VSWR (γνωστό ως Λόγο Στάσιμων Κυμάτων Τάσης), είναι ένα μέτρο του πόσο αποτελεσματικά μεταδίδεται η ισχύς ραδιοσυχνοτήτων από μια πηγή ισχύος, μέσω μιας γραμμής μετάδοσης, σε ένα φορτίο (για παράδειγμα, από ένα ενισχυτή ισχύος μέσω μιας γραμμής μετάδοσης, σε ένα κεραία).

Τα σταθερά κύματα είναι βασική τιμή για οποιοδήποτε σύστημα χρησιμοποιεί γραμμές μετάδοσης / τροφοδοσίες όπου μετρήσεις του VSWR, Ο λόγος μόνιμης τάσης τάσης είναι σημαντικός.

Τα στάσιμα κύματα αποτελούν σημαντικό ζήτημα κατά την εξέταση των τροφοδοτικών / γραμμών μεταφοράς και ο λόγος μόνιμων κυμάτων ή συχνότερα ο λόγος κυματισμού τάσης σε τάση, το VSWR είναι ως μέτρηση του επιπέδου των κυματισμών σε ένα τροφοδότη.

Τα στάσιμα κύματα αντιπροσωπεύουν ισχύ που δεν γίνεται δεκτή από το φορτίο και ανακλάται πίσω κατά μήκος της γραμμής μεταφοράς ή του τροφοδότη.

Αν και τα στάσιμα κύματα και το VSWR είναι πολύ σημαντικά, συχνά η θεωρία και οι υπολογισμοί του VSWR μπορούν να καλύψουν μια άποψη για το τι πραγματικά συμβαίνει. Ευτυχώς, είναι δυνατόν να αποκτήσετε μια καλή εικόνα του θέματος, χωρίς να ασχοληθούμε πάρα πολύ με τη θεωρία του VSWR.

Stanβασικά κύματα ding
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 μεταφοράς ή τη γραμμή μεταφοράς στο φορτίο, είτε πρόκειται για αντίσταση, για είσοδο σε άλλο σύστημα ή για κεραία, τα επίπεδα σύνθετης 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.

Απαιτείται αντιστοιχισμένος τροφοδότης και φορτίο για μέγιστη μεταφορά ισχύος

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.

Η ισχύς αντικατοπτρίζεται όταν οι τροφοδοσίες και οι αντίσταση φορτίου δεν ταιριάζει

Δείτε επίσης: Γιατί χρειάζομαι κύκλωμα πομπού πριν από μια κεραία;

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.

Σχέδια τάσης και τρέχοντος κύματος για μικτή αστάθεια αντίστασης με φορτίο χαμηλότερο από την αντίσταση τροφοδότη

Δείτε επίσης: Εργαλεία υπολογισμού VSWR

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.

Σχέδιο τάσης και τρέχοντος κύματοςs για τερματισμό τροφοδότη βραχυκυκλώματος

Δείτε το Also: Κατανόηση των προβληματισμών και των μόνιμων κυμάτων στο σχεδιασμό κυκλωμάτων RF

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.

Σχέδια κυμάτων τάσης και τρέχοντος κύματος για μικρή αναντιστοιχία αντίστασης με hig φορτίουαπό την αντίσταση τροφοδότη

Δείτε επίσης: Υπολογισμός VSWR (SWR)

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.

Τάση και τρέχοντα μοτίβα κύματος για ανοιχτό τερματισμός τροφοδοσίας κυκλώματος

Δείτε επίσης: Κάντε αυτό το κύκλωμα επανάληψης ραδιοσυχνοτήτων στο σπίτι

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

Ορισμός VSWR:
Ο λόγος κυματισμού τάσης τάσης, VSWR ορίζεται ως ο λόγος της μέγιστης προς την ελάχιστη τάση σε μια γραμμή χωρίς απώλειες.

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 οποιαδήποτε τροφοδοσία ή γραμμή μεταφοράς. Για τη μέτρηση του VSWR, ανιχνεύεται εμπρόσθια και αντίστροφη ισχύς στο σημείο αυτό στο σύστημα και αυτό μετατρέπεται σε σχήμα για το VSWR. Με αυτό τον τρόπο, το VSWR μετριέται σε ένα συγκεκριμένο σημείο και τα μέγιστα τάσης και τα ελάχιστα δεν χρειάζεται να προσδιοριστούν κατά μήκος του μήκους της γραμμής.

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

SWR: SWR σημαίνει αναλογία κύματος. Περιγράφει τα κύματα τάσης και ρεύματος που εμφανίζονται στη γραμμή. Είναι μια γενική περιγραφή τόσο για τα κύματα ρεύματος όσο και για τα κύματα. Χρησιμοποιείται συχνά σε συνδυασμό με μετρητές που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση του λόγου όρθιου κύματος. Τόσο το ρεύμα όσο και η τάση αυξάνονται και μειώνονται κατά την ίδια αναλογία για μια δεδομένη αναντιστοιχία.

