Ένας πλήρης οδηγός για το VSWR από το FMUSER [Ενημερώθηκε 2022]

Στη θεωρία της κεραίας, το VSWR συντομεύεται από την αναλογία στάσιμων κυμάτων τάσης. 

Το VSWR είναι μια μέτρηση του επιπέδου στάσιμου κύματος σε μια γραμμή τροφοδοσίας, είναι επίσης γνωστή ως λόγος στάσιμου κύματος (SWR). 

Γνωρίζουμε ότι το στάσιμο κύμα, το οποίο εξηγεί την αναλογία στάσιμων κυμάτων, είναι ένας τόσο σημαντικός παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη για τους μηχανικούς κατά τη διεξαγωγή τεχνικής έρευνας ραδιοσυχνοτήτων σε κεραίες.

Αν και τα στάσιμα κύματα και το VSWR είναι πολύ σημαντικά, συχνά η θεωρία και οι υπολογισμοί του VSWR μπορούν να κρύψουν μια άποψη του τι πραγματικά συμβαίνει. Ευτυχώς, είναι δυνατό να αποκτήσετε μια καλή άποψη του θέματος, χωρίς να εμβαθύνουμε πολύ στη θεωρία VSWR.

Τι είναι όμως στην πραγματικότητα το VSWR και τι σημαίνει για τη μετάδοση; Αυτό το ιστολόγιο είναι ο πιο πλήρης οδηγός για το VSWR, συμπεριλαμβανομένου του τι είναι, του τρόπου λειτουργίας του και όλων όσων πρέπει να γνωρίζετε για το VSWR. 

Ας συνεχίσουμε την εξερεύνηση!

Η κοινή χρήση είναι φροντίδα!

1. Τι είναι το VSWR; Βασικά στοιχεία αναλογίας μόνιμων κυμάτων τάσης

1) Σχετικά με το VSWR 

- Ορισμός VSWR

Τι είναι Στάσιμα; Με απλά λόγια, το VSWR ορίζεται ως η αναλογία μεταξύ μεταδιδόμενων και ανακλώμενων στάσιμων κυμάτων τάσης σε ένα ραδιοσυχνοτητα (RF) σύστημα μετάδοσης ηλεκτρικής ενέργειας. 

-Συντομογραφία VSWR

VSWR συντομεύεται από αναλογία στάσιμων κυμάτων τάσης, αυτό μερικές φορές προφέρεται ως "viswar".

-Πώς VSWR Εργοστάσιο

Το VSWR θεωρείται ως μέτρηση του πόσο αποτελεσματικά μεταδίδεται η ισχύς RF - από την πηγή ισχύοςδ μετά πάει μέσω μιας γραμμής μεταφοράς, και τελικά πηγαίνει στο φορτίο.

-VSWR στη ραδιοτηλεοπτική μετάδοση

VSWR is χρησιμοποιείται ως μέτρο απόδοσης για οτιδήποτε μεταφέρει RF περιλαμβάνει γραμμές μετάδοσης, ηλεκτρικά καλώδια, ακόμη και το σήμα στον αέρα. Ένα συνηθισμένο παράδειγμα είναι ένας ενισχυτής ισχύος που συνδέεται με μια κεραία μέσω μιας γραμμής μετάδοσης. Γι' αυτό μπορείτε επίσης να θεωρήσετε το VSWR ως τον λόγο της μέγιστης προς την ελάχιστη τάση σε μια γραμμή χωρίς απώλειες.

2) Ποια είναι τα Κύρια Fενώσεις του VSWR;

Τα VSWR χρησιμοποιούνται ευρέως σε μια ποικιλία εφαρμογών, όπως σε κεραία, τηλεπικοινωνία, φούρνος μικροκυμάτων, ραδιοσυχνότητα (RF), Κ.λπ. 

Ακολουθούν μερικές από τις κύριες εφαρμογές με επεξήγηση:

Εφαρμογές του VSWR	Κύριες λειτουργίες του VSWR
Κεραία εκπομπής	Το Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) είναι μια ένδειξη του ποσού της αναντιστοιχίας μεταξύ ενός προτέρωνnna και η γραμμή τροφοδοσίας που συνδέεται με αυτήν. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως Standing Wave Ratio (SWR). Το εύρος τιμών για το VSWR είναι από 1 έως ∞. Μια τιμή VSWR κάτω των 2 θεωρείται κατάλληλη για τις περισσότερες εφαρμογές κεραιών. Η κεραία μπορεί να περιγραφεί ως "Good Match". Έτσι, όταν κάποιος λέει ότι η κεραία δεν ταιριάζει καλά, πολύ συχνά σημαίνει ότι η τιμή VSWR υπερβαίνει το 2 για συχνότητα ενδιαφέροντος.
Τηλεπικοινωνία	Στις τηλεπικοινωνίες, ο λόγος μόνιμου κύματος (SWR) είναι ο λόγος του πλάτους ενός μερικού μόνιμου κύματος σε έναν αντίνοπο (μέγιστο) προς το πλάτος σε έναν γειτονικό κόμβο (ελάχιστο) σε μια γραμμή ηλεκτρικής μετάδοσης.
Μικροκύματα	Τα κοινά μέτρα απόδοσης που σχετίζονται με γραμμές μετάδοσης μικροκυμάτων και κυκλώματα είναι VSWR, συντελεστής ανάκλασης και επιστροφήn απώλεια, καθώς και ο συντελεστής μετάδοσης και η απώλεια εισαγωγής. Όλα αυτά μπορούν να εκφραστούν χρησιμοποιώντας παραμέτρους σκέδασης, που συνήθως αναφέρονται σε παραμέτρους S.
RF	Ο λόγος μόνιμου κύματος τάσης (VSWR) ορίζεται ως ο λόγος μεταξύ μεταδιδόμενων και ανακλώμενων κυμάτων τάσης σε ηλεκτρική μετάδοση ραδιοσυχνοτήτων (RF) sysέχει. Είναι ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματικά μεταδίδεται η ισχύς RF από την πηγή ισχύος, μέσω μιας γραμμής μετάδοσης και στο φορτίο

3) Μάθετε πώς να εκφράζετε VSWR από τον Τεχνικό Jimmy

Ακολουθεί μια βασική απλουστευμένη λίστα γνώσεων RF που παρέχεται από τον τεχνικό μας RF Jimmy. Ας λΚερδίζω περισσότερα Σχετικά με εμάς VSWR μέσω των παρακάτω περιεχόμενο: 

- Έκφραση VSWR με χρήση τάσης

Εξ ορισμού, το VSWR είναι ο λόγος της υψηλότερης τάσης (το μέγιστο πλάτος του όρθιου κύματος) προς τη χαμηλότερη τάση (το ελάχιστο πλάτος του όρθιου κύματος) οπουδήποτε μεταξύ πηγής και φορτίου.

VSWR = | V (μέγιστο) | / | V (ελάχ.) |

V (max) = το μέγιστο πλάτος του όρθιου κύματος
V (min) = το ελάχιστο πλάτος του όρθιου κύματος

- Έκφραση VSWR με χρήση αντίστασης

Εξ ορισμού, το VSWR είναι ο λόγος της σύνθετης αντίστασης φορτίου και της σύνθετης αντίστασης πηγής.

VSWR = ZL / Zo

ZL = η σύνθετη αντίσταση φορτίου
Zo = η σύνθετη σύνθετη αντίσταση

Ποια είναι η ιδανική αξία ενός VSWR;
Η τιμή ενός ιδανικού VSWR είναι 1: 1 ή σύντομα εκφράζεται ως 1. Στην περίπτωση αυτή, η ανακλώμενη ισχύς από το φορτίο στην πηγή είναι μηδέν.

- Έκφραση VSWR με χρήση ανάκλασης και δύναμης προς τα εμπρός

Από τον ορισμό το VSWR είναι ίσο με

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

που:

Pr = Ανακλώμενη ισχύς
Pf = Προώθηση ισχύος

3) Γιατί πρέπει να φροντίζω το VSWR; Γιατί έχει σημασία;

Ο ορισμός του VSWR παρέχει τη βάση για όλους τους υπολογισμούς και τους τύπους VSWR. 

Σε μια συνδεδεμένη γραμμή, μια αναντιστοιχία σύνθετης αντίστασης μπορεί να προκαλέσει ανάκλαση, όπως ακριβώς ακούγεται - ένα κύμα που αναπηδά και πηγαίνει προς τη λάθος κατεύθυνση. 

Κύριος λόγος: Όλη η ενέργεια αντανακλάται (για παράδειγμα, από ένα ανοιχτό ή βραχυκύκλωμα) στο τέλος της γραμμής, τότε καμία δεν απορροφάται, δημιουργώντας ένα τέλειο "στάσιμο κύμα" στη γραμμή. 

Το αποτέλεσμα των αντίθετων κυμάτων είναι ένα στάσιμο κύμα. Αυτό μειώνει την ισχύ που λαμβάνει η κεραία και μπορεί να χρησιμοποιήσει για εκπομπή. Μπορεί ακόμη και να κάψει έναν πομπό. 

Η τιμή του VSWR παρουσιάζει την ισχύ που αντανακλάται από το φορτίο στην πηγή. Συχνά χρησιμοποιείται για να περιγράψει πόση ισχύς χάνεται από την πηγή (συνήθως ένας ενισχυτής υψηλής συχνότητας) μέσω μιας γραμμής μετάδοσης (συνήθως ενός ομοαξονικού καλωδίου) στο φορτίο (συνήθως μια κεραία).

Αυτή είναι μια κακή κατάσταση: Ο πομπός σας καίγεται λόγω της υπερβολικής ενέργειας.

Στην πραγματικότητα, όταν η ισχύς που προορίζεται να ακτινοβοληθεί επανέλθει στον πομπό σε πλήρη ισχύ, συνήθως θα κάψει τα ηλεκτρονικά στοιχεία εκεί.

Είναι δύσκολο να καταλάβεις; Ακολουθεί ένα παράδειγμα που μπορεί να σας βοηθήσει:

Ένα θαλάσσιο συρμό που ταξιδεύει προς την ακτή μεταφέρει ενέργεια προς την παραλία. Εάν φτάσει σε μια παραλία με ήπια κλίση, όλη η ενέργεια απορροφάται και δεν υπάρχουν κύματα που ταξιδεύουν πίσω στην ανοικτή θάλασσα. 

Εάν αντί για μια κεκλιμένη παραλία υπάρχει ένα κατακόρυφο θαλάσσιο τείχος, τότε το εισερχόμενο κυματοσύστημα ανακλάται πλήρως, έτσι ώστε να μην απορροφάται ενέργεια στον τοίχο. 

