Ako vypočítať napäťový pomer stojatej vlny?

Rádio (vysielač alebo prijímač) dodáva energiu do antény, musí byť impedancia rádiového a prenosového vedenia dobre prispôsobená aimpedancia ntenny, Parameter PSV je opatrenie, ktoré číselne popisuje, ako dobre je impedancia antény porovnaná s rádiovým alebo prenosovým vedením, ku ktorému je pripojená.

VSWR znamená Pomer napätia pri stojatej vlne, a označuje sa tiež ako pomer stojatých vĺn (SWR). VSWR je funkcia koeficientu odrazu, ktorý popisuje výkon odrazený od antény. Ak je koeficient odrazu daný .

Koeficient odrazu je tiež známy ako s11 alebo strata spätného toku. V tabuľke vswr nižšie nájdete numerické mapovanie medzi odrazeným výkonom, s11 a VSWR. Ak nechcete prechádzať zložitými rovnicami, aby ste pochopili vzťah medzi VSWR, stratou nesúladu, s11 / gama a chceli by ste, aby to urobila kalkulačka, pozrite sa na našu stránku kalkulačky VSWR a urobíme konverziu VSWR pre ty.

 

VSWR je vždy skutočné a kladné číslo pre antény. Čím je VSWR menší, tým lepšie je anténa zladená s prenosovým vedením a tým viac energie je do antény dodávaná. Minimálna hodnota VSWR je 1.0. V takom prípade sa od antény neodráža žiadny výkon, čo je ideálne.

 

Antény často musia spĺňať požiadavku na šírku pásma, ktorá je uvedená v zmysle VSWR. Napríklad by mohla anténa tvrdiť, že pracuje od 100 do 200 MHz s VSWR <3. To znamená, že VSWR je v uvedenom frekvenčnom rozsahu menší ako 3.0. Táto špecifikácia VSWR tiež implikuje, že koeficient odrazu je v uvedenom frekvenčnom rozsahu menší ako 0.5 (tj. Koeficient odrazu <0.5).

Fyzický význam VSWR

VSWR sa určuje z napätia nameraného pozdĺž prenosového vedenia vedúceho k anténe. VSWR je pomer špičkovej amplitúdy stojatej vlny k minimálnej amplitúde stojatej vlny, ako je vidieť na nasledujúcom obrázku:

V priemysle sa VSWR niekedy hovorí „viz-wer“

Ak anténa nie je v zhode s prijímačom, prejaví sa výkon (takže koeficient odrazu nie je nula). To spôsobí „odrazenú vlnu napätia“, ktorá vytvorí stojaté vlny pozdĺž prenosového vedenia. Výsledkom sú vrcholy a údolia, ako je vidieť na obrázku 1. Ak by VSWR = 1.0, nebol by žiadny odrazený výkon a napätie by malo konštantnú veľkosť pozdĺž prenosového vedenia.

VSWR, Reflected Power a s11

Je VSWR 3 zlé? Ako zlá je VSWR 12? Neexistujú žiadne tvrdé pravidlá. V tejto časti sa pokúsime dať číslo VSWR do kontextu. Ďalej je uvedená tabuľka, ktorá zobrazuje vzťah medzi VSWR, celkovým odrazeným výkonom a (tiež známym ako s11) a celkovým odrazeným výkonom. Upozorňujeme, že odrazená sila je jednoducho koeficient odrazu na druhú.

V tabuľke vyššie má VSWR 4 hodnotu 36% energie dodanej prijímačom odrazenú od antény (64% energie je dodávaných do antény). Upozorňujeme, že odrazený výkon 0 dB znamená, že sa odrazí všetok výkon (100%), zatiaľ čo -10 dB znamená, že sa odrazí 10% výkonu. Ak by sa odrazila všetka sila, VSWR by bol nekonečný.

 

Všimnite si, že VSWR je vysoko nelineárna funkcia koeficientu odrazu. To znamená, že je veľmi malý rozdiel v odrazenom výkone, keď sa VSWR zvýši z 9 na 10; pri zmene VSWR z 11 na 1 však dôjde k 2% zmene odrazeného výkonu.

Všeobecne platí, že ak je VSWR pod 2, zhoda antény sa považuje za veľmi dobrú a impedančným prispôsobením by sa získalo len málo. S nárastom VSWR existujú 2 hlavné negatíva. Prvý je zrejmý: viac energie sa odráža od antény, a preto sa neprenáša. Nastáva však ďalší problém. Ako sa zvyšuje VSWR, viac energie sa odráža v rádiu, ktoré vysiela. Veľké množstvo odrazeného výkonu môže rádio poškodiť. Rádiá majú navyše problém s prenosom správnych informačných bitov, keď je anténa zle zosúladená (to je číselne definované v zmysle inej metriky, EVM - Error Vector Magnitude).

Špecifikácie VSWR pre antény

Antény sú v priemysle často tienené (kritériá vyhovenia / zlyhania) na základe špecifikácií VSWR (špecifikácie VSWR). Toto je metóda pasívneho merania antén s cieľom zistiť, či sú rýchlo a správne naladené. Anténa sa meria sieťovým analyzátorom a zaznamená sa VSWR ako funkcia frekvencie. Ako príklad si vezmime túto situáciu, keď sa merajú a vykresľujú VSWR 5 antén spolu so 4 čiarami, ktoré predstavujú špecifikácie VSWR pre túto anténu (modrou farbou):

Špecifikácie VSWR na obrázku 2 sú definované:

 (1) VSWR <3.8 pre 825 MHz <f <910 MHz

 (2) VSWR> 4.0 pre 1200 1400 MHz <f <XNUMX XNUMX MHz

 (3) VSWR> 3.0 pri f = 1.7 GHz, lineárne znížené na VSWR> 2.0 pri f = 1.8 GHz

 (4) VSWR <3.0 pre 1860 MHz <f <2000 MHz

 

Na obrázku 2 by červená krivka antény VSWR zlyhala pri druhej špecifikácii a svetlo modrá krivka antény VSWR by (okrajovo) zlyhala pri štvrtej špecifikácii. Toto je znázornené na obrázku 3:

Nastavenie špecifikácií VSWR je pre inžinierov antén trochu zložitá práca. Cieľom je zlyhanie odľahlých hodnôt (odladené antény alebo antény s rozbitými konektormi atď.). V praxi je však ťažké určiť, aká je prijateľná odchýlka, najmä v priemyselných odvetviach s veľkým objemom, kde by prísne technické parametre mohli zlyhať tisíce dobrých antén.

 

Všimnite si, že VSWR je mierou množstva energie dodávanej do antény. To neznamená, že anténa vyžaruje všetok prijatý výkon. VSWR teda meria potenciál vyžarovania. Nízka hodnota VSWR znamená, že anténa je dobre prepojená, ale nemusí to nevyhnutne znamenať, že je tiež vyžarovaný dodaný výkon. Na stanovenie vyžarovaného výkonu sa vyžaduje skúška anechoickou komorou alebo inou vyžarovanou anténou. Samotný VSWR nestačí na zistenie správneho fungovania antény.

 

VSWR možno merať aj na Smithovom grafe. VSWR je iba skalárne meranie, zatiaľ čo Smithov graf ukazuje veľkosť aj fázu. Ďalšie informácie nájdete na stránke Smithov graf.

Môže sa vám páčiť:

Čo je VSWR: Pomer napätia pri stojatej vlne

Čo je VSWR a návratnosť?

Ako používať PSV merač

Zanechajte správu 

zoznam správ