisk defineret i form af spænding. Vi vil virkelig vide, hvor meget magt der reflekteres. Dette vil være proportionalt med kvadratet af spændingen (V ^ 2). Derfor vil den reflekterede effekt i procent være:

Vi kan blot konvertere reflekteret magt til decibel:

Endelig reflekteres strømmen eller leveres til antennen. Det beløb, der leveres til antennen, er skrevet som () og er simpelthen (1- ^ 2). Dette er kendt som misforholdstab. Dette er den mængde strøm, der går tabt på grund af uoverensstemmelse med impedans, og vi kan beregne det ret let:

Og det er alt, hvad vi har brug for at vide for at gå frem og tilbage mellem VSWR, s11 / returneringstab og mismatch-tab. Jeg håber, du har haft så stor tid som jeg har haft.

Konverteringstabel - dBm til dBW og W (watt)

I denne tabel præsenterer vi, hvordan værdien af ​​effekt i dBm, dBW og Watt (W) svarer til hinanden.

Strøm (dBm)	Effekt (dBW)	Effekt ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 KW
70	40	10 KW
60	30	1 KW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 μW
-20	-50	10 μW
-30	-60	1 μW
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
hvor: dBm = decibel-milliwatt dBW = decibel-watt MW = megawatt KW = kilowatt W = watt mW = milliwatt μW = mikroovn nW = nanowatt pW = picowatt

▲TILBAGE▲

3) VSWR-formel

Dette program er en applet til beregning af VSWR (Voltage Standing Wave Ratio).

Når du opretter en antenne og et transmittersystem, er det vigtigt at undgå, at impedans er uoverensstemmende hvor som helst i systemet. Enhver uoverensstemmelse betyder, at en del af outputbølgen reflekteres tilbage mod senderen, og systemet bliver ineffektivt. Uoverensstemmelser kan forekomme ved grænseflader mellem forskellige udstyr, f.eks. Sender, kabel og antenne. Antenner har impedans, som typisk er 50 ohm (når antennen har de rigtige dimensioner). Når reflektion finder sted, produceres stående bølger i kablet.

VSWR-formel og refleksionskoefficient:

Ligning 1	Reflektionskoefficient Γ defineres som	Ligning 2	VSWR eller spændings stående bølgeforhold
Formula		Formula
Gamma	ZL = Værdien i ohm for belastningen (typisk en antenne) Zo = Den karakteristiske impedans af transmissionslinjen i ohm	Sigma	I betragtning af at ρ vil variere fra 0 til 1, vil de beregnede værdier for VSWR være fra 1 til uendelig.
Beregnede værdier	mellem -1 ≦ Γ ≦ 1.	Beregnede værdier	1 eller forholdet 1: 1.
Når værdien er “-1”.	Betyder 100% reflektion forekommer, og der overføres ingen strøm til belastningen. Den reflekterede bølge er 180 grader ude af fase (omvendt) med den hændende bølge.	Med åbent kredsløb	Dette er en åben kredsløbstilstand uden tilsluttet antenne. Det betyder, at ZL er uendelig, og at udtrykkene Zo forsvinder i ligning 1, hvilket efterlader Γ = 1 (100% refleksion) og ρ = 1. Ingen strøm overføres, og VSWR vil være uendelig.
Når værdien er “1”.	Betyder 100% reflektion forekommer, og der overføres ingen strøm til belastningen. Den reflekterede bølge er i fase med hændelsesbølgen.	Med kortslutning	Forestil dig, at enden af ​​kablet har kortslutning. Det betyder, at ZL er 0, og Eq.1 beregner Γ = -1 og ρ = 1. Ingen strøm overføres, og VSWR er uendelig.
Når værdien er “0”.	Betyder ikke nogen reflektion, og al kraft overføres til belastningen. (IDEAL)	Med korrekt matchet antenne.	Når en korrekt matchet antenne er tilsluttet, overføres al energi til antennen og konverteres til stråling. ZL er 50 ohm, og ligning 1 vil beregne Γ til at være nul. Således vil VSWR være nøjagtigt 1.
N / A	N / A	Med forkert tilpasset antenne.	Når en forkert matchet antenne er tilsluttet, vil impedansen ikke længere være 50 ohm, og der forekommer en uoverensstemmelse af impedansen, og en del af energien reflekteres tilbage. Mængden af ​​reflekteret energi afhænger af niveauet for uoverensstemmelsen, og VSWR vil derfor være en værdi over 1.
Ved brug af kabel med forkert karakteristisk impedans Kablet / transmissionsledningen, der bruges til at forbinde antennen til senderen, skal være den korrekte karakteristiske impedans Zo.  Typisk er koaksialkabler 50 ohm (75 ohm til tv og satellit), og deres værdier vil blive trykt på selve kablerne.  Den reflekterede energimængde afhænger af niveauet for mismatch, og så vil VSWR være en værdi over 1.

anmeldelse:

Hvad er stående bølger? En belastning er forbundet til enden af ​​transmissionsledningen, og signalet strømmer langs den og kommer ind i belastningen. Hvis belastningsimpedansen ikke stemmer overens med transmissionslinjeimpedansen, reflekteres en del af den bevægelige bølge tilbage mod kilden.