Η παρεμβολή μεταξύ των εισερχόμενων και εξερχόμενων κυμάτων σε αυτήν την περίπτωση παράγει ένα «όρθιο κύμα» που δεν μοιάζει να ταξιδεύει καθόλου. οι κορυφές παραμένουν στις ίδιες χωρικές θέσεις και απλά ανεβαίνουν.

Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει σε μια γραμμή μετάδοσης ραδιοφώνου ή ραντάρ. 

Σε αυτήν την περίπτωση, θέλουμε τα κύματα της γραμμής (τόσο τάση όσο και ρεύμα) να ταξιδεύουν προς μία κατεύθυνση και να εναποθέτουν την ενέργειά τους στο επιθυμητό φορτίο, το οποίο στην περίπτωση αυτή μπορεί να είναι μια κεραία όπου πρόκειται να ακτινοβοληθεί. 

Εάν όλη η ενέργεια ανακλάται (για παράδειγμα, από ανοιχτό ή βραχυκύκλωμα) στο τέλος της γραμμής, τότε καμία δεν απορροφάται, παράγοντας ένα τέλειο "όρθιο κύμα" στη γραμμή. 

Δεν χρειάζεται ανοιχτό κύκλωμα ή βραχυκύκλωμα για να προκληθεί ανακλώμενο κύμα. Το μόνο που χρειάζεται είναι μια αναντιστοιχία στην σύνθετη αντίσταση μεταξύ της γραμμής και του φορτίου. 

Εάν το ανακλώμενο κύμα δεν είναι τόσο δυνατό όσο το μπροστινό κύμα, τότε θα παρατηρηθεί κάποιο μοτίβο "στάσιμου κύματος", αλλά τα μηδενικά δεν θα είναι τόσο βαθιά ούτε οι κορυφές τόσο υψηλές όσο για μια τέλεια ανάκλαση (ή πλήρη αναντιστοιχία).

2. Τι είναι το SWR;

1) ΣΑΧ Ορισμός

Σύμφωνα με την Wikipedia, ο λόγος μόνιμου κύματος (SWR) ορίζεται ως:

Ένα μέτρο αντιστάθμισης της αντίστασης των φορτίων με τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση μιας γραμμής μετάδοσης ή ενός κυματοδηγού στη ραδιομηχανική και τις τηλεπικοινωνίες. Το SWR είναι, επομένως, ο λόγος μεταξύ μεταδιδόμενων και ανακλώμενων κυμάτων ή ο λόγος μεταξύ του πλάτους ενός όρθιου κύματος στο μέγιστο του, προς το ελάχιστο πλάτος, το SWR ορίζεται συνήθως ως λόγος τάσης που ονομάζεται VSWR ».

Ένα υψηλό SWR υποδηλώνει χαμηλή απόδοση της γραμμής μεταφοράς και ανακλώμενη ενέργεια, η οποία μπορεί να βλάψει τον πομπό και να μειώσει την απόδοση του πομπού. 

Δεδομένου ότι το SWR αναφέρεται συνήθως στον λόγο τάσης, είναι συνήθως γνωστό ως λόγος τάσης στάσιμου κύματος (VSWR).

2) Πώς επηρεάζει το VSWR την απόδοση ενός συστήματος πομπού; 

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους το VSWR επηρεάζει την απόδοση ενός συστήματος πομπού ή οποιουδήποτε συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιεί RF και αντιστοίχιση αντιστάσεων.

Παρόλο που ο όρος VSWR χρησιμοποιείται κανονικά, τόσο τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα τάσης όσο και το ρεύμα μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα. Ορισμένες από τις επιπτώσεις αναλύονται παρακάτω:

-Οι ενισχυτές ισχύος πομπού μπορεί να καταστραφούν

Τα αυξημένα επίπεδα τάσης και ρεύματος που παρατηρούνται στον τροφοδότη ως αποτέλεσμα των όρθιων κυμάτων, μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στα τρανζίστορ εξόδου του πομπού. Οι συσκευές ημιαγωγών είναι πολύ αξιόπιστες εάν λειτουργούν εντός των καθορισμένων ορίων τους, αλλά τα κύματα τάσης και ρεύματος στον τροφοδότη μπορούν να προκαλέσουν καταστροφικές ζημιές εάν προκαλέσουν τη λειτουργία του επινοητή εκτός των ορίων τους.

-Η προστασία PA μειώνει την ισχύ εξόδου

Λαμβάνοντας υπόψη τον πολύ πραγματικό κίνδυνο υψηλών επιπέδων SWR που προκαλούν ζημιά στον ενισχυτή ισχύος, πολλοί πομποί ενσωματώνουν κύκλωμα προστασίας που μειώνει την έξοδο από τον πομπό καθώς αυξάνεται το SWR. Αυτό σημαίνει ότι μια κακή αντιστοιχία μεταξύ του τροφοδότη και της κεραίας θα έχει ως αποτέλεσμα ένα υψηλό SWR που προκαλεί τη μείωση της εξόδου και συνεπώς μια σημαντική απώλεια της μεταδιδόμενης ισχύος.

-Τα επίπεδα υψηλής τάσης και ρεύματος μπορούν να καταστρέψουν τον τροφοδότη

Είναι πιθανό τα υψηλά επίπεδα τάσης και ρεύματος που προκαλούνται από την υψηλή αναλογία κύματος να προκαλέσουν ζημιά στον τροφοδότη. Αν και στις περισσότερες περιπτώσεις οι τροφοδότες θα λειτουργούν καλά εντός των ορίων τους και ο διπλασιασμός της τάσης και του ρεύματος θα πρέπει να μπορεί να προσαρμοστεί, υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις όπου μπορεί να προκληθεί ζημιά. Το τρέχον μέγιστο μπορεί να προκαλέσει υπερβολική τοπική θέρμανση που θα μπορούσε να παραμορφώσει ή να λιώσει τα χρησιμοποιούμενα πλαστικά και οι υψηλές τάσεις είναι γνωστό ότι προκαλούν τόξο σε ορισμένες περιπτώσεις.

-Οι καθυστερήσεις που προκαλούνται από αντανακλάσεις μπορούν να προκαλέσουν παραμόρφωση:   

Όταν ένα σήμα αντανακλάται από ασυμφωνία, αντανακλάται πίσω προς την πηγή και στη συνέχεια μπορεί να ανακλαστεί ξανά προς την κεραία. 

Εισάγεται καθυστέρηση ίση με το διπλάσιο του χρόνου μετάδοσης του σήματος κατά μήκος του τροφοδότη. 

Εάν μεταδίδονται δεδομένα, αυτό μπορεί να προκαλέσει παρεμβολές μεταξύ συμβόλων και σε ένα άλλο παράδειγμα όπου μεταδόθηκε αναλογική τηλεόραση, εμφανίστηκε μια εικόνα «φάντασμα».

Είναι ενδιαφέρον ότι η απώλεια στο επίπεδο σήματος που προκαλείται από ένα φτωχό VSWR δεν είναι τόσο μεγάλη όσο φαντάζονται ορισμένοι. 

Οποιοδήποτε σήμα ανακλάται από το φορτίο, αντανακλάται πίσω στον πομπό και καθώς η αντιστοίχιση στον πομπό μπορεί να επιτρέψει στο σήμα να ανακλαστεί ξανά στην κεραία, οι απώλειες που προκύπτουν είναι βασικά αυτές που εισάγονται από τον τροφοδότη. 

Υπάρχουν άλλα σημαντικά bits που πρέπει να μετρηθούν στην απόδοση της κεραίας: ο συντελεστής ανάκλασης, η απώλεια αναντιστοιχίας και η απώλεια απόδοσης για να αναφέρουμε μερικά. Το VSWR δεν είναι το τέλος της θεωρίας της κεραίας, αλλά είναι σημαντικό.

3) VSWR εναντίον SWR εναντίον PSWR έναντι ISWR

Οι όροι VSWR και SWR φαίνονται συχνά στη βιβλιογραφία σχετικά με τα στάσιμα κύματα σε συστήματα RF και πολλοί ρωτούν για τη διαφορά.

-VSWR

Η αναλογία στάσιμων κυμάτων VSWR ή τάσης ισχύει ειδικά για τα στάσιμα κύματα τάσης που είναι εγκατεστημένα σε τροφοδότη ή γραμμή μεταφοράς. 

Καθώς είναι ευκολότερο να ανιχνευθούν τα στάσιμα κύματα τάσης και σε πολλές περιπτώσεις οι τάσεις είναι πιο σημαντικές από την άποψη της βλάβης της συσκευής, ο όρος VSWR χρησιμοποιείται συχνά, ειδικά σε περιοχές σχεδιασμού RF.

-SWR

Το SWR σημαίνει λόγο στάσιμου κύματος. Μπορείτε να το δείτε ως μαθηματική έκφραση της ανομοιομορφίας ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (πεδίο EM) σε μια γραμμή μεταφοράς όπως το ομοαξονικό καλώδιο. 

Συνήθως, το SWR ορίζεται ως ο λόγος της μέγιστης τάσης ραδιοσυχνότητας (RF) προς την ελάχιστη τάση RF κατά μήκος της γραμμής. Ο λόγος στάσιμων κυμάτων (SWR) έχει τρία χαρακτηριστικά:

Το SWR έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

● Περιγράφει τα κύματα τάσης και ρεύματος που εμφανίζονται στη γραμμή. 

● Αυτό είναι μια γενική περιγραφή τόσο για τα κύματα ρεύματος όσο και για τα κύματα. 

● Αυτό χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με μετρητές που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του λόγου όρθιου κύματος. 

ΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ: Τόσο το ρεύμα όσο και η τάση αυξάνονται και μειώνονται κατά την ίδια αναλογία για μια δεδομένη αναντιστοιχία.

Ένα υψηλό SWR υποδεικνύει χαμηλή απόδοση γραμμής μετάδοσης και ανακλώμενη ενέργεια, η οποία μπορεί να βλάψει τον πομπό και να μειώσει την απόδοση του πομπού. Δεδομένου ότι το SWR αναφέρεται συνήθως στην αναλογία τάσης, είναι συνήθως γνωστό ως ο λόγος κυμάτων τάσης (VSWR).

● PSWR (Power Standing Wave Ratio):

Ο όρος αναλογία κύματος ισχύος, ο οποίος φαίνεται επίσης μερικές φορές, ορίζεται ως το τετράγωνο του VSWR. Ωστόσο, αυτό είναι μια πλήρη πλάνη καθώς η εμπρόσθια και η ανακλώμενη ισχύς είναι σταθερές (υποθέτοντας ότι δεν υπάρχουν απώλειες τροφοδοσίας) και η ισχύς δεν ανεβαίνει και πέφτει με τον ίδιο τρόπο όπως οι κυματομορφές τάσης και ρεύματος που είναι το άθροισμα και των δύο εμπρός και ανακλώμενων στοιχείων.

