VSWR (známy ako Pomer napätia pri stojatej vlne) je miera efektívnosti prenosu vysokofrekvenčného výkonu zo zdroja energie cez prenosové vedenie do záťaže (napríklad z zosilňovač cez prenosové vedenie do anténa).

Stojacie vlny sú kľúčovou hodnotou pre akýkoľvek systém využívajúci prenosové vedenia / napájače, kde meranie VSWR, Pomer napätia pri stojatej vlne je dôležitý.

Stojaté vlny sú dôležitým problémom pri pohľade na napájacie vedenia / prenosové vedenia a pomer stojatých vĺn alebo častejšie pomer napäťových stojatých vĺn predstavuje VSWR ako meranie úrovne stojatých vĺn na napájači.

Stojacie vlny predstavujú silu, ktorá nie je zaťažená zaťažením a odráža sa späť pozdĺž prenosovej linky alebo podávača.

Aj keď stojaté vlny a VSWR sú veľmi dôležité, teória a výpočty VSWR často môžu maskovať pohľad na to, čo sa v skutočnosti deje. Našťastie je možné získať dobrý pohľad na túto tému bez toho, aby sme sa príliš ponorili do teórie VSWR.

Stanzáklady ding vlny
Pri pohľade na systémy, ktoré zahŕňajú prenosové vedenia, je potrebné pochopiť, že zdroje, prenosové vedenia / napájače a záťaže majú charakteristickú impedanciu. 50Ω je veľmi bežný štandard pre vysokofrekvenčné aplikácie, aj keď v niektorých systémoch sa občas môžu vyskytnúť aj iné impedancie.

Aby sa dosiahol maximálny prenos energie zo zdroja na prenosové vedenie alebo do prenosového vedenia k záťaži, je to buď rezistor, vstup do iného systému alebo anténa, úrovne impedancie sa musia zhodovať.

Inými slovami, v prípade systému 50Ω musí mať zdroj alebo generátor signálu zdrojovú impedanciu 50Ω, prenosové vedenie musí byť 50Ω a rovnako aj zaťaženie.

Na maximálny prenos energie je potrebný zhodný podávač a záťaž

Problémy nastanú, keď sa energia prenesie do prenosového vedenia alebo podávača a prejde smerom k záťaži. Ak existuje nesúlad, tj impedancia záťaže sa nezhoduje s impedanciou prenosového vedenia, nie je možné preniesť všetok výkon.

Pretože energia nemôže zmiznúť, energia, ktorá sa neprenáša do záťaže, musí niekde ísť a tam putuje späť pozdĺž prenosovej linky späť k zdroju.

Keď impedancie podávača a zaťaženia pôsobia, odráža sa energia nezodpovedajú

Pozri tiež: Prečo potrebujem vysielací obvod pred anténou?

Ak k tomu dôjde, napätie a prúdy vpred a odrazených vĺn v podávači sa sčítajú alebo odčítavajú v rôznych bodoch pozdĺž podávača podľa fáz. Týmto spôsobom sa vytvárajú stojaté vlny.

Spôsob, akým sa účinok prejavuje, je možné preukázať dĺžkou lana. Ak je jeden koniec ponechaný voľný a druhý je posunutý nadol, je možné pozorovať pohyb vlny smerom dole pozdĺž lana. Ak je však jeden koniec pevný, je nastavený pohyb stojatých vĺn a sú vidieť body minimálnej a maximálnej vibrácie.

Ak je odpor záťaže nižší ako je nastavená impedancia napájacieho napätia a prúdu. Celkový prúd v mieste záťaže je tu vyšší ako prúd dokonale prispôsobeného vedenia, zatiaľ čo napätie je menšie.

Vzory stojatých vĺn napätia a prúdu pre malé nezhody impedancie so záťažou nižšou ako impedancia napájača

Pozri tiež: Nástroje na výpočet VSWR

Hodnoty prúdu a napätia pozdĺž podávača sa líšia pozdĺž podávača. Pre malé hodnoty odrazenej energie je tvar vlny takmer sínusový, ale pre väčšie hodnoty sa javí skôr ako sínusová vlna s usmernenou plnou vlnou. Tento priebeh pozostáva z napätia a prúdu z predného výkonu plus napätia a prúdu z odraženého výkonu.

