Una breu història de VSWR
Quan la telegrafia elèctrica era el mitjà dominant de comunicació per cable, les línies utilitzades estaven formades per cables de coure nus suspesos a pals de telègraf. Per a l'aïllament, la línia es basava en el gran espai entre els cables, així com en els cables muntats en separadors individuals de vidre o ceràmica, tal com es mostra a la figura 1 (a). Aquestes línies recorren quilòmetres i milles i eren propenses als danys causats per tempestes, arbres caiguts i curts parcials a causa de la part superior dels pals que feien bons llocs de nidificació per a ocells grans.

El linier enviat per localitzar i corregir la falla en algun lloc al llarg de les milles de cables suspesos podria almenys identificar el tipus de falla examinant l'ona estacionària a la línia creada per la falla.

El linier mesuraria la brillantor d'una bombeta connectada a través de la línia a mesura que la connexió es mogués al llarg de la línia (figura 1 (b)). Si la bombeta s'il·luminava brillantment en un lloc de la línia i no s'il·luminava gens més al llarg de la línia, llavors sabia que havia de buscar un circuit obert o curt. Si la bombeta era bastant brillant en un lloc i una mica més tènue en un altre, sabia que havia de buscar un curt parcial entre els cables.

Tot això sembla força primitiu, però hem de tenir en compte que els instruments de mesura de tensió de l'època eren un mecanisme delicat allotjat en estoigs de fusta fets a mà. Això els feia cars i fràgils, mentre que la bombeta era relativament barata i robusta. El mètode era més intel·ligent del que podríeu suposar al principi, ja que era una forma de bolòmetre capaç d'indicar el valor RMS dels dos extrems de tensió a la línia.

Comú, però pràcticament desaparegut a la indústria de la radiofreqüència als anys noranta, un bolòmetre alimentat amb radiofreqüència s'escalfaria per la radiofreqüència, donant lloc a un canvi de resistència en un braç d'un pont. La sortida del pont va donar el valor RMS de la forma d'ona de RF, per molt complexa que sigui la forma d'ona.

A les freqüències de microones, les línies ranurades es van convertir en una manera de determinar amb precisió la relació entre la tensió màxima i la tensió mínima (el VSWR, símbol 's') i, a causa de la senzillesa de mesurament i les matemàtiques fàcils associades, el VSWR es va convertir en un dia a dia. paràmetre. Com el seu nom indica, una línia ranurada és una longitud de guia d'ona amb una ranura a la part superior. Una sonda es mou al llarg de la ranura i un detector dóna la tensió en qualsevol punt de la línia. Un cop hagueu obtingut els dos extrems de tensió podeu determinar la relació dels dos. Un cop tingueu aquesta relació, és fàcil calcular el coeficient de potència reflectit, símbol rho. El coeficient de potència reflectida és la quantitat de potència reflectida en comparació amb la potència incident. El lloc web d'AH té una calculadora que permet la conversió entre s i rho.

Tingueu en compte que molts llibres de text representen una ona estacionària tal com es mostra a la figura 2.

La figura 2 és, de fet, un gràfic de la tensió detectada a mesura que es mou la sonda solag la línia Això pot ser enganyós ja que l'ona estacionària en realitat és positiva i negativa.

Què és VSWR
Continuem l'explicació ignorant les parts de voltatge i relació de moment i examinem com es crea una ona estacionària.

L'ona estacionària
A menys que un senyal de prova en una línia de transmissió (per exemple, cable coaxial de 50 ohms) s'acabi en 50 ohms, part del senyal es reflectirà al llarg de la línia. Això es pot entendre millor observant els valors de terminació de desajustament extrems, és a dir, un curtcircuit (zero ohms) i un circuit obert (ohms infinits).

Terminació de curtcircuit
No pot existir una tensió a través d'un curtcircuit perfecte, és a dir, la tensió només pot tenir el valor de 0 volts en el curtcircuit. Una llei bàsica de la física és la conservació de l'energia. L'energia no pot desaparèixer, s'ha de tenir en compte d'alguna manera. La mare natura supera el requisit de zero volts creant un senyal igual i oposat que viatja de nou per la línia. En el curtcircuit, +E i -E es cancel·len mútuament per donar els zero volts requerits.

Terminació en circuit obert
Aquest és el "dual" de la situació de curtcircuit. Un corrent no pot fluir en un circuit obert perfecte, és a dir, el corrent només pot ser de zero amperes al circuit obert. Una vegada més, la Mare Natura supera el requisit de zero amperes creant un senyal igual i oposat que viatja cap avall per la línia. En el circuit obert, els +I i -I es cancel·len per donar els zero amperes necessaris. Tècnicament, hauria de ser el camp +H i el camp -H, però per als nostres propòsits ens quedarem amb +I i -I.

Creació de l'ona estacionària
Les figures 3 (a) i 3 (b) mostren una ona avançada i una ona reflectida a punt de "trobar-se" i interactuar en una línia de transmissió. El quadre és la nostra finestra de visualització de la interacció tal com es produeix. La caixa té una amplada de mitja longitud d'ona.

Les imatges (a) a (m) mostren l'ona estacionària a mesura que les formes d'ona avançada i reflectida se superposen i s'afegeixen algebraicament. L'addició és el rastre verd. L'observació de prop de la traça verda a la finestra d'observació mostra que s'atura, és a dir, pulsa positiu i negatiu, però es manté al mateix lloc al llarg de la línia. D'aquí el nom d'onada estacionària.