● ISWR (Τρέχουσα αναλογία κύματος):

Το SWR μπορεί επίσης να οριστεί ως η αναλογία του μέγιστου ρεύματος RF προς το ελάχιστο ρεύμα RF στη γραμμή (τρέχουσα αναλογία κύματος όρθιου κύματος ή ISWR). Για τους περισσότερους πρακτικούς σκοπούς, το ISWR είναι το ίδιο με το VSWR.

Από την κατανόηση ορισμένων ανθρώπων για το SWR και το VSWR στη βασική τους μορφή είναι ότι ένα τέλειο 1: 1. SWR σημαίνει ότι όλη η ισχύς που χρησιμοποιείτε στη γραμμή ωθείται από την κεραία. Εάν το SWR δεν είναι 1: 1 τότε βγάζετε περισσότερη ισχύ από ό, τι χρειάζεται και μέρος αυτής της ισχύος αντανακλάται πίσω στη γραμμή προς τον πομπό σας και στη συνέχεια προκαλεί σύγκρουση που θα έκανε το σήμα σας να μην είναι τόσο καθαρό και Σαφή.

Αλλά, ποια είναι η διαφορά μεταξύ VSWR και SWR; Το SWR (λόγος μόνιμου κύματος) είναι μια έννοια, δηλαδή ο λόγος μόνιμου κύματος. Το VSWR είναι στην πραγματικότητα ο τρόπος με τον οποίο κάνετε τη μέτρηση, μετρώντας τις τάσεις για τον προσδιορισμό του SWR. Μπορείτε επίσης να μετρήσετε το SWR μετρώντας τα ρεύματα ή ακόμα και την ισχύ (ISWR και PSWR). Αλλά για τις περισσότερες προθέσεις και σκοπούς, όταν κάποιος λέει SWR εννοούν VSWR, σε κοινή συνομιλία είναι εναλλάξιμοι.

Φαίνεται να καταλαβαίνετε την ιδέα ότι σχετίζεται με την αναλογία μεταξύ της ισχύος που πηγαίνει προς την κεραία έναντι της ποσότητας που ανακλάται πίσω και ότι (στις περισσότερες περιπτώσεις) η ισχύς ωθείται προς την κεραία. Ωστόσο, οι δηλώσεις "βάζετε περισσότερη ισχύ από ό, τι χρειάζεται" και "στη συνέχεια προκαλεί σύγκρουση που θα έκανε το σήμα σας να μην είναι τόσο καθαρό" είναι λανθασμένες

VSWR εναντίον Rleflected Power

Στις περιπτώσεις υψηλότερου SWR, μέρος ή μεγάλη ισχύ απλώς αντανακλάται στον πομπό. Δεν έχει καμία σχέση με ένα καθαρό σήμα και οτιδήποτε έχει να κάνει με την προστασία του πομπού σας από την καύση και το SWR είναι ανεξάρτητα από την ποσότητα ισχύος που αντλείτε. Αυτό σημαίνει απλώς ότι στη συχνότητα, το σύστημα κεραίας δεν είναι τόσο αποτελεσματικό όσο ένα καλοριφέρ. Φυσικά, εάν προσπαθείτε να μεταδώσετε με συχνότητα, προτιμάτε η κεραία σας να έχει το χαμηλότερο δυνατό SWR (Συνήθως κάτι λιγότερο από 2: 1 δεν είναι τόσο κακό στις χαμηλότερες ζώνες και το 1.5: 1 είναι καλό στις υψηλότερες ζώνες) , αλλά πολλές κεραίες πολλαπλών ζωνών μπορεί να είναι 10: 1 σε ορισμένες ζώνες και μπορεί να βρείτε ότι μπορείτε να λειτουργήσετε αποδεκτά.

4) VSWR και αποδοτικότητα συστήματος
Σε ένα ιδανικό σύστημα, το 100% της ενέργειας μεταφέρεται από τα στάδια ισχύος στο φορτίο. Αυτό απαιτεί ακριβή αντιστοίχιση μεταξύ της σύνθετης αντίστασης πηγής (η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής μετάδοσης και όλων των συνδετήρων της) και της σύνθετης αντίστασης φορτίου. Η τάση AC του σήματος θα είναι η ίδια από άκρο σε άκρο αφού περνά χωρίς παρεμβολές.

VSWR έναντι% ανακλαστικής ισχύος

Σε ένα πραγματικό σύστημα, οι αναντιστοιχίες σύνθετες αντιστάσεις αναγκάζουν μέρος της δύναμης να ανακλάται πίσω προς την πηγή (όπως ηχώ). Αυτές οι αντανακλάσεις προκαλούν εποικοδομητικές και καταστροφικές παρεμβολές, οδηγώντας σε κορυφές και κοιλάδες στην τάση, που ποικίλλουν ανάλογα με το χρόνο και την απόσταση κατά μήκος της γραμμής μετάδοσης. Το VSWR ποσοτικοποιεί αυτές τις διακυμάνσεις τάσης, επομένως ένας άλλος κοινός ορισμός για το Voltage Standing Wave Ratio είναι ότι είναι ο λόγος της υψηλότερης τάσης προς τη χαμηλότερη τάση, σε οποιοδήποτε σημείο της γραμμής μετάδοσης.

Για ένα ιδανικό σύστημα, η τάση δεν ποικίλλει. Επομένως, το VSWR του είναι 1.0 (ή συνήθως εκφράζεται ως αναλογία 1: 1). Όταν συμβαίνουν ανακλάσεις, οι τάσεις ποικίλλουν και το VSWR είναι υψηλότερο, για παράδειγμα 1.2 (ή 1.2: 1). Το αυξημένο VSWR συσχετίζεται με μειωμένη απόδοση γραμμής μετάδοσης (και επομένως συνολικά πομπού).

Η αποτελεσματικότητα των γραμμών μεταφοράς αυξάνεται κατά:
1. Αύξηση της τάσης και του συντελεστή ισχύος
2. Αύξηση τάσης και μείωση του συντελεστή ισχύος
3. Μείωση τάσης και συντελεστή ισχύος
4. Μείωση τάσης και αύξηση του συντελεστή ισχύος

Υπάρχουν τέσσερις ποσότητες που περιγράφουν την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς ισχύος από μια γραμμή σε ένα φορτίο ή κεραία: το VSWR, ο συντελεστής ανάκλασης, η απώλεια αναντιστοιχίας και η απώλεια επιστροφής. 

Προς το παρόν, για να αποκτήσουμε μια αίσθηση για το νόημά τους, τους παρουσιάζουμε γραφικά στο επόμενο σχήμα. Τρεις προϋποθέσεις: 

● Οι γραμμές που συνδέονται με ένα ταιριαστό φορτίο.
● Οι γραμμές που συνδέονται με μια κοντή μονοπολική κεραία που δεν ταιριάζει (η αντίσταση εισόδου κεραίας είναι 20 - j80 ohms, σε σύγκριση με την αντίσταση γραμμής μετάδοσης 50 ohms).
● Η γραμμή είναι ανοιχτή στο τέλος όπου η κεραία έπρεπε να είχε συνδεθεί.

Πράσινη καμπύλη - Μόνιμο κύμα στη γραμμή 50 ohm με αντίστοιχο φορτίο 50 ohm στο τέλος

Με τις παραμέτρους και την αριθμητική του τιμή ως εξής:

παράμετροι	Αριθμητική αξία
Σύνθετη αντίσταση φορτίου	50 ohms
Συντελεστής αντανάκλασης	0
VSWR	1
Ακατάλληλη απώλεια	0 dB
Απώλεια επιστροφής	- ∞ dB
Σημείωση: [Αυτό είναι τέλειο. χωρίς μόνιμο κύμα όλη η ισχύς πηγαίνει σε κεραία / φορτίο]

Μπλε καμπύλη - Μόνιμο κύμα στη γραμμή 50 ohm σε κοντή μονοπολική κεραία

Με τις παραμέτρους και την αριθμητική του τιμή ως εξής:

παράμετροι	Αριθμητική αξία
Σύνθετη αντίσταση φορτίου	20 - j80 ωμ
Συντελεστής αντανάκλασης	0.3805 - j0.7080
Απόλυτη τιμή του συντελεστή αντανάκλασης	0.8038
VSWR	9.2
Ακατάλληλη απώλεια	- 4.5 dB
Απώλεια επιστροφής	-1.9 dB
Σημείωση: [Αυτό δεν είναι πολύ καλό. η ισχύς στο φορτίο ή η κεραία είναι μειωμένη –4.5 dB από την διαθέσιμη διαθέσιμη γραμμή μετάβασης]

Κόκκινη καμπύλη - Μόνιμο κύμα σε γραμμή με ανοιχτό κύκλωμα στο αριστερό άκρο (ακροδέκτες κεραίας)

Με τις παραμέτρους και την αριθμητική του τιμή ως εξής:

παράμετροι	Αριθμητική αξία
Σύνθετη αντίσταση φορτίου	∞
Συντελεστής αντανάκλασης	1
VSWR	∞
Ακατάλληλη απώλεια	- 0 dB
Απώλεια επιστροφής	0 dB
Σημείωση: [Αυτό είναι πολύ κακό: καμία ενέργεια δεν μεταφέρθηκε μετά το τέλος της γραμμής]

▲ΠΊΣΩ▲

3. Σημαντικοί δείκτες παραμέτρων SWR

1) Γραμμές Trasmission και SWR

Οποιοσδήποτε αγωγός που μεταφέρει ένα ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορεί να αντιμετωπιστεί ως γραμμή μετάδοσης, όπως εκείνοι οι εναέριοι γίγαντες που διανέμουν ισχύ εναλλασσόμενου ρεύματος σε όλο το τοπίο. Η ενσωμάτωση όλων των διαφορετικών μορφών γραμμών μετάδοσης δεν εμπίπτει σημαντικά στο πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου, οπότε θα περιορίσουμε τη συζήτηση σε συχνότητες από περίπου 1 MHz έως 1 GHz και σε δύο κοινούς τύπους γραμμών: ομοαξονική (ή "ομοαξονική") και παράλληλος αγωγός (γνωστός και ως ανοιχτό σύρμα, γραμμή παραθύρου, γραμμή σκάλας ή δίδυμος αγωγός όπως θα το ονομάσουμε) όπως φαίνεται στο Σχήμα 1.

Εξηλατινόνιο: Το ομοαξονικό καλώδιο (Α) αποτελείται από έναν συμπαγή ή κλωνικό κεντρικό αγωγό που περιβάλλεται από ένα μονωτικό πλαστικό ή διηλεκτρικό αέρα και ένα σωληνοειδές ασπίδα που είναι είτε συμπαγής ή υφασμένη πλεξούδα. Ένα πλαστικό μπουφάν περιβάλλει την ασπίδα για την προστασία των αγωγών. Ο δίδυμος αγωγός (Β) αποτελείται από ένα ζευγάρι παράλληλων στερεών ή λανθάνοντων συρμάτων. Τα σύρματα συγκρατούνται στη θέση τους είτε από χυτευμένο πλαστικό (γραμμή παραθύρου, δίδυμο καλώδιο) είτε από κεραμικούς ή πλαστικούς μονωτές (γραμμή σκάλας).

Το ρεύμα ρέει κατά μήκος της επιφάνειας των αγωγών (δείτε την πλαϊνή μπάρα στο "Skin Effect") σε αντίθετες κατευθύνσεις. Παραδόξως, η ενέργεια RF που ρέει κατά μήκος της γραμμής δεν ρέει πραγματικά στους αγωγούς όπου είναι το ρεύμα. Ταξιδεύει ως ένα ηλεκτρομαγνητικό (EM) κύμα στο διάστημα μεταξύ και γύρω από τους αγωγούς. 

Το Σχήμα 1 δείχνει πού βρίσκεται το πεδίο τόσο στο ομοαξονικό όσο και στο δίδυμο καλώδιο. Για ομοαξονικό, το πεδίο περιέχεται εντελώς εντός του διηλεκτρικού μεταξύ του κεντρικού αγωγού και της ασπίδας. Για δίδυμο μόλυβδο, ωστόσο, το πεδίο είναι ισχυρότερο γύρω και μεταξύ των αγωγών, αλλά χωρίς μια περιβάλλουσα ασπίδα, μέρος του πεδίου εκτείνεται στο διάστημα γύρω από τη γραμμή.

Γι 'αυτό το coax είναι τόσο δημοφιλές - δεν επιτρέπει στα σήματα στο εσωτερικό να αλληλεπιδρούν με σήματα και αγωγούς εκτός της γραμμής. Το δίδυμο καλώδιο, από την άλλη πλευρά, πρέπει να φυλάσσεται μακριά (αρκεί μερικά πλάτη γραμμής) από άλλες γραμμές τροφοδοσίας και κάθε είδους μεταλλική επιφάνεια. Γιατί να χρησιμοποιήσετε διπλό μόλυβδο; Έχει γενικά χαμηλότερες απώλειες από το ομοαξονικό, έτσι είναι μια καλύτερη επιλογή όταν η απώλεια σήματος είναι σημαντική.

Εκμάθηση γραμμής μετάδοσης για αρχάριους (Πηγή: AT&T)

Τι είναι το δέρμα Effect;

Πάνω από περίπου 1 kHz, τα ρεύματα AC ρέουν σε ένα όλο και πιο λεπτό στρώμα κατά μήκος της επιφάνειας των αγωγών. Αυτό είναι το επίδραση στο δέρμα. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ριγωτά ρεύματα μέσα στον αγωγό δημιουργούν μαγνητικά πεδία που ωθούν το ρεύμα στην εξωτερική επιφάνεια του αγωγού. Στα 1 MHz σε χαλκό, το μεγαλύτερο ρεύμα περιορίζεται στο εξωτερικό του αγωγού 0.1 mm, και κατά 1 GHz, το ρεύμα συμπιέζεται σε ένα στρώμα πάχους λίγων μm.

2) Συντελεστές αντανάκλασης και μετάδοσης

Ο συντελεστής ανάκλασης είναι το κλάσμα ενός συμβάντος που αντανακλάται από μια αναντιστοιχία. Ο συντελεστής ανάκλασης εκφράζεται ως ρ ή Γ, αλλά αυτά τα σύμβολα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την αναπαράσταση του VSWR. Συνδέεται άμεσα με το VSWR από

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Σχήμα. Αυτό είναι το κλάσμα ενός σήματος που αντανακλάται από την αντίσταση φορτίου και μερικές φορές εκφράζεται ως ποσοστό.

Για τέλειο ταίριασμα, κανένα σήμα δεν αντανακλάται από το φορτίο (δηλαδή, απορροφάται πλήρως), οπότε ο συντελεστής ανάκλασης είναι μηδέν. 

Για ανοικτό ή βραχυκύκλωμα, ολόκληρο το σήμα ανακλάται πίσω, οπότε ο συντελεστής ανάκλασης και στις δύο περιπτώσεις είναι 1. Σημειώστε ότι αυτή η συζήτηση ασχολείται μόνο με το μέγεθος του συντελεστή ανάκλασης.  

Το Γ έχει επίσης μια σχετική γωνία φάσης, η οποία διακρίνει μεταξύ βραχυκυκλώματος και ανοικτού κυκλώματος, καθώς και όλων των καταστάσεων μεταξύ τους. 

Για παράδειγμα, η ανάκλαση από ένα ανοιχτό κύκλωμα οδηγεί σε γωνία φάσης 0 μοιρών μεταξύ του συμβάντος και του ανακλώμενου κύματος, πράγμα που σημαίνει ότι το ανακλώμενο σήμα προστίθεται σε φάση με το εισερχόμενο σήμα στη θέση ανοιχτού κυκλώματος. δηλαδή το πλάτος του όρθιου κύματος είναι διπλάσιο από το εισερχόμενο κύμα. 

Αντιθέτως, ένα βραχυκύκλωμα οδηγεί σε γωνία φάσης 180 μοιρών μεταξύ του συμβάντος και του ανακλώμενου σήματος, πράγμα που σημαίνει ότι το ανακλώμενο σήμα είναι αντίθετο σε φάση με το εισερχόμενο σήμα, οπότε τα πλάτη τους αφαιρούνται, με αποτέλεσμα μηδέν. Αυτό φαίνεται στα σχήματα 1α και β.

Όπου ο συντελεστής ανάκλασης είναι το κλάσμα ενός σήματος προσπίπτουσης που ανακλάται από μια αναντιστοιχία αντίστασης σε κύκλωμα ή γραμμή μετάδοσης, ο συντελεστής μετάδοσης είναι το κλάσμα του σήματος προσπίπτουσης που εμφανίζεται στην έξοδο. 

Είναι μια συνάρτηση του σήματος που αντανακλάται καθώς και των αλληλεπιδράσεων εσωτερικού κυκλώματος. Έχει επίσης αντίστοιχο πλάτος και φάση.

3) Τι είναι η απώλεια επιστροφής και η απώλεια εισαγωγής;

Η απώλεια επιστροφής είναι ο λόγος του επιπέδου ισχύος του ανακλώμενου σήματος προς το επίπεδο ισχύος του σήματος εισόδου που εκφράζεται σε ντεσιμπέλ (dB), δηλαδή,

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

Σχήμα 2. Απώλεια επιστροφής και απώλεια εισαγωγής σε κύκλωμα ή γραμμή μετάδοσης χωρίς απώλειες.

Στο σχήμα 2, ένα σήμα 0-dBm, Pi, εφαρμόζεται στη γραμμή μετάδοσης. Η ανακλώμενη ισχύς, Pr, εμφανίζεται ως −10 dBm και η απώλεια επιστροφής είναι 10 dB. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή, τόσο καλύτερο είναι το παιχνίδι, δηλαδή, για έναν τέλειο αγώνα, η απώλεια επιστροφής, ιδανικά, είναι ∞, αλλά μια απώλεια απόδοσης 35 έως 45 dB, θεωρείται συνήθως καλός αγώνας. Παρομοίως, για ανοιχτό κύκλωμα ή βραχυκύκλωμα, η ισχύς προσπίπτει αντανακλάται πίσω. Η απώλεια επιστροφής για αυτές τις περιπτώσεις είναι 0 dB.

Η απώλεια εισαγωγής είναι ο λόγος του επιπέδου ισχύος του μεταδιδόμενου σήματος προς το επίπεδο ισχύος του σήματος εισόδου που εκφράζεται σε ντεσιμπέλ (dB), δηλαδή,

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

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

Αναφερόμενοι στο Σχήμα 2, Pr του -10 dBm σημαίνει ότι το 10 τοις εκατό της προσπίπτουσας ισχύος αντανακλάται. Εάν το κύκλωμα ή η γραμμή μετάδοσης είναι χωρίς απώλειες, μεταδίδεται το 90% της προσπίπτουσας ισχύος. Η απώλεια εισαγωγής είναι συνεπώς περίπου 0.5 dB, με αποτέλεσμα μια μεταδιδόμενη ισχύ -0.5 dBm. Εάν υπήρχαν εσωτερικές απώλειες, η απώλεια εισαγωγής θα ήταν μεγαλύτερη.

4) Τι είναι οι παράμετροι S;

Φιγούρα. Αναπαράσταση παραμέτρου S ενός κυκλώματος μικροκυμάτων δύο θυρών.

Χρησιμοποιώντας παραμέτρους S, η απόδοση του κυκλώματος μπορεί να χαρακτηριστεί πλήρως χωρίς να χρειάζεται να γνωρίζει την εσωτερική του σύνθεση. Για τους σκοπούς αυτούς, το κύκλωμα αναφέρεται συνήθως ως «μαύρο κουτί». Τα εσωτερικά στοιχεία μπορούν να είναι ενεργά (δηλαδή, ενισχυτές) ή παθητικά. Οι μόνες προϋποθέσεις είναι ότι οι παράμετροι S καθορίζονται για όλες τις συχνότητες και τις συνθήκες (π.χ. θερμοκρασία, πόλωση ενισχυτή) που ενδιαφέρουν και ότι το κύκλωμα είναι γραμμικό (δηλαδή, η έξοδος του είναι ευθέως ανάλογη με την είσοδό του). Το σχήμα 3 είναι μια αναπαράσταση ενός απλού κυκλώματος μικροκυμάτων με μία είσοδο και μία έξοδο (που ονομάζονται θύρες). Κάθε θύρα έχει ένα σήμα συμβάντος (a) και ένα ανακλώμενο σήμα (b). Γνωρίζοντας τις παραμέτρους S (δηλαδή, S11, S21, S12, S22) αυτού του κυκλώματος, μπορεί κανείς να προσδιορίσει την επίδρασή του σε οποιοδήποτε σύστημα στο οποίο είναι εγκατεστημένο.

