Přidat oblíbené Set Úvodní
Pozice:Domovská stránka >> Novinky

výrobky Kategorie

Produkty Značky

Fmuser Sites

Co je VSWR a jak měřit VSWR?

Date:2021/3/12 14:00:43 Hits:


„VSWR v teorii antény znamená poměr stojatých vln napětí, známý také jako poměr stojatých vln (SWR). VSWR je měření úrovně stojatých vln na přívodním vedení. Inženýři RF vědí, že při studiu přívodních / přenosových vedení je to velmi důležitý problém. je Stálá vlna, stojatá vlna představuje výkon, který zátěž nepřijímá a odráží se zpět podél přenosového vedení nebo napáječe, zatímco poměr stojaté vlny je funkcí koeficientu odrazu, který popisuje výkon odražený anténou. --- - FMUSER “


UPOZORNĚNÍ: Přestože stojaté vlny a VSWR jsou velmi důležité, často teorie a výpočty VSWR mohou maskovat pohled na to, co se ve skutečnosti děje. Naštěstí je možné získat dobrý náhled na toto téma, aniž byste se ponořili příliš hluboko do teorie VSWR.



Sdílení se stará!


Obsah

1. Co je VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)?

2. Co je to SWR (Standing Wave Basics)?

3. Důležité ukazatele parametrů SWR

4. VSWR Calculator: Jak vypočítat VSWR?

5. Jak měřit poměr stojatých vln

6. Často kladte otázky

7. Top 10 nejlepších online zdarma Kalkulačka VSWR



1. Co je VSWR (poměr napětí ve stálé vlně)


1) Definice VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)

Poměr stojatých vln napětí (VSWR) je definován jako poměr mezi vysílanými a odraženými stojatými vlnami napětí v a rádiová frekvence (RF) elektrický přenosový systém. Někdy se VSWR vyslovuje také jako „viswar“. VSWR je měřítkem toho, jak účinně se vysokofrekvenční energie přenáší ze zdroje energie, přes přenosové vedení a do zátěže. Běžným příkladem je a zesilovač připojeno k anténě přes a přenosové vedení. VSWR se používá jako měřítko účinnosti pro vše, co přenáší RF, včetně přenosových vedení, elektrických kabelů a dokonce i signálu ve vzduchu. 


Nesoulady impedance vedou ke stojatým vlnám podél přenosového vedení a SWR je definován jako poměr amplitudy částečné stojaté vlny při antinoda (maximum) k amplitudě v uzlu (minimum) podél čáry.



Definice VSWR poskytuje základ pro všechny výpočty a vzorce.

Poměr stojatých vln napětí, VSWR je definován jako poměr maximálního a minimálního napětí na bezztrátovém vedení.


Výsledný poměr je obvykle vyjádřen jako poměr, např. 2: 1, 5: 1 atd. Dokonalá shoda je 1: 1 a úplný nesoulad, tj. Zkrat nebo přerušený obvod je ∞: 1.


V praxi dochází ke ztrátě na jakémkoli napájecím nebo přenosovém vedení. Pro měření VSWR je v daném bodě systému detekován přívodní a zpětný výkon, který je převeden na údaj pro VSWR. 


Tímto způsobem se VSWR měří v určitém bodě a napěťová maxima a minima nemusí být stanovena po délce vedení.


Přečtěte si také: Jaký je rozdíl mezi AM a FM?


Pojďme si rychle prohlédnout video o VSWR! (Zdroj: RF elements sro)





2) Hlavní funkce VSWR

V aplikaci tento obrázek popisuje, jak dobře je impedance antény přizpůsobena rádiovému nebo přenosovému vedení, ke kterému je připojena. V propojené lince může nesoulad impedance způsobit odraz, což je přesně to, co to zní - vlna se odráží a jde špatným směrem. Výsledkem nepřátelských vln je stojatá vlna. Snižuje to výkon, který anténa přijímá a kterou může použít k vysílání. Může dokonce vyhořet a vysílač


VSWR jsou široce používány v různých aplikacích, jako je VSWR v anténa, VSWR v telecom, VSWR v mikrovlnné troubě, VSWR v RF atd. Zde jsou některé z hlavních aplikací s vysvětlením:


Aplikace VSWR Hlavní funkce VSWR 
Vysílací anténa
Poměr stálé vlny napětí (VSWR) je údajem o míře neshody mezi anténa a připojovací potrubí k němu připojené. Toto je také známé jako poměr stálých vln (SWR). Rozsah hodnot pro VSWR je od 1 do ∞. Hodnota VSWR pod 2 je považována za vhodnou pro většinu anténních aplikací. Anténu lze popsat jako „dobrou shodu“. Takže když někdo říká, že anténa je špatně sladěna, velmi často to znamená, že hodnota VSWR přesahuje 2 pro sledovanou frekvenci.
Telekomunikace V telekomunikacích je poměr stojatých vln (SWR) poměr amplitudy částečné stojaté vlny na antinodě (maximum) k amplitudě v sousedním uzlu (minimum) v elektrickém přenosovém vedení. 
Mikrovlnná trouba
Běžnými měřítky výkonu spojenými s mikrovlnnými přenosovými linkami a obvody jsou VSWR, koeficient odrazu a návrat ztrátu, stejně jako přenosový koeficient a ztráta vložení. Mohou být všechny vyjádřeny pomocí parametrů rozptylu, běžněji označovaných jako S-parametry.
RF Poměr stojatých vln napětí (VSWR) je definován jako poměr mezi vysílanými a odraženými stojatými vlnami napětí v vysokofrekvenčním (RF) elektrickém přenosu systém. Jedná se o měřítko toho, jak účinně se vysokofrekvenční energie přenáší ze zdroje energie, přes přenosové vedení a do zátěže

Přečtěte si také:Jak měřit SWR v AM rádiu vlastním způsobem?

Zde je základní zjednodušený seznam znalostí RF poskytovaný technikem FMUSER Jimmym, VSWR můžete plně pochopit prostřednictvím tohoto obsahu: 


Jak vyjádřit VSWR pomocí napětí?
Podle definice je VSWR poměr nejvyššího napětí (maximální amplituda stojaté vlny) k nejnižšímu napětí (minimální amplituda stojaté vlny) kdekoli mezi zdrojem a zátěží.

VSWR = | V (max) | / | V (min) |

V (max) = maximální amplituda stojaté vlny
V (min) = minimální amplituda stojaté vlny


Jak vyjádřit VSWR pomocí impedance?
Podle definice je VSWR poměr impedance zátěže a impedance zdroje.

VSWR = ZL / Zo

ZL = impedance zátěže
Zo = impedance zdroje

Jaká je ideální hodnota VSWR?
Hodnota ideálního VSWR je 1: 1 nebo krátce vyjádřena jako 1. V tomto případě je odražený výkon od zátěže ke zdroji nulový.

Jak vyjádřit VSWR pomocí odrazu a síly vpřed?
Podle definice se VSWR rovná

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

kde:

Pr = odražený výkon
Pf = síla vpřed


Přečtěte si také: Jak si vyrobit anténu rádia FM | Domácí základy a návody FM antény

3) Proč bych se měl starat o VSWR? 