Napätie a prúd stojatých vĺns pre ukončenie skratového napájača

Pozri Also: Pochopenie odrazov a stojatých vĺn pri návrhu obvodov RF

Vo vzdialenosti štvrtiny vlnovej dĺžky od záťaže dosahujú kombinované napätia maximálnu hodnotu, zatiaľ čo prúd je minimálny. Vo vzdialenosti pol vlnovej dĺžky od záťaže je napätie a prúd rovnaké ako pri záťaži.

Podobná situácia nastane, keď je odpor záťaže väčší ako impedancia podávača, ale tentoraz je celkové napätie pri záťaži vyššie ako hodnota dokonale prispôsobeného vedenia. Napätie dosahuje minimum vo vzdialenosti štvrtiny vlnovej dĺžky od záťaže a prúd je maximálny. Avšak vo vzdialenosti polovice vlnovej dĺžky od záťaže je napätie a prúd rovnaké ako pri záťaži.

Vzorce napäťových a prúdových stojatých vĺn pre malý nesúlad impedancie s vysokým zaťaženímjej ako impedancia podávača

Pozri tiež: Výpočet VSWR (SWR)

Potom, keď je na konci vedenia umiestnený otvorený obvod, je vzorka stojatej vlny pre napájač podobná ako pri skrate, ale so vzorkami napätia a prúdu obrátenými.

Vzorce napäťových a prúdových stojatých vĺn pri otvorenom stave ukončenie napájania obvodu

Pozri tiež: Vytvorte tento obvod rádiového zosilňovača doma

Definícia VSWR
Definícia VSWR poskytuje základ pre všetky výpočty a vzorce.

Definícia VSWR:
Pomer stojatých vĺn napätia, VSWR, je definovaný ako pomer maximálneho a minimálneho napätia na bezstratovom vedení.

Výsledný pomer sa bežne vyjadruje ako pomer, napr. 2: 1, 5: 1 atď. Dokonalá zhoda je 1: 1 a úplný nesúlad, tj skrat alebo otvorený obvod je ∞: 1.

V praxi dôjde k strate na každom prívodnom alebo prenosovom vedení. Na meranie VSWR sa v tomto bode systému zisťuje výkon vpred a vzad, ktorý sa prevádza na hodnotu pre VSWR. Týmto spôsobom sa VSWR meria v konkrétnom bode a maximá a minimá napätia sa nemusia určovať po celej dĺžke vedenia.

VSWR verzus SWR
Termíny VSWR a SWR sú často vidieť v literatúre o stojatých vlnách v RF systémoch a mnohí sa pýtajú na rozdiel.

SWR: SWR znamená pomer stojatých vĺn. Popisuje napäťové a prúdové stojaté vlny, ktoré sa objavujú na vedení. Je to všeobecný popis pre prúdové aj napäťové stojaté vlny. Často sa používa v spojení s meračmi používanými na zisťovanie pomeru stojatých vĺn. Prúd aj napätie stúpajú a klesajú v rovnakom pomere pri danom nesúlade.

PSV: Pomer stojatých vĺn VSWR alebo napätia sa vzťahuje konkrétne na stojaté vlny napätia, ktoré sú nastavené na prívodnom alebo prenosovom vedení. Pretože je ľahšie detegovať stojaté vlny napätia a v mnohých prípadoch sú napätia dôležitejšie z hľadiska poruchy prístroja, často sa používa pojem VSWR, najmä v oblastiach návrhu RF.

Niekedy sa označuje aj výraz stojaté vlny. Je to však úplný omyl, pretože predný a odrazený výkon sú konštantné (za predpokladu, že nedochádza k stratám napájača) a výkon nestúpa a neklesá rovnakým spôsobom ako napäťové a prúdové vlnové tvary, ktoré sú súčtom predných aj odrazených prvkov.

typický Merač VSWR používa sa s tranudierač

Ako VSWR ovplyvňuje výkon
Existuje niekoľko spôsobov, ako VSWR ovplyvňuje výkon a vysielač systém alebo akýkoľvek systém, ktorý môže používať RF a zodpovedajúce impedancie.

Aj keď sa bežne používa pojem VSWR, problémy s napätím aj prúdom môžu spôsobiť problémy. Niektoré z vplyvov sú podrobne uvedené nižšie:

Výkonové zosilňovače vysielača môžu byť poškodené: Zvýšené úrovne napätia a prúdu pozorované na podávači v dôsledku stojatých vĺn môžu poškodiť výstup transistorov vysielača. Polovodičové zariadenia sú veľmi spoľahlivé, ak sú prevádzkované v rámci špecifikovaných limitov, ale stojaté vlny napätia a prúdu na napájači môžu spôsobiť katastrofické poškodenie, ak spôsobia, že zariadenie pracuje mimo svojich limitov.

Ochrana PA znižuje výstupný výkon: Vzhľadom na veľmi skutočné nebezpečenstvo vysokých úrovní SWR spôsobujúcich poškodenie výkonového zosilňovača, mnoho vysielačov obsahuje ochranné obvody, ktoré znižujú výstup z vysielača pri zvyšovaní SWR. To znamená, že zlá zhoda medzi napájačom a anténou bude mať za následok vysokú SWR, ktorá spôsobí zníženie výkonu, a teda výraznú stratu prenášaného výkonu.

Vysoké napätie a úroveň prúdu môžu poškodiť napájač: Je možné, že vysoké úrovne napätia a prúdu spôsobené vysokým pomerom stojatých vĺn môžu spôsobiť poškodenie napájača. Aj keď vo väčšine prípadov budú napájače napájané dobre v rámci svojich limitov a zdvojnásobenie napätia a prúdu by malo byť možné zvládnuť, existujú situácie, keď dôjde k poškodeniu. Súčasné maximá môžu spôsobiť nadmerné lokálne zahrievanie, ktoré by mohlo narušiť alebo roztaviť použité plasty a je známe, že vysoké napätie za určitých okolností spôsobuje vznik elektrického oblúka.

Oneskorenia spôsobené odrazmi môžu spôsobiť skreslenie: Keď sa signál neodzrkadľuje, odrazí sa späť k zdroju a potom sa môže odraziť späť k anténe. Zavádza sa oneskorenie rovnajúce sa dvojnásobku času prenosu signálu pozdĺž podávača. Ak sa prenášajú údaje, môže to spôsobovať inter-symbolovú interferenciu a na inom príklade, kde sa vysielala analógová televízia, sa objavil obraz „duch“.

Redukcia signálu v porovnaní s dokonale zhodným systémom: Je zaujímavé, že strata úrovne signálu spôsobená zlým VSWR nie je ani zďaleka taká veľká, ako si niektorí môžu predstaviť. Akýkoľvek signál odrážaný od záťaže sa odráža späť do vysielača a keďže zhoda na vysielači môže umožniť, aby sa signál odrazil späť do antény, vzniknuté straty sú v zásade straty spôsobené privádzačom. Ako vodítko 30 metrov dlhá koaxiálna sieť so stratou okolo 1.5 dB na 30 MHz bude znamenať, že anténa pracujúca s VSWR spôsobí pri tejto frekvencii stratu len niečo málo cez 1 dB v porovnaní s dokonale zladenou anténou.

Pomer stojatých vĺn je dôležitým parametrom každého napájacieho systému. Aj keď sú nastavené prúdové aj napäťové stojaté vlny, je často diskutovaný pomer napäťových stojatých vĺn, v dôsledku čoho je ľahšie detegovať a merať.

Môže sa vám páčiť: Ako vypočítať VSWR
Čo je VSWR a návratnosť?
Ako používať PSV merač

Predchádzajúce:5G prišiel do Chicaga v roku 2019. Čo sa stane s piatou generáciou bezdrôtových sietí v roku 2020?

Ďalšie:Výpočet VSWR (SWR)

Zanechajte správu

zoznam správ

Komentáre Loading ...

výrobky Kategórie

produkty Značky

Fmuser Sites

Čo je to PSV?

Zanechajte správu

zoznam správ