Οι παράμετροι S προσδιορίζονται με μέτρηση υπό ελεγχόμενες συνθήκες. Χρησιμοποιώντας ένα ειδικό εξοπλισμό δοκιμής που ονομάζεται αναλυτής δικτύου, εισάγεται ένα σήμα (a1) στη Θύρα 1 με τη Θύρα 2 να τερματίζεται σε ένα σύστημα με ελεγχόμενη σύνθετη αντίσταση (συνήθως 50 ohms). Ο αναλυτής μετρά και καταγράφει ταυτόχρονα τα a1, b1 και b2 (a2 = 0). Η διαδικασία στη συνέχεια αντιστρέφεται, δηλαδή με είσοδο σήματος (a2) στη θύρα 2, ο αναλυτής μετρά τα a2, b2 και b1 (a1 = 0). Στην απλούστερη μορφή του, ο αναλυτής δικτύου μετρά μόνο τα πλάτη αυτών των σημάτων. Αυτό ονομάζεται αναλυτής δικτύου κλίμακας και επαρκεί για τον προσδιορισμό ποσοτήτων όπως VSWR, RL και IL. Ωστόσο, για πλήρη χαρακτηρισμό κυκλώματος, απαιτείται επίσης φάση και απαιτεί τη χρήση αναλυτή δικτύου διανυσμάτων. Οι παράμετροι S καθορίζονται από τις ακόλουθες σχέσεις:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

Οι S11 και S22 είναι οι συντελεστές ανάκλασης της θύρας εισόδου και εξόδου του κυκλώματος, αντίστοιχα. ενώ οι S21 και S12 είναι οι συντελεστές εμπρός και αντίστροφης μετάδοσης του κυκλώματος. Το RL σχετίζεται με τους συντελεστές ανάκλασης από τις σχέσεις

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | και RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (ΜΙ)

Η IL σχετίζεται με τους συντελεστές μετάδοσης κυκλωμάτων από τις σχέσεις

Από τη θύρα 1 έως τη θύρα 2 (dB) = -20 log10 | S21 | και IL από τη θύρα 2 στη θύρα 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (ΦΑ)

Αυτή η αναπαράσταση μπορεί να επεκταθεί σε κυκλώματα μικροκυμάτων με αυθαίρετο αριθμό θυρών. Ο αριθμός των παραμέτρων S αυξάνεται κατά το τετράγωνο του αριθμού των λιμένων, οπότε τα μαθηματικά εμπλέκονται περισσότερο, αλλά είναι διαχειρίσιμα χρησιμοποιώντας άλγεβρα μήτρας.

5) Τι είναι η αντιστάθμιση αντίστασης;

Η αντίσταση είναι η αντίθεση που συναντά η ηλεκτρική ενέργεια καθώς απομακρύνεται από την πηγή της.  

Ο συγχρονισμός φορτίου και αντίστασης πηγής θα ακυρώσει το αποτέλεσμα που οδηγεί στη μέγιστη μεταφορά ισχύος. 

Αυτό είναι γνωστό ως το μέγιστο θεώρημα μεταφοράς ισχύος: Το μέγιστο θεώρημα μεταφοράς ισχύος είναι κρίσιμο σε συγκροτήματα μετάδοσης ραδιοσυχνοτήτων, και συγκεκριμένα, στη δημιουργία κεραιών RF.

Η αντιστάθμιση αντίστασης είναι ζωτικής σημασίας για την αποτελεσματική λειτουργία των ρυθμίσεων RF όπου θέλετε να μεταφέρετε την τάση και την ισχύ βέλτιστα. Στη σχεδίαση RF, η αντιστοίχιση της αντίστασης πηγής και φορτίου θα μεγιστοποιήσει τη μετάδοση ισχύος RF. Οι κεραίες θα λάβουν τη μέγιστη ή βέλτιστη μεταφορά ισχύος όπου η σύνθετη αντίσταση τους αντιστοιχεί στην αντίσταση εξόδου της πηγής μετάδοσης.

Η αντίσταση 50Ohm είναι το πρότυπο για το σχεδιασμό των περισσότερων συστημάτων και εξαρτημάτων RF Το ομοαξονικό καλώδιο που υποστηρίζει τη συνδεσιμότητα σε μια σειρά εφαρμογών RF έχει τυπική αντίσταση 50 Ohms. Η έρευνα RF που πραγματοποιήθηκε τη δεκαετία του 1920 διαπίστωσε ότι η βέλτιστη σύνθετη αντίσταση για τη μεταφορά σημάτων RF θα κυμαινόταν μεταξύ 30 και 60Ohms ανάλογα με την τάση και τη μεταφορά ισχύος. Έχοντας σχετικά τυποποιημένη σύνθετη αντίσταση επιτρέπει την αντιστοίχιση μεταξύ καλωδίωσης και εξαρτημάτων όπως κεραίες WiFi ή Bluetooth, PCBs και εξασθενητές. Ορισμένοι βασικοί τύποι κεραιών έχουν σύνθετη αντίσταση 50 Ohms, συμπεριλαμβανομένων των ZigBee GSM GPS και LoRa

Συντελεστής προβληματισμού - Πηγή: Wikipedia

Μια αναντιστοιχία στην αντίσταση οδηγεί σε ανακλάσεις τάσης και ρεύματος, και στις ρυθμίσεις RF αυτό σημαίνει ότι η ισχύς του σήματος θα αντανακλάται πίσω στην πηγή της, ενώ η αναλογία είναι ανάλογα με τον βαθμό αναντιστοιχίας. Αυτό μπορεί να χαρακτηριστεί χρησιμοποιώντας Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) που είναι ένα μέτρο της αποτελεσματικότητας της μεταφοράς ισχύος RF από την πηγή του σε ένα φορτίο, όπως μια κεραία.

Η αναντιστοιχία μεταξύ αντίστασης πηγής και φορτίου, για παράδειγμα μια κεραία 75Ohm και μια ομοαξονική καλωδίωση 50 Ohm, μπορεί να ξεπεραστεί χρησιμοποιώντας μια σειρά συσκευών αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης, όπως αντιστάσεις σε σειρά, μετασχηματιστές, επιφανειακά επιθέματα σύνθετης αντίστασης ή δέκτες κεραίας.

Στα ηλεκτρονικά, η αντιστοίχιση σύνθετης αντίστασης περιλαμβάνει τη δημιουργία ή την τροποποίηση ενός κυκλώματος ή μιας ηλεκτρονικής εφαρμογής ή ενός εξαρτήματος έτσι ώστε η σύνθετη αντίσταση του ηλεκτρικού φορτίου να ταιριάζει με την αντίσταση της πηγής ισχύος ή οδήγησης. Το κύκλωμα είναι κατασκευασμένο ή οδοντωτό, έτσι ώστε οι αντίσταση να εμφανίζονται οι ίδιες.

Όταν εξετάζουμε συστήματα που περιλαμβάνουν γραμμές μεταφοράς, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε ότι όλες οι πηγές, οι γραμμές μεταφοράς / τροφοδοτικά και τα φορτία έχουν χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση. Το 50Ω είναι ένα πολύ κοινό πρότυπο για εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων, παρόλο που μερικές φορές μπορεί να παρατηρηθούν και άλλες σύνθετες αντιστάσεις σε ορισμένα συστήματα.

Προκειμένου να επιτευχθεί η μέγιστη μεταφορά ισχύος από την πηγή στη γραμμή μετάδοσης, ή τη γραμμή μετάδοσης στο φορτίο, είτε είναι μια αντίσταση, μια είσοδος σε άλλο σύστημα ή μια κεραία, τα επίπεδα αντίστασης πρέπει να ταιριάζουν.

Με άλλα λόγια για ένα σύστημα 50Ω, η πηγή ή η γεννήτρια σήματος πρέπει να έχει μια σύνθετη αντίσταση πηγής του 50Ω, η γραμμή μετάδοσης πρέπει να είναι 50Ω και έτσι πρέπει το φορτίο.

Τα ζητήματα προκύπτουν όταν μεταφέρεται η τροφοδοσία στη γραμμή μεταφοράς ή τον τροφοδότη και ταξιδεύει προς το φορτίο. Εάν υπάρχει αναντιστοιχία, δηλαδή η αντίσταση φορτίου δεν ταιριάζει με εκείνη της γραμμής μεταφοράς, τότε δεν είναι δυνατό να μεταφερθεί όλη η ισχύς.

Καθώς η ισχύς δεν μπορεί να εξαφανιστεί, η ισχύς που δεν μεταφέρεται στο φορτίο πρέπει να πάει κάπου και εκεί να ταξιδεύει πίσω κατά μήκος της γραμμής μετάδοσης προς την πηγή.

Όταν συμβαίνει αυτό, οι τάσεις και τα ρεύματα των εμπρόσθιων και ανακλώμενων κυμάτων στον τροφοδότη προσθέτουν ή αφαιρούνται σε διαφορετικά σημεία κατά μήκος του τροφοδότη σύμφωνα με τις φάσεις. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται όρθια κύματα.

Ο τρόπος με τον οποίο συμβαίνει το φαινόμενο μπορεί να αποδειχθεί με μήκος σχοινιού. Αν το ένα άκρο παραμείνει ελεύθερο και το άλλο μετακινηθεί προς τα πάνω, η κίνηση του κύματος μπορεί να φανεί ότι μετακινείται προς τα κάτω κατά μήκος του σχοινιού. Ωστόσο, αν το ένα άκρο είναι σταθερό, έχει ρυθμιστεί μια κίνηση μόνιμου κύματος και μπορούν να παρατηρηθούν σημεία ελάχιστης και μέγιστης δόνησης.

Όταν η αντίσταση φορτίου είναι χαμηλότερη από την τάση της αντίστασης του τροφοδότη και τα μεγέθη του ρεύματος είναι ρυθμισμένα. Εδώ το συνολικό ρεύμα στο σημείο φόρτωσης είναι υψηλότερο από αυτό της τέλεια προσαρμοσμένης γραμμής, ενώ η τάση είναι μικρότερη.

Οι τιμές ρεύματος και τάσης κατά μήκος του τροφοδότη ποικίλουν κατά μήκος του τροφοδότη. Για τις μικρές τιμές της ανακλώμενης ισχύος, η κυματομορφή είναι σχεδόν ημιτονοειδής, αλλά για μεγαλύτερες τιμές γίνεται περισσότερο σαν ένα επαναρυθμισμένο ημιτονοειδές κύμα πλήρους κύματος. Αυτή η κυματομορφή αποτελείται από τάση και ρεύμα από την ισχύ τροφοδοσίας συν τάση και ρεύμα από την ανακλώμενη ισχύ.