Hodnota VSWR představuje výkon odražený od zátěže ke zdroji. Často se používá k popisu toho, kolik energie se ztrácí ze zdroje (obvykle vysokofrekvenčního zesilovače) přes přenosové vedení (obvykle koaxiální kabel) do zátěže (obvykle antény).

To je špatná situace: Váš vysílač shoří kvůli nadměrné energii.

Zde je hlavní důvod:

Veškerá energie se odráží (například přerušením nebo zkratem) na konci vedení, poté se žádná neabsorbuje a vytváří na vedení dokonalou „stojatou vlnu“. To je špatná, nežádoucí situace. Ve skutečnosti, když se energie určená k vyzařování vrátí do vysílače v plné síle, obvykle tam spálí elektroniku.

Je těžké to pochopit? Zde je příklad, který vám může pomoci:

Oceánský vlnový vln cestující ke břehu nese energii směrem k pláži. Pokud vyběhne na mírně se svažující pláž, veškerá energie se vstřebá a nebudou tam žádné vlny, které by cestovaly zpět na moři. Pokud je místo šikmé pláže přítomen svislý hrádek, pak se příchozí vlnovod zcela odráží, takže ve zdi není absorbována žádná energie. 




Interference mezi příchozími a odchozími vlnami v tomto případě vytváří „stojatou vlnu“, která vůbec nevypadá, jako by cestovala; vrcholy zůstávají ve stejných prostorových pozicích a prostě jdou nahoru a dolů.

Stejný jev se děje na rádiovém nebo radarovém přenosovém vedení. V tomto případě chceme, aby se vlny na vedení (jak napětí, tak proudu) pohybovaly jedním směrem a ukládaly svoji energii do požadované zátěže, kterou v tomto případě může být anténa, kde má být vyzařována. 


Pokud se veškerá energie odráží (například přerušení nebo zkratem) na konci vedení, žádná se neabsorbuje a vytvoří na vedení dokonalou „stojatou vlnu“. 


Odrazenou vlnu nelze přerušit nebo zkratovat. Stačí nesoulad impedance mezi linkou a zátěží. Pokud odražená vlna není tak silná jako vlna vpřed, pak bude pozorován určitý vzor „stojaté vlny“, ale nuly nebudou tak hluboké, ani vrcholy tak vysoké jako pro dokonalý odraz (nebo úplný nesoulad).


Přečtěte si také: Proč potřebujeme poměr stálých vln (SWR)?


ZADNÍ


2. Co je SWR (Standing Wave Ratio)?


1) Definice poměru stojatých vln (SWR)

Podle Wikipedie je poměr stojatých vln (SWR) definován jako:


'Míra impedančního přizpůsobení zátěží charakteristické impedanci přenosového vedení nebo vlnovodu v radiotechnice a telekomunikacích. SWR je tedy poměr mezi přenášenými a odraženými vlnami nebo poměr mezi amplitudou stojaté vlny na jejím maximu a minimální amplitudou, SWR je obvykle definován jako poměr napětí nazývaný VSWR “.


Vysoký SWR naznačuje špatnou účinnost přenosového vedení a odraženou energii, což může poškodit vysílač a snížit účinnost vysílače. Vzhledem k tomu, že SWR běžně označuje poměr napětí, je obvykle známý jako poměr napětí stojatých vln (VSWR).


2) Jak VSWR ovlivňuje výkon vysílacího systému? 

Existuje několik způsobů, jak VSWR ovlivňuje výkon vysílacího systému nebo jakéhokoli systému, který může používat RF a odpovídající impedance.

Ačkoli se běžně používá pojem VSWR, mohou jak problémy s napětím, tak i proudové stojaté vlny. Některé z vlivů jsou podrobně popsány níže:

A. Mohou být poškozeny výkonové zesilovače vysílače:

Zvýšené úrovně napětí a proudu, pozorované na podavači v důsledku stojatých vln, mohou poškodit výstupní tranzistory vysílače. Polovodičová zařízení jsou velmi spolehlivá, pokud jsou provozována v rámci svých specifikovaných limitů, ale napěťové a proudové stojaté vlny na napáječi mohou způsobit katastrofické poškození, pokud způsobí, že zařízení pracuje mimo jejich limity.

B. Ochrana PA snižuje výstupní výkon:  

Vzhledem k velmi reálnému nebezpečí vysokých hladin SWR, které způsobují poškození výkonového zesilovače, mnoho vysílačů obsahuje ochranné obvody, které snižují výstup z vysílače při zvyšování SWR. To znamená, že špatná shoda mezi napáječem a anténou bude mít za následek vysokou SWR, která způsobí snížení výkonu a tím i významnou ztrátu přenášeného výkonu.

C. Úrovně vysokého napětí a proudu mohou poškodit podavač:   

Je možné, že vysoké napětí a proudu úrovně způsobené vysokého poměru stojatých vln může dojít k poškození podavače. Ačkoli ve většině případů budou napájecí zdroje provozovány dobře v rámci svých limitů a mělo by být možné přizpůsobit zdvojnásobení napětí a proudu, existují situace, kdy může dojít k poškození. Současná maxima mohou způsobit nadměrné lokální zahřívání, které by mohlo narušit nebo roztavit použité plasty a je známo, že vysoké napětí za určitých okolností způsobuje vznik elektrického oblouku.

D. Zpoždění způsobená odrazy mohou způsobit zkreslení:   

Když se signál neodpovídá nesouladu, odráží se zpět směrem ke zdroji a poté se může odrazit zpět zpět k anténě. Zavádí se zpoždění rovnající se dvojnásobku doby přenosu signálu podél podavače. Pokud jsou přenášena data, může to způsobovat inter-symbolové rušení, a v dalším příkladu, kde byla přenášena analogová televize, byl vidět obraz „duchů“.


Je zajímavé, že ztráta úrovně signálu způsobená špatným VSWR není zdaleka tak velká, jak si někteří mohou představit. Jakýkoli signál odrážený zátěží se odráží zpět do vysílače a jak přizpůsobení na vysílači může umožnit opětovné odrazení signálu zpět do antény, vzniklé ztráty jsou v zásadě ztráty způsobené napáječem. 


V účinnosti antény je třeba měřit další důležité bity: koeficient odrazu, ztrátu nesouladu a ztrátu zpětného toku, abychom jmenovali alespoň některé. VSWR není konec vše v teorii antény, ale je to důležité.


Přečtěte si také: Co je Low Pass Filter a jak vybudovat Low Pass Filter?

3) VSWR vs SWR vs PSWR vs ISWR

Termíny VSWR a SWR jsou často vidět v literatuře o stojatých vlnách v RF systémech a mnozí se ptají na rozdíl.


● VSWR (poměr stojatých vln napětí):

Poměr VSWR nebo napěťové stojaté vlny platí konkrétně pro napěťové stojaté vlny, které jsou nastaveny na napájecím nebo přenosovém vedení. Protože je snazší detekovat napěťové stojaté vlny a v mnoha případech jsou napětí důležitější z hlediska poruchy zařízení, často se používá pojem VSWR, zejména v oblastech návrhu RF.