VSWR: Ο λόγος VSWR ή μόνιμου κύματος τάσης ισχύει ειδικά για τα κύματα μόνιμης τάσης που έχουν ρυθμιστεί σε τροφοδότη ή γραμμή μετάδοσης. Καθώς είναι ευκολότερο να ανιχνευθούν τα κύματα όρθιας τάσης, και σε πολλές περιπτώσεις οι τάσεις είναι πιο σημαντικές όσον αφορά την κατανομή της συσκευής, ο όρος VSWR χρησιμοποιείται συχνά, ειδικά σε περιοχές σχεδιασμού RF.

Ο όρος ισχυρό κύμα ισχύος φαίνεται επίσης μερικές φορές. Ωστόσο, πρόκειται για μια πλήρη πλάνη, καθώς η δύναμη της εμπρόσθιας και της ανακλώμενης ενέργειας είναι σταθερή (αν υποθέσουμε ότι δεν υπάρχουν απώλειες τροφοδοσίας) και η ισχύς δεν αυξάνεται και μειώνεται με τον ίδιο τρόπο με τις κυματομορφές τάσης και ρεύματος που είναι η άθροιση τόσο των εμπρόσθιων όσο και των ανακλώμενων στοιχείων.

Τυπικός Μετρητής VSWR χρησιμοποιείται με ένα tranπιο τρελός

Πώς το VSWR επηρεάζει την απόδοση
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους το VSWR επηρεάζει την απόδοση ενός πομπός σύστημα, ή οποιοδήποτε σύστημα που μπορεί να χρησιμοποιεί RF και αντίστοιχες σύνθετες αντιστάσεις.

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:

Ενισχυτές ισχύος πομπού μπορεί να υποστούν ζημιά: Τα αυξημένα επίπεδα τάσης και ρεύματος που παρατηρούνται στον τροφοδότη ως αποτέλεσμα των στάσιμων κυμάτων, μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στην έξοδο traνισίστορ 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 υψηλά επίπεδα τάσης και ρεύματος μπορούν να προκαλέσουν ζημιά στον 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 τις αντανακλάσεις μπορούν να προκαλέσουν παραμόρφωση: Όταν ένα σήμα ανακλάται από αναντιστοιχία, ανακλάται πίσω προς την πηγή και μπορεί στη συνέχεια να ανακλάται 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 η αναλογική τηλεόραση, εμφανίστηκε μια εικόνα «φάντασμα».

Μείωση σήματος σε σύγκριση με το σύστημα απόλυτης αντιστοίχισης: Είναι ενδιαφέρον ότι η απώλεια στο επίπεδο σήματος που προκαλείται από ένα κακό VSWR δεν είναι τόσο μεγάλη όσο μπορεί να φανταστούν ορισμένοι. Οποιοδήποτε σήμα αντανακλάται από το φορτίο, ανακλάται πίσω στον πομπό και καθώς το ταίριασμα στον πομπό μπορεί να επιτρέψει στο σήμα να ανακλάται ξανά στην κεραία, οι απώλειες που προκύπτουν είναι ουσιαστικά αυτές που εισάγονται από τον τροφοδότη. Ως οδηγός, ένα ομοαξονικό μήκος 30 μέτρων με απώλεια περίπου 1.5 dB στα 30 MHz θα σημαίνει ότι μια κεραία που λειτουργεί με VSWR θα δώσει μόνο απώλεια πάνω από 1dB σε αυτήν τη συχνότητα σε σύγκριση με μια τέλεια αντιστοιχισμένη κεραία.

Η αναλογία σταθερού κύματος είναι μια σημαντική παράμετρος για οποιοδήποτε σύστημα τροφοδοσίας. Αν και έχουν ρυθμιστεί τόσο τα κύματα ρεύματος όσο και τα όρια τάσης, συχνά συζητείται ευρύτερα ο λόγος κύματος τάσης τάσης, ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι είναι ευκολότερο να εντοπιστεί και να μετρηθεί.

Μπορεί να ήθελε επίσης: Πώς να υπολογίσετε το VSWR
Τι είναι το VSWR και το Return Loss?
Πώς να χρησιμοποιήσετε ένα μετρητή VSWR

Προηγούμενο:Η 5G έφτασε στο Σικάγο το 2019. Τι θα συμβεί με την πέμπτη γενιά ασύρματου δικτύου το 2020;

επόμενο:Υπολογισμός VSWR (SWR)

Αφήστε μήνυμα

Λίστα μηνυμάτων

Σχόλια Loading ...