Σε απόσταση ενός τέταρτου μήκους κύματος από το φορτίο, οι συνδυασμένες τάσεις φτάνουν σε μέγιστη τιμή ενώ το ρεύμα είναι στο ελάχιστο. Σε απόσταση μισού μήκους κύματος από το φορτίο, η τάση και το ρεύμα είναι οι ίδιες με αυτές του φορτίου.

Μια παρόμοια κατάσταση συμβαίνει όταν η αντίσταση φορτίου είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση του τροφοδότη, ωστόσο αυτή τη φορά η συνολική τάση στο φορτίο είναι μεγαλύτερη από την τιμή της τέλεια αντιστοιχισμένης γραμμής. Η τάση φθάνει σε ένα ελάχιστο σε απόσταση ένα τέταρτο του μήκους κύματος από το φορτίο και το ρεύμα είναι στο μέγιστο. Ωστόσο, σε απόσταση μισού μήκους κύματος από το φορτίο, η τάση και το ρεύμα είναι οι ίδιες με αυτές του φορτίου.

Στη συνέχεια, όταν υπάρχει ένα ανοικτό κύκλωμα τοποθετημένο στο τέλος της γραμμής, το μοτίβο όρθιου κύματος για τον τροφοδότη είναι παρόμοιο με εκείνο του βραχυκυκλώματος, αλλά με τα σχέδια τάσης και ρεύματος αναστρέφονται.

▲ΠΊΣΩ▲

6) Τι είναι η Ανακλαστική Ενέργεια;
Όταν ένα μεταδιδόμενο κύμα χτυπήσει ένα όριο όπως αυτό μεταξύ της γραμμής μετάδοσης χωρίς απώλειες και του φορτίου (Βλέπε σχήμα 1. παρακάτω), κάποια ενέργεια θα μεταδοθεί στο φορτίο και κάποια θα ανακλάται. Ο συντελεστής ανάκλασης σχετίζεται με τα εισερχόμενα και ανακλώμενα κύματα ως:

Γ = V- / V + (Εξ. 1)

Όπου V- είναι το ανακλώμενο κύμα και V + είναι το εισερχόμενο κύμα. Το VSWR σχετίζεται με το μέγεθος του συντελεστή αντανάκλασης τάσης (Γ) με:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Εξ. 2)

Το VSWR μπορεί να μετρηθεί απευθείας με μετρητή SWR. Για τη μέτρηση των συντελεστών ανάκλασης της θύρας εισόδου (S11) και της θύρας εξόδου (S22) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα όργανο ελέγχου RF όπως ένας αναλυτής δικτύου διανύσματος (VNA). Τα S11 και S22 είναι ισοδύναμα με το Γ στη θύρα εισόδου και εξόδου, αντίστοιχα. Τα VNA με μαθηματικά μοντέλα μπορούν επίσης να υπολογίσουν και να εμφανίσουν απευθείας την προκύπτουσα τιμή VSWR.

Η απώλεια επιστροφής στις θύρες εισόδου και εξόδου μπορεί να υπολογιστεί από τον συντελεστή ανάκλασης, S11 ή S22, ως εξής:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (Εξ. 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (Εξ. 4)

Ο συντελεστής ανάκλασης υπολογίζεται από τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής μεταφοράς και την αντίσταση φορτίου ως εξής:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Εξ. 5)

Όπου το ZL είναι η σύνθετη αντίσταση φορτίου και το ZO είναι η χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής μετάδοσης (Σχήμα 1).

Το VSWR μπορεί επίσης να εκφραστεί με όρους ZL και ZO. Αντικαθιστώντας την εξίσωση 5 στην εξίσωση 2, λαμβάνουμε:

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

Για ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL-ZO

Ως εκ τούτου:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Εξ. 6)
Για ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Ως εκ τούτου:

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

Σημειώσαμε παραπάνω ότι το VSWR είναι μια προδιαγραφή που δίνεται σε μορφή αναλογίας σε σχέση με το 1, ως παράδειγμα 1.5: 1. Υπάρχουν δύο ειδικές περιπτώσεις VSWR, ∞: 1 και 1: 1. Ένας λόγος άπειρου προς έναν συμβαίνει όταν το φορτίο είναι ένα ανοιχτό κύκλωμα. Ένας λόγος 1: 1 συμβαίνει όταν το φορτίο ταιριάζει απόλυτα με τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής μετάδοσης.

Το VSWR ορίζεται από το σταθερό κύμα που προκύπτει από την ίδια τη γραμμή μετάδοσης:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Εξ. 8)

Όπου το VMAX είναι το μέγιστο εύρος και το VMIN είναι το ελάχιστο εύρος του μόνιμου κύματος. Με δύο υπερ-επιβαλλόμενα κύματα, το μέγιστο συμβαίνει με την εποικοδομητική παρέμβαση μεταξύ των εισερχόμενων και των ανακλώμενων κυμάτων. Ετσι:

VMAX = V + + V- (Εξ. 9)

για μέγιστη εποικοδομητική παρέμβαση. Το ελάχιστο πλάτος εμφανίζεται με αποδημητική παρεμβολή ή:

VMIN = V + - V- (Εξ. 10)

Αντικαθιστώντας τις εξισώσεις 9 και 10 σε εξισώσεις 8


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

Αντικαθιστώντας την Εξίσωση 1 στην Εξίσωση 11, λαμβάνουμε:

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

Η εξίσωση 12 είναι η εξίσωση 2 που αναφέρεται στην αρχή αυτού του άρθρου.

▲ΠΊΣΩ▲

4. Υπολογιστής VSWR: Πώς να υπολογίσετε το VSWR; 

Οι αναντιστοιχίες σύνθετης αντίστασης έχουν ως αποτέλεσμα στάσιμα κύματα κατά μήκος της γραμμής μετάδοσης και το SWR ορίζεται ως ο λόγος του πλάτους του μερικού στάσιμου κύματος σε έναν αντικόμβο (μέγιστο) προς το πλάτος σε έναν κόμβο (ελάχιστο) κατά μήκος της γραμμής.

Η προκύπτουσα αναλογία εκφράζεται συνήθως ως λόγος, π.χ. 2: 1, 5: 1, κλπ. Η τέλεια αντιστοιχία είναι το 1: 1 και μια πλήρη αναντιστοιχία, δηλαδή ένα σύντομο ή ανοιχτό κύκλωμα είναι ∞: 1.

Στην πράξη υπάρχει απώλεια σε οποιονδήποτε τροφοδότη ή γραμμή μεταφοράς. Για τη μέτρηση του VSWR, ανιχνεύεται εμπρός και αντίστροφη ισχύς σε αυτό το σημείο στο σύστημα και αυτό μετατρέπεται σε σχήμα για το VSWR. 

Με αυτόν τον τρόπο, το VSWR μετριέται σε ένα συγκεκριμένο σημείο και τα μέγιστα και τα ελάχιστα τάσης δεν χρειάζεται να προσδιορίζονται κατά μήκος της γραμμής.

Η συνιστώσα τάσης ενός μόνιμου κύματος σε μια ομοιόμορφη γραμμή μετάδοσης αποτελείται από το μπροστινό κύμα (με πλάτος Vf) που τοποθετείται πάνω στο ανακλώμενο κύμα (με πλάτος Vr). Οι αντανακλάσεις συμβαίνουν ως αποτέλεσμα ασυνέχειας, όπως η ατέλεια σε μια κατά τα άλλα ομοιόμορφη γραμμή μετάδοσης, ή όταν μια γραμμή μετάδοσης τερματίζεται με άλλη από τη χαρακτηριστική της σύνθετη αντίσταση.

Εάν ενδιαφέρεστε να προσδιορίσετε την απόδοση των κεραιών, το VSWR πρέπει πάντα να μετράται στους ίδιους τους ακροδέκτες κεραίας και όχι στην έξοδο του πομπού. Λόγω των ωμικών απωλειών στην καλωδίωση μετάδοσης, θα δημιουργηθεί μια ψευδαίσθηση ότι έχει μια καλύτερη κεραία VSWR, αλλά αυτό συμβαίνει μόνο επειδή αυτές οι απώλειες μειώνουν την επίδραση μιας απότομης ανάκλασης στα τερματικά της κεραίας.

Δεδομένου ότι η κεραία βρίσκεται συνήθως σε απόσταση από τον πομπό, απαιτείται μια γραμμή τροφοδοσίας για τη μεταφορά ισχύος μεταξύ των δύο. Εάν η γραμμή τροφοδοσίας δεν έχει καμία απώλεια και ταιριάζει τόσο με την αντίσταση εξόδου του πομπού όσο και με την αντίσταση εισόδου της κεραίας, τότε η μέγιστη ισχύς θα παραδοθεί στην κεραία. Σε αυτήν την περίπτωση, το VSWR θα είναι 1: 1 και η τάση και το ρεύμα θα είναι σταθερά σε όλο το μήκος της γραμμής τροφοδοσίας.

1) Υπολογισμός VSWR

Η απώλεια επιστροφής είναι ένα μέτρο σε dB του λόγου ισχύος στο κύμα προσπίπτουσης προς αυτό στο ανακλώμενο κύμα και το ορίζουμε ότι έχει αρνητική τιμή.

Απώλεια επιστροφής = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Για παράδειγμα, εάν ένα φορτίο έχει απώλεια επιστροφής -10 dB, τότε αντανακλάται το 1/10 της προσπίπτουσας ισχύος. Όσο υψηλότερη είναι η απώλεια επιστροφής, τόσο λιγότερη ισχύς χάνεται.

Επίσης σημαντικό ενδιαφέρον είναι η απώλεια αναντιστοιχίας. Αυτό είναι ένα μέτρο του πόσο μετριάζεται η μεταδιδόμενη ισχύς λόγω προβληματισμού. Δίνεται από την ακόλουθη σχέση:

Ακατάλληλη απώλεια = 10 log (1 -p2)

Για παράδειγμα, από τον Πίνακα # 1 μια κεραία με VSWR 2: 1 θα έχει συντελεστή ανάκλασης 0.333, απώλεια αναντιστοιχίας -0.51 dB και απώλεια επιστροφής -9.54 dB (το 11% της ισχύος του πομπού σας ανακλάται πίσω )

2) Δωρεάν γράφημα CSWulation VSWR

Ακολουθεί ένα απλό γράφημα υπολογισμού VSWR. 