● SWR (poměr stálých vln):

SWR znamená poměr stojatých vln. Můžete to vidět jako matematické vyjádření nerovnoměrnosti elektromagnetického pole (pole EM) na přenosovém vedení, jako je koaxiální kabel. SWR je obvykle definován jako poměr maximálního vysokofrekvenčního (RF) napětí k minimálnímu vysokofrekvenčnímu napětí podél vedení. Poměr stojatých vln (SWR) má tři vlastnosti:


SWR má následující vlastnosti:

● Popisuje stojaté vlny napětí a proudu, které se objevují na vedení. 

● To je obecný popis proudových i napěťových stojatých vln. 

● To se často používá ve spojení s měřiči používanými k detekci poměru stojatých vln. 

UPOZORNĚNÍ: Proud i napětí stoupají a klesají o stejný poměr pro daný nesoulad.


Vysoký SWR naznačuje špatnou účinnost přenosového vedení a odraženou energii, což může poškodit vysílač a snížit účinnost vysílače. Vzhledem k tomu, že SWR běžně označuje poměr napětí, je obvykle známý jako poměr napětí stojatých vln (VSWR).


● PSWR (Power Standing Wave Ratio):

Pojem poměr stojatých vln, který je také někdy viděn, je definován pouze jako čtverec VSWR. Jedná se však o úplný omyl, protože dopředný a odražený výkon jsou konstantní (za předpokladu, že nedojde ke ztrátám napájecího zdroje) a výkon se nezvyšuje a neklesá stejně jako průběhy napětí a proudu, které jsou součtem dopředných i odražených prvků.


● ISWR (aktuální poměr stojatých vln):

SWR lze také definovat jako poměr maximálního vysokofrekvenčního proudu k minimálnímu vysokofrekvenčnímu proudu na lince (aktuální poměr stojatých vln nebo ISWR). Pro většinu praktických účelů je ISWR stejný jako VSWR.


Z porozumění SWR a VSWR v jejich základní podobě někteří lidé považují perfektní poměr 1: 1. SWR znamená, že veškerá energie, kterou dáváte na linku, je vytlačována z antény. Pokud SWR není 1: 1, vydáváte více energie, než je potřeba, a část této energie se poté odráží zpět dolů po lince směrem k vašemu vysílači a pak způsobí kolizi, která by způsobila, že váš signál nebude tak čistý a Průhledná.


Jaký je ale rozdíl mezi VSWR a SWR? SWR (poměr stojatých vln) je koncept, tj. Poměr stojatých vln. VSWR je vlastně způsob, jakým provádíte měření, měřením napětí k určení SWR. Můžete také měřit SWR měřením proudů nebo dokonce výkonu (ISWR a PSWR). Ale pro většinu záměrů a účelů, když někdo říká SWR, znamená to VSWR, v běžné konverzaci jsou zaměnitelné.


Zdá se, že jste pochopili myšlenku, že to souvisí s poměrem mezi tím, kolik energie jde dopředu k anténě, a kolik se to odráží zpět, a tím, že (ve většině případů) je síla tlačena ven k anténě. Výroky „vydáváte více energie, než je potřeba“ a „pak způsobí kolizi, která by způsobila, že váš signál nebude tak čistý“, jsou však nesprávná


VSWR vs. odrazená síla


V případě vyšších SWR se část nebo velká část energie jednoduše odráží zpět do vysílače. Nemá to nic společného s čistým signálem a vše, co souvisí s ochranou vysílače před vyhořením a SWR, bez ohledu na množství energie, kterou čerpáte. Jednoduše to znamená, že na frekvenci není anténní systém tak účinný jako zářič. Samozřejmě, pokud se pokoušíte vysílat na frekvenci, dáváte přednost tomu, aby vaše anténa měla co nejnižší SWR (obvykle nic menšího než 2: 1 není v nižších pásmech tak špatné a 1.5: 1 je dobré ve vyšších pásmech) , ale mnoho vícepásmových antén může být v některých pásmech v poměru 10: 1 a možná zjistíte, že jste schopni pracovat přijatelně.


Přečtěte si také: Jak k odstranění šumu na AM a FM přijímačem


4) VSWR a účinnost systému
V ideálním systému se 100% energie přenáší z výkonových stupňů do zátěže. To vyžaduje přesnou shodu mezi impedancí zdroje (charakteristická impedance přenosového vedení a všech jeho konektorů) a impedancí zátěže. Střídavé napětí signálu bude od začátku do konce stejné, protože prochází bez rušení.


VSWR vs.% odraženého výkonu


Ve skutečném systému nesouladné impedance způsobují, že se část energie odráží zpět ke zdroji (jako ozvěna). Tyto odrazy způsobují konstruktivní a destruktivní interference, které vedou k vrcholům a údolím napětí, které se mění s časem a vzdáleností podél přenosového vedení. VSWR kvantifikuje tyto odchylky napětí, a proto další běžně používanou definicí poměru napětí ve stálé vlně je, že se jedná o poměr nejvyššího napětí k nejnižšímu napětí v kterémkoli bodě přenosové linky.


Pro ideální systém se napětí nemění. Proto je jeho VSWR 1.0 (nebo častěji vyjádřeno jako poměr 1: 1). Když dojde k odrazům, napětí se mění a VSWR je vyšší, například 1.2 (nebo 1.2: 1). Zvýšená VSWR koreluje se sníženou účinností přenosového vedení (a tedy i celkového vysílače).


Účinnost přenosových vedení se zvyšuje o:
1. Zvyšování napětí a účiníku
2. Zvyšování napětí a snižování účiníku
3. Klesající napětí a účiník
4. Snižování napětí a zvyšování účiníku

Existují čtyři veličiny, které popisují účinnost přenosu energie z vedení na zátěž nebo anténu: VSWR, koeficient odrazu, ztráta nesouladu a ztráta zpětného toku. 


Prozatím, abychom získali představu o jejich významu, ukážeme je graficky na dalším obrázku. Tři podmínky: 


● Čáry spojené se shodnou zátěží;
● Vedení připojená k krátké monopolní anténě, která se neshoduje (vstupní impedance antény je 20 - 80 ohmů, ve srovnání s impedancí přenosové linky 50 ohmů);
● Linka je na konci, kde měla být připojena anténa, otevřená.




