Cum se calculează raportul de undă permanent în tensiune?

Pentru ca un radio (emițător sau receptor) să furnizeze energie unei antene, impedanța liniilor radio și de transmisie trebuie să fie bine potrivită cu antenna impedanță. Parametrul VSWR este o măsură care descrie numeric cât de bine este antena de impedanță potrivită cu radioul sau linia de transmisie la care este conectată.

VSWR înseamnă Tensiunea Wave Ratio permanent, și este, de asemenea, denumit Standing Wave Ratio (SWR). VSWR este o funcție a coeficientului de reflexie, care descrie puterea reflectată de antenă. Dacă coeficientul de reflexie este dat de .

Coeficientul de reflexie este, de asemenea, cunoscut sub numele de s11 sau pierdere de revenire. Consultați tabelul vswr de mai jos pentru a vedea o mapare numerică între puterea reflectată, s11 și VSWR. Dacă nu doriți să treceți prin ecuații complicate pentru a înțelege relația dintre VSWR, pierderea de nepotrivire, s11 / gamma și doriți ca un calculator să o facă pentru dvs., consultați pagina noastră cu calculatorul VSWR și vom face conversia VSWR pentru tu.

 

VSWR este întotdeauna un număr real și pozitiv pentru antene. Cu cât VSWR este mai mic, cu atât antena este mai potrivită cu linia de transmisie și cu atât mai multă putere este furnizată antenei. VSWR minim este 1.0. În acest caz, nu se reflectă nicio putere din antenă, ceea ce este ideal.

 

Deseori antenele trebuie să îndeplinească o cerință de lățime de bandă care este dată în termeni de VSWR. De exemplu, o antenă ar putea pretinde că funcționează de la 100-200 MHz cu VSWR <3. Aceasta implică faptul că VSWR este mai mic de 3.0 peste intervalul de frecvență specificat. Această specificație VSWR implică, de asemenea, că coeficientul de reflexie este mai mic de 0.5 (adică, coeficientul de reflecție <0.5) peste intervalul de frecvență citat.

Înțelesul fizic al VSWR

VSWR este determinat din tensiunea măsurată de-a lungul unei linii de transmisie care duce la o antenă. VSWR este raportul dintre amplitudinea de vârf a unei unde staționare și amplitudinea minimă a unei unde staționare, așa cum se vede în figura următoare:

În industrie, VSWR este uneori pronunțat „viz-wer”

Atunci când o antenă nu este potrivită cu receptorul, puterea este reflectată (astfel încât coeficientul de reflecție,, să nu fie zero). Acest lucru provoacă o „undă de tensiune reflectată”, care creează unde staționare de-a lungul liniei de transmisie. Rezultatul este vârfurile și văile, așa cum se vede în Figura 1. Dacă VSWR = 1.0, nu ar exista putere reflectată și tensiunea ar avea o magnitudine constantă de-a lungul liniei de transmisie.

VSWR, putere reflectată și s11

Este un VSWR de 3 rău? Cât de rău este un VSWR de 12? Ei bine, nu există reguli dure. În această secțiune, vom încerca să punem numărul VSWR în context. Mai jos este un tabel care arată relația dintre VSWR, puterea totală reflectată și (cunoscută și sub numele de s11) și puterea totală reflectată. Rețineți că puterea reflectată este pur și simplu coeficientul de reflexie pătrat.

În tabelul de mai sus, un VSWR de 4 are 36% din puterea furnizată de receptor reflectată de antenă (64% din putere este livrată antenei). Rețineți că o putere reflectată de 0 dB indică faptul că toată puterea este reflectată (100%), în timp ce -10 dB indică că 10% din putere este reflectată. Dacă toată puterea este reflectată, VSWR ar fi infinit.

 

Rețineți că VSWR este o funcție extrem de neliniară a coeficientului de reflexie. Adică, există o diferență foarte mică în puterea reflectată atunci când VSWR crește de la 9 la 10; cu toate acestea, există o schimbare de 11% a puterii reflectate atunci când VSWR se schimbă de la 1 la 2.

În general, dacă VSWR este sub 2, potrivirea antenei este considerată foarte bună și puțin ar fi câștigat prin potrivirea impedanței. Pe măsură ce VSWR crește, există 2 negative principale. Primul este evident: mai multă putere este reflectată de antenă și, prin urmare, nu este transmisă. Cu toate acestea, apare o altă problemă. Pe măsură ce VSWR crește, mai multă putere se reflectă la radio, care transmite. Cantități mari de putere reflectată pot deteriora radioul. În plus, aparatele de radio au probleme la transmiterea biților de informații corecți atunci când antena este slab potrivită (acest lucru este definit numeric în termeni de altă metrică, EVM - Magnitudinea vectorului de eroare).

Specificații VSWR pentru antene

Adesea în industrie, antenele sunt ecranate (criterii de trecere / eșec) pe baza specificațiilor VSWR (specificații VSWR). Aceasta este o metodă de măsurare pasivă a antenelor pentru a determina dacă sunt reglate corect într-un mod rapid. Antena este măsurată cu un analizor de rețea și se înregistrează VSWR în funcție de frecvență. De exemplu, luați în considerare această situație în care VSWR a 5 antene sunt măsurate și reprezentate grafic, împreună cu 4 linii care reprezintă specificațiile VSWR pentru această antenă (în albastru):

Specificațiile VSWR din Figura 2 sunt definite de:

 (1) VSWR <3.8 pentru 825 MHz <f <910 MHz

 (2) VSWR> 4.0 pentru 1200 MHz <f <1400 MHz

 (3) VSWR> 3.0 la f = 1.7 GHz, redus liniar la VSWR> 2.0 la f = 1.8 GHz

 (4) VSWR <3.0 pentru 1860 MHz <f <2000 MHz

 

În Figura 2, antena roșie a curbei VSWR ar eșua a doua specificație, iar antena albastră a curbei VSWR ar eșua (marginal) a patra specificație. Acest lucru este ilustrat în Figura 3:

Setarea specificațiilor VSWR este o treabă oarecum dificilă pentru inginerii de antene. Ideea este să nu reușească valorile aberante (antene deconectate sau antene cu conectori rupți etc.). Cu toate acestea, în practică este dificil să se determine care este varianța acceptabilă, în special în industriile cu volum mare în care o specificație strânsă ar putea eșua mii de antene bune.

 

Rețineți că VSWR este o măsură a cantității de energie furnizată unei antene. Aceasta nu înseamnă că antena radiază toată puterea pe care o primește. Prin urmare, VSWR măsoară potențialul de a radia. Un VSWR scăzut înseamnă că antena este bine potrivită, dar nu înseamnă neapărat că și puterea livrată este radiată. Pentru determinarea puterii radiate este necesară o cameră anecoică sau o altă antenă radiată. VSWR singur nu este suficient pentru a determina o antenă funcționează corect.

 

VSWR poate fi măsurat și pe graficul Smith. VSWR este doar o măsurătoare scalară, în timp ce diagrama Smith arată atât amploarea, cât și faza. Consultați pagina Smith Chart pentru mai multe detalii.

Ați putea dori, de asemenea:

Ce este VSWR: Rata de undă permanentă a tensiunii

Ce este VSWR și pierderea de retur?

Cum se utilizează un VSWR Meter

Lăsaţi un mesaj 

Lista de mesaje