Να θυμάστε πάντα ότι το VSWR πρέπει να είναι ένας αριθμός μεγαλύτερος από 1.0
VSWR	Συντελεστής ανάκλασης (Γ)	Ανακλαστική ισχύς (%)	Απώλεια τάσης	Ανακλαστική ισχύς (dB)	Απώλεια επιστροφής	Ακατάλληλη απώλεια (dB)
1	0.00	0.00	0	-Απειρο	Άπειρο	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	∞	∞	∞
Επιπλέον ανάγνωση: VSWR στην κεραία Το Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) είναι μια ένδειξη της αναντιστοιχίας μεταξύ μιας κεραίας και της γραμμής τροφοδοσίας που συνδέεται με αυτήν. Αυτό είναι επίσης γνωστό ως Standing Wave Ratio (SWR). Το εύρος τιμών για το VSWR είναι από 1 έως ∞.  Μια τιμή VSWR κάτω των 2 θεωρείται κατάλληλη για τις περισσότερες εφαρμογές κεραιών. Η κεραία μπορεί να περιγραφεί ως "Good Match". Έτσι, όταν κάποιος λέει ότι η κεραία δεν ταιριάζει καλά, πολύ συχνά σημαίνει ότι η τιμή VSWR υπερβαίνει το 2 για συχνότητα ενδιαφέροντος.  Η απώλεια επιστροφής είναι μια άλλη προδιαγραφή ενδιαφέροντος και καλύπτεται με περισσότερες λεπτομέρειες στην ενότητα Θεωρία κεραίας. Μια συνήθως απαιτούμενη μετατροπή είναι μεταξύ απώλειας επιστροφής και VSWR και ορισμένες τιμές καταγράφονται σε γράφημα, μαζί με ένα γράφημα αυτών των τιμών για γρήγορη αναφορά.

Από πού προέρχονται αυτοί οι υπολογισμοί; Λοιπόν, ξεκινήστε με τον τύπο για VSWR:

Εάν αναστρέψουμε αυτόν τον τύπο, μπορούμε να υπολογίσουμε τον συντελεστή ανάκλασης (ή την απώλεια επιστροφής, s11) από το VSWR:

Τώρα, αυτός ο συντελεστής ανάκλασης ορίζεται στην πραγματικότητα από την τάση. Θέλουμε πραγματικά να μάθουμε πόση δύναμη αντανακλάται. Αυτό θα είναι ανάλογο με το τετράγωνο της τάσης (V ^ 2). Ως εκ τούτου, η ανακλώμενη ισχύς σε ποσοστό θα είναι:

Μπορούμε να μετατρέψουμε την ανακλώμενη ισχύ σε ντεσιμπέλ απλά:

Τέλος, η ισχύς αντανακλάται ή παραδίδεται στην κεραία. Το ποσό που παραδίδεται στην κεραία γράφεται ως () και είναι απλώς (1- ^ 2). Αυτό είναι γνωστό ως απώλεια αναντιστοιχίας. Αυτό είναι το ποσό ισχύος που χάνεται λόγω αναντιστοιχίας σύνθετης αντίστασης και μπορούμε να το υπολογίσουμε αρκετά εύκολα:

Και αυτό είναι ό, τι πρέπει να ξέρουμε για να πηγαίνουμε μεταξύ VSWR, s11 / return loss και mismatch loss. Ελπίζω να είχατε τόσο υπέροχη στιγμή όσο είχα.

Πίνακας μετατροπής - dBm σε dBW και W (watt)

Σε αυτόν τον πίνακα παρουσιάζουμε πώς αντιστοιχεί η τιμή ισχύος σε dBm, dBW και Watt (W).

Ισχύς (dBm)	Ισχύς (dBW)	Ισχύς ((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 βΔ
-50	-80	10 βΔ
-60	-90	1 βΔ
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
που: dBm = ντεσιμπέλ-milliwatt dBW = ντεσιμπέλ-watt MW = μεγαβάτ KW = κιλοβάτ W = watt mW = milliwatt μW = μικροβάτ nW = νανοβάτ pW = picowatt

▲ΠΊΣΩ▲

3) Τύπος VSWR

Αυτό το πρόγραμμα είναι μια μικροεφαρμογή για τον υπολογισμό του Voltage Standing Wave Ratio (VSWR).

Κατά τη ρύθμιση ενός συστήματος κεραίας και πομπού, είναι σημαντικό να αποφύγετε την αναντιστοιχία αντίστασης οπουδήποτε στο σύστημα. Οποιαδήποτε αναντιστοιχία σημαίνει ότι κάποια αναλογία του κύματος εξόδου ανακλάται προς τον πομπό και το σύστημα καθίσταται αναποτελεσματικό. Μπορεί να προκύψουν αναντιστοιχίες σε διεπαφές μεταξύ διαφόρων συσκευών, π.χ. πομπός, καλώδιο και κεραία. Οι κεραίες έχουν σύνθετη αντίσταση, η οποία είναι συνήθως 50 ohms (όταν η κεραία έχει τις σωστές διαστάσεις). Όταν συμβαίνει ανάκλαση, παράγονται κύματα όρθιου στο καλώδιο.

Τύπος VSWR και συντελεστής ανάκλασης:

Εξ. 1	Ο συντελεστής ανάκλασης Γ ορίζεται ως	Εξ. 2	Ο λόγος VSWR ή όρθιο κύμα τάσης
Τύπος		Τύπος
Gamma	ZL = Η τιμή σε ωμ του φορτίου (συνήθως μια κεραία) Zo = Η χαρακτηριστική αντίσταση της γραμμής μετάδοσης σε ohms	Sigma	Δεδομένου ότι το ρ θα κυμαίνεται από 0 έως 1, οι υπολογισμένες τιμές για το VSWR θα είναι από 1 έως άπειρο.
Υπολογισμένες τιμές	μεταξύ -1 ≦ Γ ≦ 1.	Υπολογισμένες τιμές	Αναλογία 1 ή 1: 1.
Όταν η τιμή είναι "-1".	Σημαίνει 100% αντανάκλαση και καμία ενέργεια δεν μεταφέρεται στο φορτίο. Το ανακλώμενο κύμα είναι 180 μοίρες εκτός φάσης (ανεστραμμένο) με το προσπίπτον κύμα.	Με ανοιχτό κύκλωμα	Πρόκειται για κατάσταση ανοικτού κυκλώματος χωρίς σύνδεση κεραίας. Αυτό σημαίνει ότι το ZL είναι άπειρο και οι όροι Zo θα εξαφανιστούν στην Εξ. 1, αφήνοντας Γ = 1 (100% αντανάκλαση) και ρ = 1. Καμία ενέργεια δεν μεταφέρεται και το VSWR θα είναι άπειρο.
Όταν η τιμή είναι "1".	Σημαίνει 100% αντανάκλαση και καμία ενέργεια δεν μεταφέρεται στο φορτίο. Το ανακλώμενο κύμα βρίσκεται σε φάση με το περιστατικό κύμα.	Με βραχυκύκλωμα	Φανταστείτε ότι το άκρο του καλωδίου έχει βραχυκύκλωμα. Αυτό σημαίνει ότι το ZL είναι 0 και το Eq.1 θα υπολογίσει Γ = -1 και ρ = 1. Καμία ενέργεια δεν μεταφέρεται και το VSWR είναι άπειρο.
Όταν η τιμή είναι "0".	Σημαίνει ότι δεν εμφανίζεται αντανάκλαση και όλη η ισχύς μεταφέρεται στο φορτίο. (ΙΔΑΝΙΚΟ)	Με σωστά αντιστοιχισμένη κεραία.	Όταν συνδέεται μια σωστά αντιστοιχισμένη κεραία, τότε όλη η ενέργεια μεταφέρεται στην κεραία και μετατρέπεται σε ακτινοβολία. Το ZL είναι 50 ohms και το Eq.1 θα υπολογίσει το Γ να είναι μηδέν. Έτσι το VSWR θα είναι ακριβώς 1.
N / A	N / A	Με κεραία που δεν ταιριάζει σωστά.	Όταν συνδέεται μια εσφαλμένα αντιστοιχισμένη κεραία, η σύνθετη αντίσταση δεν θα είναι πλέον 50 ohms και εμφανίζεται μια αναντιστοιχία αντίστασης και μέρος της ενέργειας ανακλάται πίσω. Η ποσότητα ενέργειας που ανακλάται εξαρτάται από το επίπεδο της αναντιστοιχίας και έτσι το VSWR θα είναι τιμή πάνω από 1.
Όταν χρησιμοποιείτε καλώδιο εσφαλμένης χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης Το καλώδιο / γραμμή μετάδοσης που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της κεραίας με τον πομπό θα πρέπει να είναι η σωστή χαρακτηριστική αντίσταση Zo.  Συνήθως, τα ομοαξονικά καλώδια είναι 50ohms (75ohms για τηλεοράσεις και δορυφορικά) και οι τιμές τους θα εκτυπωθούν στα ίδια τα καλώδια.  Η ποσότητα ενέργειας που ανακλάται εξαρτάται από το επίπεδο της αναντιστοιχίας και έτσι το VSWR θα είναι τιμή πάνω από 1.

κριτική:

Τι είναι τα όρθια κύματα; Ένα φορτίο συνδέεται στο άκρο της γραμμής μετάδοσης και το σήμα ρέει κατά μήκος αυτού και εισέρχεται στο φορτίο. Εάν η σύνθετη αντίσταση φορτίου δεν ταιριάζει με την αντίσταση της γραμμής μετάδοσης, τότε μέρος του κύματος κίνησης αντανακλάται πίσω προς την πηγή.

Όταν εμφανίζεται αντανάκλαση, αυτά ταξιδεύουν πίσω στη γραμμή μετάδοσης και συνδυάζονται με τα προσπίπτοντα κύματα για να παράγουν όρθια κύματα. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το προκύπτον κύμα εμφανίζεται στάσιμο σαν και δεν διαδίδεται σαν ένα κανονικό κύμα και δεν μεταφέρει ενέργεια προς το φορτίο. Το κύμα έχει περιοχές μέγιστου και ελάχιστου πλάτους που ονομάζονται αντι-κόμβοι και κόμβοι αντίστοιχα.

Κατά τη σύνδεση της κεραίας, εάν παράγεται VSWR 1.5, τότε η απόδοση ισχύος είναι 96%. Όταν παράγεται VSWR 3.0, τότε η απόδοση ισχύος είναι 75%. Στην πραγματική χρήση, δεν συνιστάται η υπέρβαση του VSWR των 3.

▲ΠΊΣΩ▲

5. Πώς να μετρήσετε την αναλογία σταθερού κύματος - Επεξήγηση της Wikipedia
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλές διαφορετικές μέθοδοι για τη μέτρηση του λόγου όρθιου κύματος. Η πιο διαισθητική μέθοδος χρησιμοποιεί μια γραμμή με σχισμές που είναι ένα τμήμα της γραμμής μετάδοσης με μια ανοιχτή υποδοχή που επιτρέπει στον ανιχνευτή να ανιχνεύσει την πραγματική τάση σε διάφορα σημεία κατά μήκος της γραμμής. 