Zelená křivka - Stojatá vlna na 50-ohmové lince se shodnou 50-ohmovou zátěží na konci

S následujícími parametry a číselnou hodnotou:

parametry  Číselná hodnota
Vstupní impedance
50 ohmů 
Koeficient odrazu

PSV
1
Ztráta nesouladu
0 dB
Ztráta z vrácení
- ∞ dB

Upozornění: [To je perfektní; žádná stojatá vlna; veškerá energie jde do antény / zátěže]


Modrá křivka - Stojící vlna na lince 50 ohmů do krátké monopólové antény

S následujícími parametry a číselnou hodnotou:

parametry  Číselná hodnota
Vstupní impedance
20 - j80 ohmů
Koeficient odrazu 0.3805 - j0.7080
Absolutní hodnota koeficientu odrazu
0.8038
PSV
9.2
Ztráta nesouladu
- 4.5 dB
Ztráta z vrácení
-1.9 DB

Upozornění: [To není příliš dobré; energie do zátěže nebo antény klesla –4.5 dB od dostupné cesty po lince]


Červená křivka - Stojící vlna na lince s otevřeným obvodem na levém konci (anténní svorky)

S následujícími parametry a číselnou hodnotou:

parametry  Číselná hodnota
Vstupní impedance

Koeficient odrazu

PSV

Ztráta nesouladu
- 0 dB
Ztráta z vrácení
0 dB

Upozornění: [To je velmi špatné: po konci řádku se nepřenáší žádná energie]


ZADNÍ


3. Důležité ukazatele parametrů SWR


1) Trasmisní linky a SWR

S jakýmkoli vodičem, který nese střídavý proud, lze zacházet jako s přenosovým vedením, jako jsou ti giganti, kteří distribuují střídavý proud po krajině. Začlenění všech různých forem přenosových linek by značně nespadalo do rozsahu tohoto článku, takže diskusi omezíme na frekvence od 1 MHz do 1 GHz a na dva běžné typy linek: koaxiální (neboli „koaxiální“) a paralelní vodič (aka otevřený vodič, okenní vedení, žebřík nebo dvojitý vodič, jak to budeme nazývat), jak je znázorněno na obrázku 1.



Vysvětlení: Koaxiální kabel (A) se skládá z plného nebo splétaného středního vodiče obklopeného izolačním plastovým nebo vzduchovým dielektrikem a trubicového stínění, které je buď z pevného nebo tkaného drátěného opletu. Štít obklopuje plastový plášť, který chrání vodiče. Dvojitý vodič (B) se skládá z dvojice paralelních plných nebo lankových vodičů. Dráty jsou drženy na místě buď lisovaným plastem (okenní vedení, dvojité vedení) nebo keramickými nebo plastovými izolátory (žebříkové vedení).



Proud teče po povrchu vodičů (viz postranní panel v části „Efekt kůže“) v opačných směrech. Překvapivě vysokofrekvenční energie proudící po vedení ve skutečnosti neproudí ve vodičích, kde je proud. Cestuje jako elektromagnetická (EM) vlna v prostoru mezi vodiči a kolem nich. 


Obrázek 1 ukazuje, kde je pole umístěno jak v koaxiálním, tak ve dvouvodičovém zapojení. Pro koaxiální kabel je pole zcela obsaženo v dielektriku mezi středovým vodičem a štítem. U dvojitého vedení je však pole nejsilnější kolem a mezi vodiči, ale bez okolního štítu část pole zasahuje do prostoru kolem vedení.


Proto je koaxiální kabel tak populární - neumožňuje interakci signálů uvnitř se signály a vodiči mimo linku. Na druhé straně musí být dvojité olovo udržováno v dostatečné vzdálenosti (od několika šířek čáry je dost) od ostatních přívodních vedení a jakéhokoli druhu kovového povrchu. Proč používat twin-lead? Obecně má nižší ztráty než koaxiální kabel, takže je lepší volbou, když je ztráta signálu důležitým faktorem.



Výukový program pro přenosovou linku pro začátečníky (zdroj: AT&T)



Co je to Skin Effect?
Nad asi 1 kHz proudí střídavé proudy ve stále tenčí vrstvě po povrchu vodičů. To je kožní efekt. Dochází k tomu proto, že vířivé proudy uvnitř vodiče vytvářejí magnetická pole, která tlačí proud na vnější povrch vodiče. Při 1 MHz v mědi je většina proudu omezena na vnější 0.1 mm vodiče a o 1 GHz je proud vytlačen do vrstvy silné jen několik μm.


Přečtěte si také: Jednoduché a levné kutilství - Jak si vyrobit vysílač FM?

2) Odrazové a přenosové koeficienty


Reflexní koeficient je zlomek dopadajícího signálu odraženého zpět od nesouladu. Koeficient odrazu je vyjádřen buď jako ρ, nebo Γ, ale tyto symboly lze také použít k vyjádření VSWR. To přímo souvisí s VSWR od




 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Obrázek. To je zlomek signálu odraženého zpět impedancí zátěže a někdy je vyjádřen v procentech.


Pro dokonalou shodu není zátěž odrážen žádným signálem (tj. Je zcela absorbován), takže koeficient odrazu je nula. 


Při přerušení nebo zkratu se celý signál odráží zpět, takže koeficient odrazu je v obou případech 1. Všimněte si, že tato diskuse se zabývá pouze velikostí koeficientu odrazu.  


Γ má také přidružený fázový úhel, který rozlišuje mezi zkratem a otevřeným obvodem, stejně jako všechny stavy mezi nimi. 


Například odraz od otevřeného obvodu vede k fázovému úhlu 0 stupňů mezi dopadající a odraženou vlnou, což znamená, že odražený signál se přidává ve fázi s příchozím signálem v místě otevřeného obvodu; tj. amplituda stojaté vlny je dvojnásobná oproti amplitudě přicházející vlny. 


Naproti tomu zkrat vede k fázovému úhlu 180 stupňů mezi dopadajícím a odraženým signálem, což znamená, že odražený signál je fázově opačný k příchozímu signálu, takže se jejich amplitudy odečítají, což vede k nule. To je vidět na obrázcích 1a a b.

Pokud je koeficient odrazu zlomkem dopadajícího signálu odraženého zpět od neshody impedance v obvodu nebo přenosovém vedení, je přenosový koeficient zlomkem dopadajícího signálu, který se objeví na výstupu. 


Je to funkce signálu, který se odráží, stejně jako interakce vnitřních obvodů. Má také odpovídající amplitudu a fázi.




3) Co je ztráta z návratu a ztráta z vložení?

Ztráta zpětného toku je poměr úrovně výkonu odraženého signálu k úrovni výkonu vstupního signálu vyjádřený v decibelech (dB), tj.

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

Obrázek 2. Ztráta zpátečky a ztráta vložení v bezztrátovém obvodu nebo přenosovém vedení.

Na obrázku 2 je na přenosové vedení přiveden signál 0 dBm, Pi. Odražený výkon, Pr, je zobrazen jako −10 dBm a ztráta zpětného toku je 10 dB. Čím vyšší hodnota, tím lepší shoda, to znamená, že pro dokonalou shodu je ztráta zpětného toku v ideálním případě ∞, ale návratová ztráta 35 až 45 dB se obvykle považuje za dobrou shodu. Podobně se u otevřeného obvodu nebo zkratu odráží dopadající síla zpět. Ztráta návratnosti pro tyto případy je 0 dB.

Vložná ztráta je poměr úrovně výkonu přenášeného signálu k úrovni výkonu vstupního signálu vyjádřený v decibelech (dB), tj.

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

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

S odkazem na obrázek 2, Pr -10 dBm znamená, že se odráží 10 procent dopadajícího výkonu. Pokud je obvod nebo přenosové vedení bezztrátové, přenáší se 90 procent dopadajícího výkonu. Ztráta vložení je tedy přibližně 0.5 dB, což vede k přenášenému výkonu -0.5 dBm. Pokud by došlo k vnitřním ztrátám, vložná ztráta by byla větší.



ZADNÍ

4) Co jsou S-parametry?


