Com calcular la proporció d’ona de tensió en tensió?

Perquè una ràdio (emissor o receptor) pugui subministrar energia a una antena, la impedància de la línia de ràdio i transmissió s’ha d’adaptar bé a lala impedància de Ntenna. El paràmetre VSWR és una mesura que descriu numèricament fins a quin punt la impedància de l'antena s'adapta a la línia de ràdio o transmissió a la qual està connectada.

VSWR significa Relació d'ona de tensió, i també es coneix com a raó d'ona estacionària (SWR). VSWR és una funció del coeficient de reflexió, que descriu la potència reflectida des de l’antena. Si el coeficient de reflexió ve donat per .

El coeficient de reflexió també es coneix com s11 o pèrdua de retorn. Consulteu la taula vswr següent per veure un mapatge numèric entre la potència reflectida, s11 i VSWR. Si no voleu passar per equacions complicades per entendre la relació entre VSWR, pèrdua de desajust, s11 / gamma i voleu que una calculadora ho faci per vosaltres, consulteu la nostra pàgina de calculadores VSWR i farem la conversió VSWR per a vostè.

 

El VSWR és sempre un nombre real i positiu per a antenes. Com més petit és el VSWR, millor s’adapta l’antena a la línia de transmissió i es subministra més potència a l’antena. El VSWR mínim és 1.0. En aquest cas, no es reflecteix cap potència des de l’antena, cosa ideal.

 

Sovint les antenes han de complir un requisit d’amplada de banda que es dóna en termes de VSWR. Per exemple, una antena pot afirmar que funciona de 100-200 MHz amb VSWR <3. Això implica que el VSWR és inferior a 3.0 sobre el rang de freqüència especificat. Aquestes especificacions de VSWR també impliquen que el coeficient de reflexió és inferior a 0.5 (és a dir, coeficient de reflexió <0.5) en l'interval de freqüència citat.

Significat físic de VSWR

El VSWR es determina a partir del voltatge mesurat al llarg d’una línia de transmissió que condueix a una antena. VSWR és la proporció de l'amplitud màxima d'una ona estacionària a l'amplitud mínima d'una ona estacionària, tal com es veu a la figura següent:

A la indústria, VSWR de vegades es pronuncia "viz-wer"

Quan una antena no coincideix amb el receptor, es reflecteix la potència (de manera que el coeficient de reflexió,, no sigui nul). Això provoca una "ona de tensió reflectida", que crea ones estacionàries al llarg de la línia de transmissió. El resultat són els pics i les valls tal com es veu a la figura 1. Si el VSWR = 1.0, no hi hauria potència reflectida i la tensió tindria una magnitud constant al llarg de la línia de transmissió.

VSWR, potència reflectida i s11

Un VSWR de 3 és dolent? Què tan greu és un VSWR de 12? Bé, no hi ha regles difícils. En aquesta secció, intentarem posar el número VSWR en context. A continuació es mostra una taula que mostra la relació entre VSWR, la potència reflectida total i (també coneguda com a s11) i la potència reflectida total. Tingueu en compte que la potència reflectida és simplement el coeficient de reflexió al quadrat.

A la taula anterior, un VSWR de 4 té un 36% de potència subministrada pel receptor reflectida des de l’antena (el 64% de la potència es subministra a l’antena). Tingueu en compte que una potència reflectida de 0 dB indica que tota la potència es reflecteix (100%), mentre que -10 dB indica que es reflecteix el 10% de la potència. Si es reflecteix tota la potència, el VSWR seria infinit.

 

Tingueu en compte que VSWR és una funció altament no lineal del coeficient de reflexió. És a dir, hi ha molt poca diferència en la potència reflectida quan el VSWR augmenta de 9 a 10; no obstant això, hi ha un canvi de l'11% en la potència reflectida quan el VSWR canvia d'1 a 2.

En general, si el VSWR és inferior a 2, la coincidència de l’antena es considera molt bona i poc s’obtindria mitjançant la concordança d’impedància. A mesura que augmenta el VSWR, hi ha 2 negatius principals. El primer és obvi: es reflecteix més potència des de l’antena i, per tant, no es transmet. Tot i això, sorgeix un altre problema. A mesura que augmenta el VSWR, es reflecteix més potència a la ràdio, que està transmetent. Grans quantitats de potència reflectida poden danyar la ràdio. A més, les ràdios tenen problemes per transmetre els bits d'informació correctes quan l'antena no coincideix malament (això es defineix numèricament en termes d'una altra mètrica, EVM - Magnitud del vector d'error).

Especificacions VSWR per a antenes

Sovint a la indústria, les antenes es creen (criteris de passada / fallada) segons les especificacions VSWR (especificacions VSWR). Aquest és un mètode per mesurar les antenes passivament per determinar si s’ajusten correctament d’una manera ràpida. L'antena es mesura amb un analitzador de xarxa i es registra el VSWR en funció de la freqüència. Com a exemple, tingueu en compte aquesta situació en què es mesuren i es representen les VSWR de 5 antenes, juntament amb 4 línies que representen les especificacions VSWR d'aquesta antena (en blau):

Les especificacions VSWR de la figura 2 estan definides per:

 (1) VSWR <3.8 per a 825 MHz <f <910 MHz

 (2) VSWR> 4.0 per a 1200 MHz <f <1400 MHz

 (3) VSWR> 3.0 a f = 1.7 GHz, reduït linealment a VSWR> 2.0 a f = 1.8 GHz

 (4) VSWR <3.0 per a 1860 MHz <f <2000 MHz

 

A la figura 2, l'antena de corba vermella VSWR fallaria la segona especificació i l'antena de corba VSWR de color blau falla (marginalment) a la quarta especificació. Això es mostra a la figura 3:

Establir les especificacions de VSWR és un treball una mica complicat per als enginyers d’antenes. La idea és fallar els valors extrems (antenes desafinades o antenes amb connectors trencats, etc.). No obstant això, a la pràctica és difícil determinar quina és la variància acceptable, sobretot en indústries de gran volum on una especificació ajustada pot fallar en milers de bones antenes.

 

Tingueu en compte que VSWR és una mesura de la quantitat de potència subministrada a una antena. Això no vol dir que l’antena irradie tota la potència que rep. Per tant, VSWR mesura el potencial d’irradiar. Un VSWR baix significa que l'antena està ben adaptada, però no significa necessàriament que la potència subministrada també sigui irradiada. Es requereix una càmera anecoica o una altra prova d'antena radiada per determinar la potència radiada. El VSWR per si sol no és suficient per determinar que una antena funciona correctament.

 

El VSWR també es pot mesurar al gràfic de Smith. VSWR és només una mesura escalar, mentre que el gràfic de Smith mostra la magnitud i la fase. Consulteu la pàgina de Smith Chart per obtenir més informació.

També et pot interessar:

Què és VSWR: Ratio d’ona de tensió permanent

Què és VSWR i pèrdua de retorn?

Com utilitzar un mesurador de ROE

Deixa un missatge 

Llista de missatges