Når reflektion finder sted, kører disse tilbage ned i transmissionslinjen og kombineres med de hændende bølger for at producere stående bølger. Det er vigtigt at bemærke, at den resulterende bølge forekommer stationær ligesom og ikke forplantes som en normal bølge og ikke overfører energi mod belastningen. Bølgen har områder med maksimal og minimal amplitude kaldet henholdsvis anti-noder og knudepunkter.

Når der tilsluttes antennen, hvis der produceres en VSWR på 1.5, er effektiviteten 96%. Når der produceres en VSWR på 3.0, er strømeffektiviteten 75%. Ved faktisk brug anbefales det ikke at overskride en VSWR på 3.

▲TILBAGE▲

5. Hvordan man måler stående bølgeforhold - Wikipedia Forklaring
Mange forskellige metoder kan bruges til at måle stående bølgeforhold. Den mest intuitive metode bruger en slidset linje, som er en sektion af transmissionslinjen med en åben slids, som tillader en sonde at detektere den aktuelle spænding på forskellige punkter langs linjen. 

Således kan maksimums- og minimumsværdier sammenlignes direkte. Denne metode anvendes ved VHF og højere frekvenser. Ved lavere frekvenser er sådanne linjer upraktisk lange. Retningskoblinger kan bruges ved HF gennem mikrobølgefrekvenser. 

Nogle er en kvart bølge eller mere lange, hvilket begrænser deres anvendelse til de højere frekvenser. Andre typer retningskoblinger prøver strømmen og spændingen på et enkelt punkt i transmissionsstien og kombinerer dem matematisk på en sådan måde, at de repræsenterer den strøm, der flyder i en retning.

Den almindelige type SWR / effektmåler, der anvendes i amatørdrift, kan indeholde en dobbeltretningskobling. Andre typer bruger en enkelt kobling, som kan drejes 180 grader for at prøve strømmen i begge retninger. Envejskoblinger af denne type fås i mange frekvensområder og effektniveauer og med passende koblingsværdier til den anvendte analoge måler.

Et retningsbestemt wattmeter ved hjælp af et drejeligt retningsbestemt koblingselement

Den fremadrettede og reflekterede effekt målt ved retningskoblinger kan bruges til at beregne SWR. Beregningerne kan udføres matematisk i analog eller digital form eller ved hjælp af grafiske metoder indbygget i måleren som en ekstra skala eller ved at læse fra krydsningspunktet mellem to nåle på samme måler.

Ovenstående måleinstrumenter kan bruges "i linje", dvs., at transmitterens fulde effekt kan passere gennem måleenheden for således at muliggøre kontinuerlig overvågning af SWR. Andre instrumenter, såsom netværksanalysatorer, retningsbestemte koblinger med lav effekt og antennebroer bruger lav effekt til målingen og skal tilsluttes i stedet for senderen. Brokredsløb kan bruges til direkte at måle de reelle og imaginære dele af en belastningsimpedans og til at bruge disse værdier til at udlede SWR. Disse metoder kan give mere information end blot SWR eller fremad og reflekteret effekt. [11] Stand alone-antenneanalysatorer bruger forskellige målemetoder og kan vise SWR og andre parametre afbildet mod frekvens. Ved at bruge retningsbestemte koblinger og en bro i kombination er det muligt at fremstille et in-line instrument, der læser direkte i kompleks impedans eller i SWR. [12] Stand-alone antenne-analysatorer er også tilgængelige, der måler flere parametre.

▲TILBAGE▲

6. Ofte stille spørgsmål

1) Hvad forårsager høj VSWR?

Hvis VSWR er for høj, kan der potentielt blive for meget energi reflekteret tilbage i en effektforstærker og forårsage skade på det interne kredsløb. I et ideelt system ville der være en VSWR på 1: 1. Årsager til en høj VSWR-vurdering kan være anvendelse af en forkert belastning eller noget ukendt, såsom en beskadiget transmissionsledning.

2) Hvordan reducerer du VSWR?

En teknik til at reducere det reflekterede signal fra input eller output fra en hvilken som helst enhed er at placere en dæmper før eller efter enheden. Dæmperen reducerer det reflekterede signal to gange værdien af ​​dæmpningen, mens det transmitterede signal modtager den nominelle dæmpningsværdi. (Tip: For at understrege, hvor vigtig VSWR og RL er for dit netværk, skal du overveje at reducere ydeevnen fra VSWR på 1.3: 1 til 1.5: 1 - dette er en ændring i Return Loss på 16 dB til 13 dB).

3) Er tab af S11-retur?

I praksis er den mest citerede parameter med hensyn til antenner S11. S11 repræsenterer, hvor meget strøm der reflekteres fra antennen, og er derfor kendt som reflektionskoefficienten (undertiden skrevet som gamma: eller returtab ... Denne accepterede effekt udstråles enten eller absorberes som tab inden i antennen.

4) Hvorfor VSWR måles?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) er et mål for, hvor effektivt radiofrekvenseffekt transmitteres fra en strømkilde gennem en transmissionslinje til en belastning (for eksempel fra en effektforstærker gennem en transmissionslinje til en antenne) . I et ideelt system transmitteres 100% af energien.

5) Hvordan løser jeg høj VSWR?

Hvis din antenne er monteret lavt ned på køretøjet, ligesom på kofangeren eller bag en pick-up truck, kan signalet hoppe tilbage til antennen og forårsage en høj SWR. For at afhjælpe dette skal du mindst holde antennens top 12 inches over taglinjen og placere antennen så højt som muligt på køretøjet.

6) Hvad er en god VSWR-læsning?
Den bedst mulige aflæsning er 1.01: 1 (46dB returneringstab), men normalt er en aflæsning under 1.5: 1 acceptabel. Uden for den perfekte verden er et 1.2: 1 (20.8 dB returneringstab) perfekt i de fleste tilfælde. For at sikre en nøjagtig aflæsning er det bedst at tilslutte måleren i bunden af ​​antennen.

7) Er 1.5 SWR god?
Ja det er! Det ideelle interval er SWR 1.0-1.5. Der er plads til forbedringer, når rækkevidden er SWR 1.5 - 1.9, men SWR i dette interval skal stadig give tilstrækkelig ydeevne. Lejlighedsvis er det umuligt at få SWR lavere end dette på grund af installationer eller køretøjsvariabler.

8) Hvordan kontrollerer jeg min SWR uden måler?
Her er trinene til indstilling af en CB-radio uden SWR-måler:
1) Find et område med begrænset interferens.
2) Sørg for, at du har en ekstra radio.
3) Stil begge radioer på den samme kanal.
4) Tal ind i den ene radio, og lyt gennem den anden.
5) Flyt en radio væk, og bemærk, når lyden er klar.
6) Juster din antenne efter behov.

9) Skal alle CB-antenner være tunet?
Selvom antennetuning ikke er nødvendig for at betjene dit CB-system, er der en række vigtige grunde til, at du altid skal tune en antenne: Forbedret ydeevne - En korrekt tunet antenne fungerer ALTID mere effektivt end en ujusteret antenne.

10) Hvorfor går min SWR op, når jeg taler?

En af de mest almindelige årsager til høje SWR-aflæsninger er forkert at forbinde dit SWR-måleren med din radio og antenne. Ved forkert vedhæftning rapporteres aflæsningerne for at være ekstremt høje, selvom alt er installeret perfekt. Se denne artikel for at sikre, at dit SWR-meter er korrekt installeret.

7. Bedste gratis online VSWR-regnemaskine i 2021

https://www.microwaves101.com/calculators/872-vswr-calculator
http://rfcalculator.mobi/vswr-forward-reverse-power.html
https://www.everythingrf.com/rf-calculators/vswr-calculator
https://www.pasternack.com/t-calculator-vswr.aspx
https://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php
http://www.flexautomotive.net/flexcalc/VSWR2/VSWR.aspx
https://www.allaboutcircuits.com/tools/vswr-return-loss-calculator/
http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html
https://www.ahsystems.com/EMC-formulas-equations/VSWR.php
http://cgi.www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_14.php
https://chemandy.com/calculators/return-loss-and-mismatch-calculator.htm
https://www.atmmicrowave.com/calculator/vswr-calculator/
http://www.emtalk.com/vswr.php

▲TILBAGE▲

Deling er omsorgsfulde!

Læg en besked 

Message List