Postava. Reprezentace S-parametrů dvouportového mikrovlnného obvodu.

Pomocí S-parametrů lze RF výkon obvodu zcela charakterizovat, aniž by bylo nutné znát jeho vnitřní složení. Pro tyto účely se obvod běžně označuje jako „černá skříňka“. Interní komponenty mohou být aktivní (tj. Zesilovače) nebo pasivní. Jedinou podmínkou je, že S-parametry jsou určeny pro všechny požadované frekvence a podmínky (např. Teplota, zkreslení zesilovače) a že obvod je lineární (tj. Jeho výstup je přímo úměrný jeho vstupu). Obrázek 3 je znázornění jednoduchého mikrovlnného obvodu s jedním vstupem a jedním výstupem (tzv. Porty). Každý port má dopadající signál (a) a odražený signál (b). Znalostí S-parametrů (tj. S11, S21, S12, S22) tohoto obvodu lze určit jeho účinek na jakýkoli systém, ve kterém je nainstalován.

S-parametry se stanoví měřením za kontrolovaných podmínek. Pomocí speciálního testovacího zařízení zvaného síťový analyzátor je do portu 1 přiveden signál (a1) s portem 2 zakončeným v systému s řízenou impedancí (obvykle 50 ohmů). Analyzátor současně měří a zaznamenává a1, b1 a b2 (a2 = 0). Proces je poté obrácen, tj. Se vstupem signálu (a2) na port 2 analyzátor měří a2, b2 a b1 (a1 = 0). Ve své nejjednodušší formě měří síťový analyzátor pouze amplitudy těchto signálů. Toto se nazývá skalární síťový analyzátor a je dostatečné pro stanovení veličin, jako jsou VSWR, RL a IL. Pro úplnou charakterizaci obvodu je však nutná také fáze, která vyžaduje použití vektorového síťového analyzátoru. S-parametry jsou určeny následujícími vztahy:

S11 = bl / al; S1 = b1 / al; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2 (D)

S11 a S22 jsou koeficienty odrazu vstupního a výstupního portu obvodu; zatímco S21 a S12 jsou koeficienty přenosu vpřed a vzad obvodu. RL souvisí s koeficienty odrazu ve vztazích

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | a RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL souvisí s koeficienty přenosu obvodů podle vztahů

ILod portu 1 do portu 2 (dB) = -20 log10 | S21 | a ILz portu 2 na port 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Tuto reprezentaci lze rozšířit na mikrovlnné obvody s libovolným počtem portů. Počet S-parametrů stoupá o druhou mocninu počtu portů, takže se matematika více zapojuje, ale je zvládnutelná pomocí maticové algebry.


5) Co je impedanční shoda?

Impedance je opozice, se kterou se setkává elektrická energie, když se vzdaluje od svého zdroje.  


Synchronizace zátěže a impedance zdroje zruší účinek vedoucí k maximálnímu přenosu energie. 


Toto je známé jako věta o maximálním přenosu energie: Věta o maximálním přenosu energie je kritická v radiofrekvenčních přenosových sestavách, zejména při sestavování RF antén.



Přizpůsobení impedance je zásadní pro efektivní fungování RF nastavení, kde chcete optimálně pohybovat napětím a výkonem. V RF designu bude přizpůsobení impedance zdroje a zátěže maximalizovat přenos RF energie. Antény dostanou maximální nebo optimální přenos energie, pokud je jejich impedance přizpůsobena výstupní impedanci zdroje přenosu.

Impedance 50 Ohm je standardem pro konstrukci většiny RF systémů a komponent. Koaxiální kabel, který podporuje připojení v řadě RF aplikací, má typickou impedanci 50 Ohmů. Vysokofrekvenční výzkum prováděný ve dvacátých letech 1920. století zjistil, že optimální impedance pro přenos RF signálů by byla mezi 30 a 60 Ohmy v závislosti na přenosu napětí a výkonu. Relativně standardizovaná impedance umožňuje přizpůsobení kabeláže a komponentům, jako jsou antény WiFi nebo Bluetooth, PCB a tlumiče. Řada klíčových typů antén má impedanci 50 ohmů, včetně ZigBee GSM GPS a LoRa

Koeficient odrazu - Wikipedia

Reflexní koeficient - Zdroj: Wikipedia


Neshoda impedance vede k odrazům napětí a proudu a v nastavení RF to znamená, že síla signálu se odráží zpět k jejímu zdroji, přičemž poměr je podle stupně neshody. To lze charakterizovat pomocí poměru stálého vlnového napětí (VSWR), který je měřítkem účinnosti přenosu vysokofrekvenční energie ze zdroje do zátěže, jako je anténa.

Nesoulad mezi impedancí zdroje a zátěže, například 75Ohm anténou a 50 Ohm koaxiální kabeláží, lze překonat pomocí řady zařízení pro přizpůsobení impedance, jako jsou sériové odpory, transformátory, podložky pro přizpůsobení impedance na povrchu nebo anténní tunery.

V elektronice zahrnuje impedanční přizpůsobení vytvoření nebo změnu obvodu nebo elektronické aplikace nebo součásti nastavené tak, aby se impedance elektrické zátěže shodovala s impedancí zdroje energie nebo zdroje napájení. Obvod je navržen nebo upraven tak, aby se impedance jevily stejně.




Při pohledu na systémy, které obsahují přenosová vedení, je nutné pochopit, že zdroje, přenosová vedení / napáječe a zátěže mají charakteristickou impedanci. 50Ω je velmi běžný standard pro RF aplikace, i když v některých systémech se občas mohou objevit i jiné impedance.


Aby se dosáhlo maximálního přenosu energie ze zdroje do přenosového vedení nebo přenosového vedení do zátěže, ať už jde o odpor, vstup do jiného systému nebo anténu, musí se úrovně impedance shodovat.

Jinými slovy, pro systém 50Ω musí mít zdrojový nebo signálový generátor zdrojovou impedanci 50Ω, přenosové vedení musí být 50Ω a stejně tak i zatížení.



Problémy nastávají, když je energie přenesena do přenosové linky nebo podavače a putuje směrem k zátěži. Pokud existuje nesoulad, tj. Impedance zátěže neodpovídá impedanci přenosové linky, není možné přenášet veškerý výkon.


Protože síla nemůže zmizet, musí energie, která není přenesena do zátěže, někam jít a tam se pohybuje zpět podél přenosové linky zpět ke zdroji.



Když k tomu dojde, napětí a proudy předních a odražených vln v podavači se sčítají nebo odečítají v různých bodech podél podavače podle fází. Tímto způsobem jsou vytvářeny stojaté vlny.


Způsob, jakým se účinek projevuje, lze prokázat délkou lana. Pokud je jeden konec ponechán volný a druhý je posunut nahoru dolů, lze pozorovat pohyb vlny podél lana. Je-li však jeden konec pevný, je nastaven pohyb stojaté vlny a jsou vidět body minimální a maximální vibrace.


Pokud je odpor zátěže nižší než je nastaveno impedanční napětí napájecího napětí a proudu. Zde je celkový proud v místě zatížení vyšší než proud dokonale sladěné linky, zatímco napětí je menší.



Hodnoty proudu a napětí podél podavače se mění podél podavače. Pro malé hodnoty odražené energie je tvar vlny téměř sinusový, ale pro větší hodnoty se to stává spíše jako sínusová vlna s rektifikovanou plnou vlnou. Tento tvar vlny se skládá z napětí a proudu z dopředného výkonu plus napětí a proudu z odraženého výkonu.



Ve vzdálenosti čtvrtiny vlnové délky od zátěže dosahují kombinovaná napětí maximální hodnoty, zatímco proud je minimální. Ve vzdálenosti půl vlnové délky od zátěže je napětí a proud stejné jako u zátěže.

Podobná situace nastává, když je odpor zátěže větší než impedance napáječe, ale tentokrát je celkové napětí při zátěži vyšší než hodnota perfektně sladěného vedení. Napětí dosahuje minima ve vzdálenosti čtvrtiny vlnové délky od zátěže a proud je na maximu. Ve vzdálenosti poloviční vlnové délky od zátěže je však napětí a proud stejné jako u zátěže.



Poté, když je na konci vedení umístěn otevřený obvod, je vzorka stojaté vlny pro napáječ podobná struktuře zkratu, ale se vzory napětí a proudu obrácenými.



ZADNÍ


6) Co je to odražená energie?
Když přenášená vlna narazí na hranici, jako je hranice mezi bezztrátovým přenosovým vedením a zátěží (viz obrázek 1. níže), část energie se přenese do zátěže a část se odrazí. Koeficient odrazu spojuje přicházející a odražené vlny jako:

Γ = V- / V + (rovnice 1)

Kde V- je odražená vlna a V + je příchozí vlna. VSWR souvisí s velikostí koeficientu odrazu napětí (Γ):

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (rovnice 2)


Obrázek 1. Obvod přenosového vedení ilustrující hranici nesouladu impedance mezi přenosovým vedením a zátěží. Odrazy se vyskytují na hranici označené Γ. Dopadající vlna je V + a reflexní vlna je V-.


VSWR lze měřit přímo pomocí SWR měřiče. K měření koeficientů odrazu vstupního portu (S11) a výstupního portu (S22) lze použít testovací přístroj RF, jako je vektorový síťový analyzátor (VNA). S11 a S22 jsou ekvivalentní Γ na vstupním a výstupním portu. VNA s matematickými režimy mohou také přímo vypočítat a zobrazit výslednou hodnotu VSWR.


Ztráta návratu na vstupních a výstupních portech lze vypočítat z koeficientu odrazu, S11 nebo S22, takto:


RLIN = 20log10 | S11 | dB (rovnice 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (rovnice 4)


Koeficient odrazu se vypočte z charakteristické impedance přenosového vedení a impedance zátěže takto:


Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (rovnice 5)


Kde ZL je impedance zátěže a ZO je charakteristická impedance přenosového vedení (obrázek 1).


VSWR lze také vyjádřit jako ZL a ZO. Nahrazením rovnice 5 do rovnice 2 získáme:


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


Pro ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO


Proto:


VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Rov. 6)
Pro ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL


Proto:


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


Výše jsme poznamenali, že VSWR je specifikace uvedená ve formě poměru vzhledem k 1, jako příklad 1.5: 1. Existují dva zvláštní případy VSWR: ∞: 1 a 1: 1. Poměr nekonečna k jednomu nastane, když je zátěž otevřeným obvodem. Poměr 1: 1 nastane, když je zátěž dokonale přizpůsobena impedanci přenosové linky.


VSWR je definována ze stojaté vlny, která vzniká na samotné přenosové lince:


VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Rov. 8)

Kde VMAX je maximální amplituda a VMIN je minimální amplituda stojaté vlny. Se dvěma super-uvalenými vlnami dochází k maximálnímu konstruktivnímu rušení mezi příchozími a odraženými vlnami. Tím pádem:


VMAX = V + + V- (rovnice 9)


pro maximální konstruktivní interference. Minimální amplituda nastává při dekonstrukčním rušení, nebo:

VMIN = V + - V- (rovnice 10)


Nahrazení rovnic 9 a 10 do výnosů rovnice 8


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

Nahrazujeme rovnici 1 do rovnice 11, získáme:


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


Rovnice 12 je rovnice 2 uvedená na začátku tohoto článku.


ZADNÍ


4. VSWR Calculator: Jak vypočítat VSWR? 


Napěťová složka stojaté vlny v jednotném přenosovém vedení se skládá z přední vlny (s amplitudou Vf) superponované na odraženou vlnu (s amplitudou Vr). K odrazům dochází v důsledku nespojitostí, jako je nedokonalost v jinak rovnoměrném přenosovém vedení, nebo když je přenosové vedení ukončeno jinou než charakteristickou impedancí.


Pokud máte zájem o stanovení výkonu antén, měl by se VSWR vždy měřit na samotných svorkách antény, nikoli na výstupu vysílače. Kvůli ohmickým ztrátám ve vysílací kabeláži bude vytvořena iluze mít lepší anténu VSWR, ale to jen proto, že tyto ztráty tlumí dopad náhlého odrazu na svorkách antény.

Vzhledem k tomu, že anténa je obvykle umístěna v určité vzdálenosti od vysílače, vyžaduje napájecí kabel pro přenos energie mezi nimi. Pokud napájecí vedení nemá žádnou ztrátu a odpovídá výstupní impedanci vysílače i vstupní impedanci antény, bude do antény dodán maximální výkon. V tomto případě bude VSWR 1: 1 a napětí a proud budou konstantní po celé délce napájecího vedení.


1) Výpočet VSWR

Ztráta návratnosti je míra poměru výkonu v dopadající vlně k odražené vlně v dB a definujeme ji tak, aby měla zápornou hodnotu.


Ztráta zpětného toku = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Například pokud má zátěž ztrátu zpětného toku -10 dB, pak se odráží 1/10 dopadajícího výkonu. Čím vyšší je ztráta zpětného toku, tím méně energie se ve skutečnosti ztratí.

Nezanedbatelná je také ztráta nesouladu. Toto je míra toho, kolik přenášené energie je oslabeno v důsledku odrazu. Je to dáno následujícím vztahem:


Ztráta nesouladu = 10 log (1 -p2)


Například z tabulky č. 1 by anténa s VSWR 2: 1 měla koeficient odrazu 0.333, ztrátu nesouladu -0.51 dB a ztrátu zpětného toku -9.54 dB (11% vašeho vysílacího výkonu se odráží zpět )


2) Graf kalkulace VSWR zdarma


Zde je jednoduchý graf výpočtu VSWR. 


Vždy si pamatujte, že VSWR by mělo být číslo větší než 1.0


PSV Koeficient odrazu (Γ) Odražený výkon (%) Ztráta napětí
Odražený výkon (dB)
Ztráta z vrácení
Ztráta nesouladu (dB)
1
0.00 0.00 0 -Nekonečno Nekonečno 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


Extra čtení: VSWR v anténě



Poměr stálé vlny napětí (VSWR) je údajem o míře nesouladu mezi anténou a napájecím vedením, které je k ní připojeno. Toto je také známé jako poměr stálých vln (SWR). Rozsah hodnot pro VSWR je od 1 do ∞. 


Hodnota VSWR pod 2 je považována za vhodnou pro většinu anténních aplikací. Anténu lze popsat jako „dobrou shodu“. Takže když někdo říká, že anténa je špatně sladěna, velmi často to znamená, že hodnota VSWR přesahuje 2 pro sledovanou frekvenci. 


Ztráta návratnosti je další specifikací zájmu a je podrobněji popsána v části Teorie antény. Běžně vyžadovaný převod je mezi návratovou ztrátou a VSWR a některé hodnoty jsou uvedeny v tabulce, spolu s grafem těchto hodnot pro rychlou orientaci.


Odkud tyto výpočty pocházejí? Začněte vzorcem pro VSWR:



Pokud tento vzorec invertujeme, můžeme z VSWR vypočítat koeficient odrazu (, nebo ztrátu návratnosti, s11):



Nyní je tento koeficient odrazu ve skutečnosti definován jako napětí. Opravdu chceme vědět, kolik energie se odráží. To bude úměrné druhé mocnině napětí (V ^ 2). Odražený výkon v procentech tedy bude:



Můžeme převést odraženou sílu na decibely jednoduše:



Nakonec se síla buď odráží, nebo dodává do antény. Množství dodané do antény je zapsáno jako () a je jednoduše (1- ^ 2). Toto se nazývá ztráta nesouladu. Toto je množství energie, které je ztraceno kvůli neshodě impedance, a to můžeme poměrně snadno vypočítat:



A to je vše, co potřebujeme vědět, abychom mohli přecházet mezi VSWR, ztrátou s11 / návratem a ztrátou nesouladu. Doufám, že jste měli tak skvělý čas jako já.


Převodní tabulka - dBm na dBW a W (watt)

V této tabulce uvádíme, jak si navzájem odpovídají hodnota výkonu v dBm, dBW a Watt (W).

Výkon (dBm)
Výkon (dBW)
Výkon ((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

-30 
1 mW
-10 
-40 
100 μW
-20 
-50 
10 μW
-30 
-60 
1 μW
-40 
-70 
100 nW
-50 
-80 
10 nW
-60 
-90 
1 nW
-70 
-100 
100 pW
-80 
-110 
10 pW
-90 
-120 
1 pW
-100 
-130 
0.1 pW
-∞ 
-∞ 
0 W
kde:
dBm = decibel-miliwatt
dBW = decibel-watt
MW = megawatt
KW = kilowatt
W = watt
mW = miliwatt
μW = mikrowatt
nW = nanowatt
pW = picowatt


ZADNÍ


3) Vzorec VSWR

Tento program je applet pro výpočet poměru napětí ve stálé vlně (VSWR).

Při nastavování antény a vysílače systému, je důležité, aby se zabránilo impedance nesoulad kdekoli v systému. Jakýkoli nesoulad znamená, že určitá část výstupní vlny se odráží zpět směrem k vysílači a systém se stává neefektivním. Neshoda může nastat na rozhraních mezi různými zařízeními, např. Vysílačem, kabelem a anténou. Antény mají impedanci, která je obvykle 50 ohmů (když má anténa správné rozměry). Když dojde k odrazu, vznikají v kabelu stojaté vlny.


Vzorec VSWR a koeficient odrazu:

Rovnice 1
Koeficient odrazu Γ je definován jako
Rovnice 2
Poměr VSWR nebo stojatých vln napětí
Vzorec
Vzorec

Gamma
ZL = Hodnota zátěže v ohmech (typicky anténa)
Zo = Charakteristická impedance přenosové linky v ohmech
Sigma

Vzhledem k tomu, že ρ se bude měnit od 0 do 1, vypočtené hodnoty pro VSWR budou od 1 do nekonečna.

Vypočítané hodnoty
mezi -1 ≦ Γ ≦ 1.
Vypočítané hodnoty
1 nebo poměr 1: 1.
Když je hodnota „-1“.
Znamená 100% odraz a nedochází k přenosu energie na zátěž. Odražená vlna je 180 stupňů mimo fázi (obráceně) s dopadající vlnou.
S otevřeným obvodem

Jedná se o stav otevřeného obvodu bez připojené antény. To znamená, že ZL je nekonečný a výrazy Zo zmizí v rovnici 1, takže leaving = 1 (100% odraz) a ρ = 1.


Není přenášena žádná energie a VSWR bude nekonečná.
Když je hodnota „1“.
Znamená 100% odraz a nedochází k přenosu energie na zátěž. Odražená vlna je ve fázi s dopadající vlnou.
Se zkratem

Představte si, že konec kabelu má zkrat. To znamená, že ZL je 0 a Eq.1 bude počítat Γ = -1 a ρ = 1.


Žádná síla je přenášena a PSV je nekonečný.
Když je hodnota „0“.
Znamená to, že nedochází k žádnému odrazu a veškerá energie je přenášena na zátěž. (IDEÁL)
Se správně sladěnou anténou.
Když je připojena správně přiřazená anténa, pak se veškerá energie přenáší na anténu a převádí se na záření. ZL je 50 ohmů a Eq.1 vypočítá Γ jako nulu. VSWR bude tedy přesně 1.
N / A N / A S nesprávně sladěnou anténou.
Pokud je připojena nesprávně přiřazená anténa, impedance již nebude 50 ohmů a dojde k neshodě impedance a část energie se odrazí zpět. Množství odrážené energie závisí na úrovni nesouladu, takže VSWR bude hodnota nad 1.

Při použití kabelu s nesprávnou charakteristickou impedancí


Kabel / přenosové vedení použité k připojení antény k vysílači bude muset mít správnou charakteristickou impedanci Zo. 


Typicky jsou koaxiální kabely 50 ohmů (75 ohmů pro televizory a satelity) a jejich hodnoty budou vytištěny na samotných kabelech. 


Množství odražené energie závisí na úrovni neshody, takže VSWR bude hodnota nad 1.


Recenze:

Co jsou stojaté vlny? Na konec přenosového vedení je připojena zátěž a signál podél ní proudí a vstupuje do zátěže. Pokud impedance zátěže neodpovídá impedanci přenosového vedení, pak se část pohybující se vlny odráží zpět ke zdroji.


Dojde-li reflexe, tyto cestovní zpátky přenosové linky a kombinovat s dopadajícími vln produkovat stojaté vlny. Je důležité si uvědomit, že výsledná vlna se zdá stacionární a nešíří se jako normální vlna a nepřenáší energii do zátěže. Vlna má oblasti maximální a minimální amplitudy zvané anti-uzly a uzly.


Při připojení antény, pokud je vyrobena VSWR 1.5, pak je účinnost energie 96%. Když se vytvoří VSWR 3.0, pak je účinnost energie 75%. Při skutečném použití se nedoporučuje překročit VSWR 3.


ZADNÍ


5. Jak měřit poměr stojatých vln - vysvětlení Wikipedie
K měření poměru stojatých vln lze použít mnoho různých metod. Nejintuitivnější metoda používá štěrbinovou linku, což je část přenosového vedení s otevřenou štěrbinou, která umožňuje sondě detekovat skutečné napětí v různých bodech linky. 