Έτσι, οι μέγιστες και ελάχιστες τιμές μπορούν να συγκριθούν άμεσα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε VHF και υψηλότερες συχνότητες. Σε χαμηλότερες συχνότητες, αυτές οι γραμμές είναι πρακτικά μεγάλες. Οι κατευθυντικοί ζεύκτες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε HF μέσω συχνοτήτων μικροκυμάτων. 

Ορισμένα έχουν κύμα τετάρτου ή μεγαλύτερο, γεγονός που περιορίζει τη χρήση τους στις υψηλότερες συχνότητες. Άλλοι τύποι κατευθυντικών συζευκτών δοκιμάζουν το ρεύμα και την τάση σε ένα μόνο σημείο στη διαδρομή μετάδοσης και τα συνδυάζουν μαθηματικά με τέτοιο τρόπο ώστε να αντιπροσωπεύουν την ισχύ που ρέει προς μία κατεύθυνση.

Ο κοινός τύπος SWR / μετρητή ισχύος που χρησιμοποιείται στην ερασιτεχνική λειτουργία μπορεί να περιέχει ένα διπλό κατευθυντικό ζεύκτη. Άλλοι τύποι χρησιμοποιούν ένα μόνο ζεύκτη που μπορεί να περιστραφεί κατά 180 μοίρες για να δειγματοληπτεί η ισχύς που ρέει προς οποιαδήποτε κατεύθυνση. Μονοκατευθυντικοί ζεύκτες αυτού του τύπου είναι διαθέσιμοι για πολλές περιοχές συχνοτήτων και επίπεδα ισχύος και με τις κατάλληλες τιμές ζεύξης για τον αναλογικό μετρητή που χρησιμοποιείται.

Ένα κατευθυντικό wattmeter που χρησιμοποιεί ένα περιστρεφόμενο στοιχείο κατευθυντικού ζεύκτη

Η εμπρόσθια και ανακλώμενη ισχύς που μετράται από κατευθυντικούς ζεύκτες μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του SWR. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν μαθηματικά σε αναλογική ή ψηφιακή μορφή ή χρησιμοποιώντας γραφικές μεθόδους ενσωματωμένες στο μετρητή ως πρόσθετη κλίμακα ή διαβάζοντας από το σημείο διέλευσης μεταξύ δύο βελόνων στον ίδιο μετρητή.

Τα παραπάνω όργανα μέτρησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν "σε σειρά", δηλαδή, η πλήρης ισχύς του πομπού μπορεί να περάσει μέσω της συσκευής μέτρησης έτσι ώστε να επιτρέπει τη συνεχή παρακολούθηση του SWR. Άλλα όργανα, όπως αναλυτές δικτύου, ζεύκτες κατεύθυνσης χαμηλής ισχύος και γέφυρες κεραιών χρησιμοποιούν χαμηλή ισχύ για τη μέτρηση και πρέπει να συνδέονται στη θέση του πομπού. Τα κυκλώματα γέφυρας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση των πραγματικών και φανταστικών τμημάτων μιας σύνθετης αντίστασης φορτίου και για τη χρήση αυτών των τιμών για την εξαγωγή SWR. Αυτές οι μέθοδοι μπορούν να παρέχουν περισσότερες πληροφορίες παρά μόνο SWR ή προς τα εμπρός και ανακλώμενη ισχύ. [11] Οι αυτόνομοι αναλυτές κεραιών χρησιμοποιούν διάφορες μεθόδους μέτρησης και μπορούν να εμφανίσουν SWR και άλλες παραμέτρους που απεικονίζονται σε σχέση με τη συχνότητα. Χρησιμοποιώντας κατευθυντικούς συζεύκτες και μια γέφυρα σε συνδυασμό, είναι δυνατό να φτιάξετε ένα ευθυγραμμισμένο όργανο που να διαβάζει απευθείας σε σύνθετη σύνθετη αντίσταση ή σε SWR. [12] Ανεξάρτητοι αναλυτές κεραιών είναι επίσης διαθέσιμοι που μετρούν πολλαπλές παραμέτρους.

▲ΠΊΣΩ▲

6. Συχνές ερωτήσεις

1) Τι προκαλεί υψηλό VSWR;

Εάν το VSWR είναι πολύ υψηλό, θα μπορούσε να υπάρξει υπερβολική ενέργεια που ανακλάται πίσω σε έναν ενισχυτή ισχύος, προκαλώντας ζημιά στο εσωτερικό κύκλωμα. Σε ένα ιδανικό σύστημα, θα υπήρχε ένα VSWR 1: 1. Αιτίες υψηλής βαθμολογίας VSWR θα μπορούσαν να είναι η χρήση ακατάλληλου φορτίου ή κάτι άγνωστο, όπως κατεστραμμένη γραμμή μετάδοσης.

2) Πώς μειώνετε το VSWR;

Μία τεχνική για τη μείωση του ανακλώμενου σήματος από την είσοδο ή την έξοδο οποιασδήποτε συσκευής είναι η τοποθέτηση εξασθενητή πριν ή μετά τη συσκευή. Ο εξασθενητής μειώνει το ανακλώμενο σήμα δύο φορές την τιμή της εξασθένησης, ενώ το μεταδιδόμενο σήμα λαμβάνει την ονομαστική τιμή εξασθένησης. (Συμβουλές: Για να υπογραμμίσετε πόσο σημαντικό είναι το VSWR και το RL στο δίκτυό σας, εξετάστε το ενδεχόμενο μείωσης της απόδοσης από VSWR 1.3: 1 σε 1.5: 1 - αυτή είναι μια αλλαγή στην απώλεια επιστροφής από 16 dB σε 13 dB).

3) Είναι η απώλεια επιστροφής S11;

Στην πράξη, η πιο συχνά αναφερόμενη παράμετρος σε σχέση με τις κεραίες είναι το S11. Το S11 αντιπροσωπεύει πόση ισχύ αντανακλάται από την κεραία, και ως εκ τούτου είναι γνωστή ως συντελεστής ανάκλασης (μερικές φορές γράφεται ως γάμμα: ή απώλεια επιστροφής. ... Αυτή η αποδεκτή ισχύς είτε ακτινοβολείται είτε απορροφάται ως απώλειες μέσα στην κεραία.

4) Γιατί μετράται το VSWR;

Το VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), είναι ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματικά μεταδίδεται η ισχύς ραδιοσυχνοτήτων από μια πηγή ισχύος, μέσω μιας γραμμής μετάδοσης, σε ένα φορτίο (για παράδειγμα, από έναν ενισχυτή ισχύος μέσω μιας γραμμής μετάδοσης, σε μια κεραία) . Σε ένα ιδανικό σύστημα, το 100% της ενέργειας μεταδίδεται.

5) Πώς μπορώ να διορθώσω το High VSWR;

Εάν η κεραία σας είναι τοποθετημένη χαμηλά στο όχημα, όπως στον προφυλακτήρα ή πίσω από την καμπίνα φορτηγού, το σήμα μπορεί να αναπηδήσει πίσω στην κεραία, προκαλώντας υψηλό SWR. Για να το μετριάσετε, κρατήστε τουλάχιστον τις 12 ίντσες της κεραίας πάνω από τη γραμμή οροφής και τοποθετήστε την κεραία όσο το δυνατόν υψηλότερα στο όχημα.

6) Τι είναι μια καλή ανάγνωση VSWR;
Η καλύτερη δυνατή ανάγνωση είναι 1.01: 1 (απώλεια επιστροφής 46dB), αλλά συνήθως είναι αποδεκτή η ένδειξη κάτω από 1.5: 1. Εκτός του τέλειου κόσμου, στις περισσότερες περιπτώσεις βρίσκεται μια απώλεια 1.2: 1 (20.8dB). Για να διασφαλιστεί η ακριβής ανάγνωση, είναι καλύτερο να συνδέσετε το μετρητή στη βάση της κεραίας.

7) Είναι καλό 1.5 SWR;
Ναι είναι! Το ιδανικό εύρος είναι SWR 1.0-1.5. Υπάρχει περιθώριο βελτίωσης όταν το εύρος είναι SWR 1.5 - 1.9, αλλά το SWR σε αυτό το εύρος θα πρέπει να παρέχει επαρκή απόδοση. Περιστασιακά, λόγω εγκαταστάσεων ή μεταβλητών οχημάτων, είναι αδύνατο να πάρει το SWR χαμηλότερο από αυτό.

8) Πώς μπορώ να ελέγξω το SWR μου χωρίς μετρητή;
Ακολουθούν τα βήματα για να συντονίσετε ένα ραδιόφωνο CB χωρίς μετρητή SWR:
1) Βρείτε μια περιοχή με περιορισμένες παρεμβολές.
2) Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιπλέον ραδιόφωνο.
3) Συντονίστε και τα δύο ραδιόφωνα στο ίδιο κανάλι.
4) Μιλήστε σε ένα ραδιόφωνο και ακούστε το άλλο.
5) Μετακινήστε ένα ραδιόφωνο μακριά και σημειώστε όταν ο ήχος είναι καθαρός.
6) Ρυθμίστε την κεραία σας όπως απαιτείται.

9) Πρέπει να συντονιστούν όλες οι κεραίες CB;
Ενώ ο συντονισμός κεραίας δεν απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος CB σας, υπάρχουν διάφοροι σημαντικοί λόγοι για τους οποίους πρέπει πάντα να συντονίζετε μια κεραία: Βελτιωμένη απόδοση - Μια σωστά συντονισμένη κεραία θα λειτουργεί ΠΑΝΤΑ πιο αποτελεσματικά από μια μη συνδεδεμένη κεραία.

10) Γιατί ανεβαίνει το SWR μου όταν μιλάω?

Μία από τις πιο κοινές αιτίες των υψηλών αναγνώσεων SWR είναι η λανθασμένη σύνδεση του μετρητή SWR με το ραδιόφωνο και την κεραία σας. Όταν επισυνάπτεται λανθασμένα, οι αναγνώσεις θα αναφέρονται ως εξαιρετικά υψηλές ακόμη και αν όλα έχουν εγκατασταθεί τέλεια. Ανατρέξτε σε αυτό το άρθρο σχετικά με τη διασφάλιση της σωστής εγκατάστασης του μετρητή SWR.

7. Καλύτερα δωρεάν διαδικτυακά Υπολογιστής VSWR το 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

▲ΠΊΣΩ▲

Η κοινή χρήση είναι φροντίδα!

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων