什麼是電壓駐波比？

概述

VSWR（稱為 電壓駐波比）是衡量射頻功率從電源通過傳輸線傳輸到負載的效率（例如從 功率放大器 通過傳輸線到 天線).

對於任何使用傳輸線/饋線的系統來說，駐波是一個關鍵值，其中 VSWR 測量, 電壓駐波比很重要.

在考慮饋線/傳輸線時，駐波是一個重要問題，駐波比或更常見的是電壓駐波比，VSWR 是饋線上駐波水平的度量。

駐波代表負載不接受並沿傳輸線或饋線反射回來的功率。

雖然駐波和VSWR非常重要，但VSWR理論和計算通常可以掩蓋對實際情況的看法。 幸運的是，有可能獲得對該主題的良好觀點，而無需深入研究VSWR理論。

斯坦丁波基礎知識
在查看包含傳輸線的系統時，有必要了解源，傳輸線/饋線和負載都具有特徵阻抗。 50Ω是RF應用的一種非常常見的標準，儘管在某些系統中偶爾會出現其他阻抗。

為了獲得從電源到傳輸線或從傳輸線到負載（無論是電阻器、另一個系統的輸入還是負載）的最大功率傳輸 天線，阻抗水平必須匹配。

換句話說，對於50Ω系統，源或信號發生器的源阻抗必須為50Ω，傳輸線必須為50Ω，因此負載必須為XNUMXΩ。

需要匹配的饋線和負載以實現最大功率傳輸

當電力傳輸到傳輸線或饋線並且它向負載傳播時會出現問題。 如果存在不匹配，即負載阻抗與傳輸線的負載阻抗不匹配，則不可能傳輸所有功率。

由於功率不能消失，未傳輸到負載的功率必須在某處，然後沿著傳輸線返回到源。

請參見： 為什麼在天線之前需要發射電路？

當發生這種情況時，饋線中的前向波和反射波的電壓和電流根據相位在沿饋線的不同點處相加或相減。 以這種方式建立駐波。

可以通過一定長度的繩索來證明效果發生的方式。 如果一端自由而另一端向上移動，則可以看到波浪運動沿著繩索向下移動。 然而，如果固定一端，則建立駐波運動，並且可以看到最小和最大振動點。

當負載電阻低於饋線阻抗電壓並設置電流幅值時。 這裡負載點的總電流高於完全匹配的線路，而電壓則較小。

電壓和電流駐波圖，用於小阻抗失配且負載低於饋線阻抗

請參見： 駐波比計算工具

沿饋線的電流和電壓值沿饋線變化。 對於較小的反射功率值，波形幾乎是正弦波，但對於較大的值，它變得更像是全波整流的正弦波。 該波形由來自正向功率的電壓和電流加上來自反射功率的電壓和電流組成。

電壓和電流駐波模式s 用於短路饋線端接

參見其他o: 了解射頻電路設計中的反射和駐波

在距離負載四分之一波長的距離處，組合電壓達到最大值，同時電流處於最小值。 在離負載半波長的距離處，電壓和電流與負載相同。

當負載電阻大於饋線阻抗時會出現類似情況，但此時負載的總電壓高於完全匹配線的值。 電壓在距負載四分之一波長處達到最小值，電流達到最大值。 然而，在距負載半波長的距離處，電壓和電流與負載相同。

電壓和電流駐波模式，可實現小阻抗失配和高負載她比饋線阻抗

 請參見： VSWR（SWR）計算

然後，當在線的末端放置開路時，饋線的駐波圖案類似於短路的駐波圖案，但電壓和電流模式反轉。

請參見： 在家裡製作這個無線電中繼器電路

駐波比定義
VSWR的定義為所有計算和公式提供了基礎。

VSWR定義：
電壓駐波比VSWR定義為無損耗線上的最大電壓與最小電壓之比。

得到的比率通常表示為比率，例如2：1，5：1等。完美匹配是1：1和完全不匹配，即短路或開路是∞：1。

實際上，任何饋線或傳輸線路都存在損耗。 為了測量 VSWR，需要檢測系統上該點的正向和反向功率，並將其轉換為 VSWR 數字。 通過這種方式，可以在特定點測量 VSWR，並且不需要沿線路長度確定電壓最大值和最小值。

駐波比與駐波比
術語VSWR和SWR常見於有關RF系統中駐波的文獻中，許多人都在詢問這些差異。

SWR：   SWR 代表駐波比。 它描述了線路上出現的電壓和電流駐波。 它是電流和電壓駐波的通用描述。 它通常與用於檢測駐波比的儀表結合使用。 對於給定的失配，電流和電壓都以相同的比例上升和下降。

VSWR：VSWR 或電壓駐波比專門適用於饋線或傳輸線上設置的電壓駐波。 由於更容易檢測電壓駐波，並且在許多情況下電壓對於器件擊穿而言更為重要，因此經常使用術語 VSWR，尤其是在 RF 設計領域。

有時也會看到“功率駐波”一詞。 然而，這完全是一個謬論，因為正向和反射功率是恆定的（假設沒有饋線損耗），並且功率不會以與電壓和電流駐波波形相同的方式上升和下降，電壓和電流駐波波形是正向和反射元件的總和。

典型 駐波比計 與 tran 一起使用itter

VSWR 如何影響性能
VSWR 影響性能的方式有多種 發射機 系統，或任何可能使用射頻和匹配阻抗的系統。

儘管通常使用術語VSWR，但電壓和電流駐波都可能引起問題。 一些影響詳述如下：

發射機功率放大器可能被損壞：   由於駐波而導致饋線上的電壓和電流增加，可能會損壞輸出 TRA電阻器 發射機的。 如果半導體器件在規定的限制內運行，則非常可靠，但如果饋線上的電壓和電流駐波導致器件在其限制之外運行，則可能會造成災難性損壞。

PA 保護降低輸出功率：   鑑於高SWR電平確實會造成功率放大器損壞的真正危險，許多發射器都集成了保護電路，當SWR升高時，保護電路會降低發射器的輸出。 這意味著，饋線和天線之間的不良匹配將導致較高的SWR，從而導致輸出降低，從而顯著降低發射功率。

高電壓和電流水平可能會損壞饋線：   由高駐波比引起的高電壓和電流水平可能會損壞饋線。 儘管在大多數情況下，饋線可以在其極限範圍內正常運行，並且應該能夠容納兩倍的電壓和電流，但在某些情況下會造成損壞。 電流最大值可能會導致過多的局部加熱，從而使使用的塑料變形或熔化，並且已知高壓在某些情況下會引起電弧。

反射引起的延遲可能會導致失真：   當信號因不匹配而反射時，它會被反射回源，然後可以再次反射回天線。 引入的延遲等於信號沿饋線傳輸時間的兩倍。 如果正在傳輸數據，這可能會導致符號間干擾，並且在傳輸模擬電視的另一個示例中，會看到“重影”圖像。

與完美匹配系統相比，信號減少：   有趣的是，不良駐波比導致的信號電平損失並不像某些人想像的那麼嚴重。 負載反射的任何信號都會反射回發射機，並且由於發射機處的匹配可以使信號再次反射回天線，因此所產生的損耗基本上是由饋線引入的損耗。 作為指導，30 米長的同軸電纜在 1.5 MHz 時的損耗約為 30 dB，這意味著與完美匹配的天線相比，使用 VSWR 運行的天線在此頻率下只會產生略高於 1dB 的損耗。

駐波比是任何饋線系統的重要參數。 雖然電流駐波和電壓駐波都被設置，但通常討論更廣泛的是電壓駐波比，因為它更容易檢測和測量。

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