Maximální a minimální hodnoty lze tedy přímo porovnat. Tato metoda se používá při VHF a vyšších frekvencích. Na nižších frekvencích jsou takové linky neprakticky dlouhé. Směrové vazební členy lze použít při vysokofrekvenčních vlnách prostřednictvím mikrovlnných frekvencí. 


Některé mají délku čtvrt vlny nebo více, což omezuje jejich použití na vyšší frekvence. Jiné typy směrových vazebních členů vzorkují proud a napětí v jednom bodě přenosové cesty a matematicky je kombinují takovým způsobem, aby představovaly energii tekoucí jedním směrem.


Běžný typ měřiče SWR / výkonu používaný v amatérském provozu může obsahovat dvousměrný vazební člen. Jiné typy používají jediný vazební člen, který lze otočit o 180 stupňů, aby odebíral energii proudící v obou směrech. Jednosměrné vazební členy tohoto typu jsou k dispozici pro mnoho frekvenčních rozsahů a úrovní výkonu as příslušnými hodnotami vazeb pro použitý analogový měřič.


Směrový wattmetr používající otočný směrový spojovací prvek


Dopředný a odražený výkon měřený směrovými vazebními členy lze použít k výpočtu SWR. Výpočty lze provádět matematicky v analogové nebo digitální formě nebo pomocí grafických metod zabudovaných do měřicího přístroje jako další stupnice nebo odečtem z místa křížení mezi dvěma jehlami na stejném měřicím přístroji.


Výše uvedené měřicí přístroje lze použít „in line“, to znamená, že plný výkon vysílače může procházet měřicím zařízením tak, aby umožňoval nepřetržité monitorování SWR. Ostatní přístroje, jako jsou síťové analyzátory, nízkonapěťové směrové vazební členy a anténní můstky, používají pro měření nízký výkon a musí být připojeny místo vysílače. Můstkové obvody lze použít k přímému měření skutečné a imaginární části impedance zátěže ak použití těchto hodnot k odvození SWR. Tyto metody mohou poskytnout více informací než jen SWR nebo dopředný a odražený výkon. [11] Samostatné anténní analyzátory používají různé metody měření a mohou zobrazovat SWR a další parametry vynesené proti frekvenci. Použitím směrových vazebních členů a můstku v kombinaci je možné vytvořit linkový přístroj, který čte přímo se složitou impedancí nebo v SWR. [12] K dispozici jsou také samostatné anténní analyzátory, které měří více parametrů.


ZADNÍ



6. Často kladte otázky

1) Co způsobuje vysoké VSWR?

Pokud je VSWR příliš vysoký, může se potenciálně odrážet příliš mnoho energie zpět do výkonového zesilovače, což by způsobilo poškození vnitřních obvodů. V ideálním systému by byla VSWR 1: 1. Příčinou vysokého hodnocení VSWR může být použití nesprávného zatížení nebo něco neznámého, například poškozené přenosové vedení.


2) Jak snižujete VSWR?

Jednou z technik snižování odraženého signálu ze vstupu nebo výstupu jakéhokoli zařízení je umístění tlumiče před nebo za zařízení. Útlumový člen snižuje odražený signál na dvojnásobek hodnoty útlumu, zatímco vysílaný signál přijímá nominální hodnotu útlumu. (Tipy: Chcete-li zdůraznit, jak důležité jsou VSWR a RL pro vaši síť, zvažte snížení výkonu z VSWR o 1.3: 1 na 1.5: 1 - jedná se o změnu návratové ztráty z 16 dB na 13 dB).


3) Je ztráta návratnosti S11?

V praxi je nejčastěji uváděným parametrem antén S11. S11 představuje, kolik energie se odráží od antény, a proto se označuje jako koeficient odrazu (někdy psaný jako gama: nebo ztráta zpětného toku ...). Tento přijatý výkon je buď vyzařován, nebo absorbován jako ztráty v anténě.


4) Proč se měří VSWR?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), je měřítkem toho, jak účinně je vysokofrekvenční energie přenášena ze zdroje energie, přes přenosové vedení, do zátěže (například ze zesilovače výkonu přes přenosové vedení, na anténu) . V ideálním systému se přenáší 100% energie.


5) Jak mohu opravit High VSWR?

Pokud je vaše anténa namontována nízko na vozidle, například na nárazníku nebo za kabinou pickupu, může se signál odrazit zpět k anténě a způsobit vysoké SWR. Chcete-li to zmírnit, udržujte alespoň 12 palců antény nad linií střechy a umístěte anténu co nejvyšší na vozidlo.


6) Co je dobré čtení VSWR?
Nejlepší možné čtení je 1.01: 1 (ztráta zpětného toku 46 dB), ale obvykle je přijatelné čtení pod 1.5: 1. Mimo dokonalý svět je ve většině případů na místě 1.2: 1 (ztráta z 20.8 dB). Pro zajištění přesného odečtu je nejlepší připojit měřič k základně antény.


7) Je 1.5 SWR dobrý?
Ano to je! Ideální rozsah je SWR 1.0-1.5. Existuje prostor pro zlepšení, když je rozsah SWR 1.5 - 1.9, ale SWR v tomto rozsahu by měl stále poskytovat odpovídající výkon. Občas je kvůli instalacím nebo proměnným vozidla nemožné dosáhnout SWR níže.


8) Jak zkontroluji svůj SWR bez měřiče?
Zde jsou kroky, jak vyladit rádio CB bez měřiče SWR:
1) Najděte oblast s omezeným rušením.
2) Ujistěte se, že máte další rádio.
3) Nalaďte obě rádia na stejný kanál.
4) Mluvte do jednoho rádia a poslouchejte přes druhé.
5) Přesuňte jedno rádio pryč a všimněte si, když je zvuk čistý.
6) Podle potřeby upravte anténu.


9) Je nutné vyladit všechny CB antény?
Zatímco pro provoz vašeho systému CB není vyžadováno vyladění antény, existuje řada důležitých důvodů, proč byste měli vždy vyladit anténu: Vylepšený výkon - Správně naladěná anténa bude VŽDY fungovat efektivněji než nevyladěná anténa.


10) Proč moje SWR stoupá, když mluvím?

Jednou z nejčastějších příčin vysokých odečtů SWR je nesprávné připojení měřiče SWR k rádiu a anténě. Při nesprávném připojení budou hodnoty hlášeny jako extrémně vysoké, i když je vše nainstalováno perfektně. Přečtěte si tento článek o zajištění správné instalace měřiče SWR.


7. Nejlepší zdarma online Kalkulačka VSWR v roce 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




ZADNÍ


Sdílení se stará!


Zanechat vzkaz 

Jméno a Příjmení *
Email *
Telefon
Adresa
Kód Viz ověřovací kód? Klepněte na tlačítko Aktualizovat!
Zpráva
 

Seznam zpráv

Komentáře Loading ...
Domovská stránka| O nás| Produkty| Novinky| Ke stažení| Podpora| Zpětná vazba| Kontaktujte nás| Servis
FMUSER FM / TV Vysílání one-stop dodavatele
  Kontaktujte nás