VSWR (Kendt som Spændingsstabil Wave Ratio), er et mål for, hvor effektiv radiofrekvenseffekt transmitteres fra en strømkilde, gennem en transmissionslinie, ind i en belastning (for eksempel fra en effektforstærker gennem en transmissionslinie, til en antenne).

Stående bølger er en nøgleværdi for ethvert system, der bruger transmissionslinier / fødere hvor målinger af VSWR, Spændingsstående bølgeforhold er vigtige.

Stående bølger er et vigtigt problem, når man ser på fødere / transmissionslinjer, og forholdet mellem stående bølger eller mere almindeligt spændingsstandsbølgeforholdet, VSWR er som en måling af niveauet for stående bølger på en feeder.

Stående bølger repræsenterer magt, der ikke accepteres af belastningen og reflekteres tilbage langs transmissionslinjen eller feederen.

Selvom stående bølger og VSWR er meget vigtige, kan VSWR-teorien og beregningerne ofte maske en visning af, hvad der faktisk sker. Heldigvis er det muligt at få et godt overblik over emnet uden at gå dybt ned i VSWR-teorien.

Standing bølge grundlæggende
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 transmissionslinjen eller transmissionslinjen til belastningen, hvad enten det er en modstand, en indgang til et andet system eller en antenne, skal impedansniveauerne stemme overens.

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.

Matchet feeder og belastning er påkrævet for maksimal kraftoverførsel

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.

Strømmen reflekteres, når feeder- og belastningsimpedanserne gør passer ikke sammen

Se også: Hvorfor har jeg brug for en senderkredsløb før en antenne?

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.

Spændings- og strømstandsbølgemønstre for lille impedansmatch med belastning lavere end føderimpedansen

Se også: VSWR beregningsværktøjer

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.

Spænding og nuværende stående bølgemønsters til afslutning af kortslutningsfeeder

Se Also: Forståelse af refleksioner og stående bølger i RF-kredsløbsdesign

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.

Spændings- og strømstandsbølgemønstre for lille impedansmatching med belastningshighende end feederimpedansen

Se også: VSWR (SWR) beregning

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.

Spændings- og strømstandsbølgemønstre for åben terminering af kredsløbsfeeder

Se også: Lav denne radiorepeaterkreds derhjemme

VSWR definition
Definitionen af VSWR giver grundlaget for alle beregninger og formler.

VSWR definition:
Spændingsstandsbølgeforholdet, VSWR er defineret som forholdet mellem den maksimale og mindste spænding på en tabsfri linje.

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 et tab på enhver feeder eller transmissionslinie. For at måle VSWR detekteres fremad- og bagudstyrke på det punkt på systemet, og dette konverteres til et tal for VSWR. På denne måde måles VSWR på et bestemt punkt, og spændingens maksima og minima behøver ikke at bestemmes langs linjens længde.

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

SWR: SWR står for stående bølgeforhold. Den beskriver spændingen og de aktuelle stående bølger, der vises på linjen. Det er en generisk beskrivelse for både stående og spændende stående bølger. Det bruges ofte i forbindelse med målere, der bruges til at detektere forholdet mellem stående bølger. Både strøm og spænding stiger og falder med den samme andel for et givet misforhold.

VSWR: VSWR eller spænding stående bølgeforhold gælder specifikt for spændings stående bølger, der er indstillet på en føder eller transmissionslinje. Da det er lettere at detektere spændingsstående bølger, og i mange tilfælde er spændinger vigtigere med hensyn til enhedssammenbrud, bruges udtrykket VSWR ofte, især inden for RF-designområder.

Udtrykket stående bølger ses også nogle gange. Dette er dog en fuldstændig fejlbehæftning, da den fremadrettede og reflekterede effekt er konstant (forudsat at der ikke er tab af føder) og strømmen ikke stiger og falder på samme måde som spændings- og strømstandsbølgeformer, som er summen af både fremadgående og reflekterede elementer.

Typisk VSWR-måler bruges sammen med en transmitter

Hvordan VSWR påvirker ydelsen
Der er flere måder, hvorpå VSWR påvirker ydeevnen af en transmitter system, 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:

Transmitterforstærkere kan beskadiges: De øgede spændings- og strømniveauer, der ses på feederen som følge af de stående bølger, kan beskadige udgangen transistorer af senderen. Halvlederindretninger er meget pålidelige, hvis de betjenes inden for deres specificerede grænser, men spændings- og strømstandsbølgerne på feederen kan forårsage katastrofale skader, hvis de får anvisningen til at arbejde uden for deres grænser.

PA-beskyttelse reducerer udgangseffekten: 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 strømniveau kan beskadige arkføderen: 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 reflektioner kan forårsage forvrængning: Når et signal reflekteres ved uoverensstemmelse, reflekteres det tilbage mod kilden og kan derefter reflekteres tilbage mod antennen. En forsinkelse indføres lig med det dobbelte af transmissionstiden for signalet langs feederen. Hvis der overføres data, kan dette forårsage inter-symbol interferens, og i et andet eksempel, hvor analogt tv blev transmitteret, blev der set et "spøgelse" -billede.

Reduktion i signal sammenlignet med perfekt matchende system: 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 de tab, der er opstået, fundamentalt de, der indføres af føderen. Som en guide vil en 30 meters længde coax med et tab på ca. 1.5 dB ved 30 MHz betyde, at en antenne, der fungerer med en VSWR, kun giver et tab på lidt over 1 dB ved denne frekvens sammenlignet med en perfekt matchet antenne.

Stående bølgeforhold er en vigtig parameter for ethvert feeder-system. Selvom både stående og spændende stående bølger er sat op, er det ofte spændingsstandsbølgeforholdet, der diskuteres mere bredt, som et resultat af det faktum, at det er lettere at registrere og måle.

Du kan også lide: Sådan beregnes VSWR
Hvad er VSWR og Returtab?
Sådan bruges en VSWR Meter

forrige:5G ankom til Chicago i 2019. Hvad sker der med den femte generation af trådløse i 2020?

Næste:VSWR (SWR) beregning

Læg en besked

Message List

Kommentarer Loading ...