Υπολογισμός VSWR (SWR)

Σχετικά με το VSWR (SWR)
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.

Τι είναι τα μόνιμα 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 ανακλάται 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.
vswr

Τύπος για VSWR και συντελεστή ανάκλασης
Εξ. 1 - Ο συντελεστής ανάκλασης Γ ορίζεται ως:

ZL = Η τιμή σε ωμ του φορτίου (συνήθως μια κεραία)
Zo = Η χαρακτηριστική αντίσταση της γραμμής μετάδοσης σε ohms

Οι υπολογισμένες τιμές κυμαίνονται μεταξύ -1 ≦ Γ ≦ 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.

# 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.

# Όταν η τιμή είναι "0".
Σημαίνει ότι δεν εμφανίζεται αντανάκλαση και όλη η ισχύς μεταφέρεται στο φορτίο. (ΙΔΑΝΙΚΟ)

Εξ. 2 - Ο λόγος VSWR ή μόνιμου κύματος τάσης:


Δεδομένου ότι το ρ θα κυμαίνεται από 0 έως 1, οι υπολογισμένες τιμές για το VSWR θα είναι από 1 έως άπειρο.

Η ιδανική περίπτωση είναι όταν το ρ είναι 0, δίνοντας VSWR 1 ή 1: 1.

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.

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.

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.

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.




Οδηγίες για τον τρόπο χρήσης
- Εισαγάγετε τις τιμές στα ανοιχτά και σκούρα κίτρινα κουτιά και, στη συνέχεια, πιέστε το πλήκτρο ENTER.

1. Επιβεβαιώστε τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του καλωδίου σας και εισάγετε στο κουτί.

2. Επιβεβαιώστε την αντίσταση φορτίου, τον συντελεστή ανάκλασης, το VSWR κ.λπ. και πατήστε το πλήκτρο ENTER για υπολογισμό.

3. Εάν συμβεί πλήρης αντανάκλαση, τότε το POWER REFLECT [%] δείχνει 100% και το γράφημα Ισχύς εξόδου δείχνει 0%.
Κοιτάξτε προσεκτικά πού λέει D = 0. Και τα δύο κύματα γίνονται «σε φάση» (και οι δύο κύκλοι κινούνται μαζί) ή «εκτός φάσης» (και οι δύο κύκλοι κινούνται σε αντίθετη κατεύθυνση) ανάλογα με την τιμή του συντελεστή ανάκλασης.

4. Η ισχύς εξόδου μπορεί να υπολογιστεί αφαιρώντας το Mismatch Loss (σε dB) από το Input Power (dBm) για να δώσει ισχύ εξόδου (dBm)

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων