Una guia completa de VSWR de FMUSER [Actualitzat el 2022]

En la teoria de l'antena, VSWR s'abreuja a partir de la relació d'ona estacionària de voltatge. 

VSWR és una mesura del nivell d'ona estacionària en una línia d'alimentació, també es coneix com a relació d'ona estacionària (SWR). 

Sabem que l'ona estacionària, que explica la relació d'ona estacionària, és un factor tan important que cal tenir en compte per als enginyers quan realitzen investigacions tècniques de RF sobre antenes.

Tot i que les ones estacionàries i el VSWR són molt importants, sovint la teoria i els càlculs del VSWR poden emmascarar una visió del que realment està passant. Afortunadament, és possible obtenir una bona visió del tema, sense aprofundir massa en la teoria VSWR.

Però, què és realment VSWR i què significa per a la difusió? Aquest bloc és la guia més completa sobre VSWR, incloent què és, com funciona i tot el que necessiteu saber sobre VSWR. 

Seguim explorant!

Compartir és tenir cura!

1. Què és VSWR? Conceptes bàsics de la relació d'ones estacionàries de voltatge

1) Sobre VSWR 

-Definició de VSWR

Què és VSWR? En poques paraules, VSWR es defineix com la relació entre les ones estacionàries de tensió transmeses i reflectides en un freqüència de ràdio (RF) Sistema de transmissió elèctrica. 

-Abreviatura de VSWR

VSWR s'abreuja de relació d'ona estacionària de tensió, it de vegades es pronuncia com "viswar".

-Com VSWR Obres

El VSWR es considera com una mesura de l'eficiència que es transmet la potència de RF, des de la font d'alimentaciód després va a través d'una línia de transmissió, i finalment va a la càrrega.

-VSWR a la radiodifusió

VSWR is s'utilitza com a mesura d'eficiència per a tot el que transmet RF inclou línies de transmissió, cables elèctrics i fins i tot el senyal a l'aire. Un exemple comú és un amplificador de potència connectat a una antena mitjançant una línia de transmissió. És per això que també es pot considerar VSWR com la relació del màxim tensió mínima en una línia de pèrdua.

2) Quins són els principals Funcions de VSWR?

Els VSWR s'utilitzen àmpliament en una varietat d'aplicacions, com ara antena, telecomunicacions, microones, radiofreqüència (RF), Etc 

Aquestes són algunes de les principals aplicacions amb explicació:

Aplicacions de VSWR	Funcions principals de VSWR
Antena transmissora	La relació d'ona estacionària de tensió (VSWR) és una indicació de la quantitat de desajustament entre en cas deno i la línia d'alimentació que hi connecta. Això també es coneix com la raó de les ones estacionàries (SWR). L'interval de valors per a VSWR és d'1 a ∞. Un valor VSWR inferior a 2 es considera adequat per a la majoria d’aplicacions d’antenes. Es pot descriure que l'antena té un "bon partit". Per tant, quan algú diu que l’antena no coincideix, sovint significa que el valor VSWR supera 2 per a una freqüència d’interès.
telecomunicació	En telecomunicacions, la relació d'ona estacionària (SWR) és la relació de l'amplitud d'una ona estacionària parcial en un antinode (màxim) a l'amplitud d'un node adjacent (mínim) en una línia de transmissió elèctrica.
Microones	Les mesures de rendiment habituals associades a les línies i circuits de transmissió de microones són VSWR, coeficient de reflexió i retornn pèrdua, així com el coeficient de transmissió i la pèrdua d'inserció. Tots aquests es poden expressar mitjançant paràmetres de dispersió, més comunament referits a paràmetres S.
RF	La relació d'ona estacionària de tensió (VSWR) es defineix com la proporció entre les ones estacionàries de voltatge transmès i reflectit en una transmissió elèctrica de radiofreqüència (RF) systé. És una mesura de l’eficàcia de la transmissió de la potència de RF des de la font d’energia, a través d’una línia de transmissió i cap a la càrrega

3) Apreneu a expressar VSWR del tècnic Jimmy

Aquí teniu una llista bàsica de coneixements de RF simplificada proporcionada pel nostre tècnic de RF Jimmy. Anem lguanyar més sobre VSWR a través del següent contingut: 

- Expressar VSWR mitjançant voltatge

Segons la definició, VSWR és la relació entre la tensió més alta (l'amplitud màxima de l'ona estacionària) i la tensió més baixa (l'amplitud mínima de l'ona estacionària) entre la font i la càrrega.

VSWR = | V (màxim) | / | V (min) |

V (màx) = l'amplitud màxima de l'ona estacionària
V (min) = l'amplitud mínima de l'ona estacionària

- Expressar VSWR mitjançant una impedància

Segons la definició, VSWR és la proporció de la impedància de càrrega i la impedància de la font.

VSWR = ZL / Zo

ZL = la impedància de càrrega
Zo = la impedància de la font

Quin és el valor ideal d'un VSWR?
El valor d'un VSWR ideal és 1: 1 o s'expressa en breu com 1. En aquest cas, la potència reflectida des de la càrrega fins a la font és nul·la.

- Expressar VSWR mitjançant la reflexió i el poder avançat

Per la definició és igual a VSWR

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

on:

Pr = Potència reflectida
Pf = Potència cap endavant

3) Per què m'hauria de preocupar VSWR? Per què importa?

La definició de VSWR proporciona la base per a tots els càlculs i fórmules de VSWR. 

En una línia connectada, un desajust d'impedància pot provocar reflex, que és el que sembla: una ona que rebota i va en la direcció equivocada. 

La raó principal: Tota l'energia es reflecteix (per exemple, per un circuit obert o curt) al final de la línia, després cap s'absorbeix, produint una "ona estacionària" perfecta a la línia. 

El resultat de les ones oposades és una ona estacionària. Això disminueix la potència que rep l'antena i que pot utilitzar per emetre. Fins i tot pot cremar un transmissor. 

El valor de VSWR presenta la potència reflectida des de la càrrega fins a la font. Sovint s’utilitza per descriure la quantitat de potència que es perd des de la font (generalment un amplificador d’alta freqüència) a través d’una línia de transmissió (generalment un cable coaxial) fins a la càrrega (normalment una antena).

Aquesta és una situació dolenta: el transmissor es crema a causa d'una energia excessiva.

De fet, quan la potència que es vol irradiar torna al transmissor amb tota la seva força, normalment es cremarà l'electrònica allà.

És difícil d’entendre? Aquí teniu un exemple que us pot ajudar:

Un tren d'ones oceànic que viatja cap a la costa transporta energia cap a la platja. Si s'enfila cap a una platja amb un pendent suau, tota l'energia s'absorbeix i no hi ha onades que tornin a la mar. 

Si en comptes d'una platja inclinada hi ha un dic vertical, llavors el tren d'ones entrant es reflecteix completament, de manera que no s'absorbeix cap energia a la paret. 

La interferència entre les ones entrants i sortints en aquest cas produeix una "ona estacionària" que no sembla que viatgi; els cims es mantenen en les mateixes posicions espacials i només pugen i baixen.

El mateix fenomen passa en una línia de transmissió de ràdio o radar. 

En aquest cas, volem que les ones de la línia (tant de tensió com de corrent) viatgen en un sentit i dipositen la seva energia a la càrrega desitjada, que en aquest cas pot ser una antena on s'ha d'irradiar. 

Si tota l'energia es reflecteix (per exemple, per un circuit obert o curtcircuit) al final de la línia, llavors cap s'absorbeix, produint una "ona estacionària" perfecta a la línia. 

No cal un circuit obert o curt per provocar una ona reflectida. Tot el que cal és un desajust en la impedància entre la línia i la càrrega. 

Si l'ona reflectida no és tan forta com l'ona avançada, s'observarà algun patró d'ona estacionària, però els nuls no seran tan profunds ni els pics tan alts com per a una reflexió perfecta (o desajustament complet).

2. Què és SWR?

1) SWR definició

Segons Wikipedia, la relació d'ona estacionària (SWR) es defineix com:

'' Mesura de la correspondència de la impedància de les càrregues amb la impedància característica d'una línia de transmissió o guia d'ones en enginyeria de ràdio i telecomunicacions. SWR és, per tant, la relació entre ones transmeses i reflectides o la relació entre l'amplitud d'una ona estacionària a la màxima, i l'amplitud al mínim, SWR es defineix normalment com una relació de tensió anomenada VSWR ”.

Un SWR elevat indica una poca eficiència de la línia de transmissió i una energia reflectida, que poden danyar el transmissor i disminuir l'eficiència del transmissor. 

Atès que la SWR es refereix habitualment a la relació de tensió, normalment es coneix com a relació d'ona estacionària de tensió (VSWR).

2) Com afecta VSWR al rendiment d'un sistema de transmissors? 

Hi ha diverses maneres en què VSWR afecta el rendiment d’un sistema transmissor, o qualsevol sistema que pugui utilitzar RF i impedàncies coincidents.

Tot i que el terme VSWR s’utilitza normalment, tant la tensió com les ones permanents de corrent poden causar problemes. Alguns dels efectes es detallen a continuació:

-Els amplificadors de potència del transmissor es poden danyar

L’augment dels nivells de tensió i corrent vist a l’alimentador com a conseqüència de les ones permanents, pot danyar els transistors de sortida del transmissor. Els dispositius semiconductors són molt fiables si es funcionen dins dels seus límits especificats, però la tensió i les ones permanents de corrent de l'alimentador poden causar danys catastròfics si fan que l'enginy funcioni fora dels seus límits.

-La protecció PA redueix la potència de sortida

A la vista del perill real dels nivells alts de SWR que causen danys en l'amplificador de potència, molts transmissors incorporen circuits de protecció que redueixen la sortida del transmissor a mesura que augmenta el SWR. Això significa que una mala concordança entre l’alimentador i l’antena produirà un SWR elevat que fa que la sortida es redueixi i, per tant, una pèrdua important de la potència transmesa.

-Els nivells d'alta tensió i corrent poden danyar l'alimentador

És possible que els nivells d’alta tensió i corrents causats per l’alta proporció d’ones altes puguin causar danys a l’alimentador. Tot i que en la majoria dels casos els alimentadors funcionen bé dins dels seus límits i s’hauria de poder acomplir la duplicació de tensió i corrent, hi ha algunes circumstàncies en què es pot causar dany. Els màxims actuals poden provocar un escalfament local excessiu que podria distorsionar o fondre els plàstics utilitzats i, en algunes circumstàncies, se sap que les altes tensions provoquen arqueig.

-Els retards causats per reflexions poden causar distorsió:   

Quan un senyal es reflecteix per desajustament, es reflecteix cap a la font i després es pot reflectir de nou cap a l'antena. 

S'introdueix un retard igual al doble del temps de transmissió del senyal al llarg de l'alimentador. 

Si es transmeten dades, això pot provocar interferències entre símbols, i en un altre exemple on es transmetia televisió analògica, es va veure una imatge "fantasma".

Curiosament, la pèrdua de nivell de senyal causada per un VSWR pobre no és tan gran com alguns poden imaginar. 

Qualsevol senyal reflectit per la càrrega, es reflecteix de nou al transmissor i com que la concordança al transmissor pot permetre que el senyal es reflecteixi de nou a l'antena, les pèrdues incorregudes són fonamentalment les introduïdes per l'alimentador. 

Hi ha altres bits importants que cal mesurar en l'eficiència de l'antena: el coeficient de reflexió, la pèrdua de desajust i la pèrdua de retorn, per citar-ne alguns. El VSWR no és el final de la teoria de l'antena, però és important.

3) VSWR vs SWR vs PSWR vs ISWR

Els termes VSWR i SWR sovint es veuen a la literatura sobre les ones permanents en sistemes de RF, i molts pregunten sobre la diferència.

-VSWR

El VSWR o la relació d'ones estacionàries de tensió s'aplica específicament a les ones estacionàries de voltatge que es configuren en una línia d'alimentació o transmissió. 

Com que és més fàcil detectar les ones estacionàries de tensió i, en molts casos, els voltatges són més importants pel que fa a l'avaria del dispositiu, sovint s'utilitza el terme VSWR, especialment a les àrees de disseny de RF.

-SWR

SWR significa relació d'ona estacionària. Podeu veure-ho com l'expressió matemàtica de la no uniformitat d'un camp electromagnètic (camp EM) en una línia de transmissió com el cable coaxial. 

Normalment, SWR es defineix com la relació entre la tensió de radiofreqüència màxima (RF) i la tensió de RF mínima al llarg de la línia. La relació d'ona estacionària (SWR) té tres característiques:

SWR té les funcions següents:

● Descriu les ones estacionàries de tensió i corrent que apareixen a la línia. 

● Això és una descripció genèrica de les ones estacionàries de corrent i de tensió. 

● Això s'utilitza sovint en associació amb comptadors que s'utilitzen per detectar la relació d'ona estacionària. 

AVÍS: Tant el corrent com el voltatge augmenten i baixen en la mateixa proporció per a un determinat desajustament.

Un SWR elevat indica una eficiència de la línia de transmissió i una energia reflectida pobres, que poden danyar el transmissor i disminuir l’eficiència del transmissor. Com que SWR es refereix habitualment a la relació de tensió, se sol conèixer com a relació d'ona estacionària de tensió (VSWR).

● PSWR (Potència d'ona estacionària):

El terme relació d'ona estacionària de potència, que també es veu algunes vegades, es defineix només com el quadrat del VSWR. Tanmateix, es tracta d’una fal·làcia completa, ja que la potència directa i reflectida són constants (suposant que no es produeix cap pèrdua de l’alimentador) i la potència no puja ni baixa de la mateixa manera que les formes d’ona estacionades de tensió i corrent, que són la suma dels elements directes i reflectits.

● ISWR (proporció d'ona estacionària actual):

El SWR també es pot definir com la proporció del corrent RF màxim al corrent RF mínim de la línia (relació d’ona estacionària actual o ISWR). Als efectes més pràctics, ISWR és el mateix que VSWR.

Segons la comprensió d’algunes persones sobre SWR i VSWR en la seva forma bàsica, es tracta d’un 1: 1 perfecte. SWR significa que tota la potència que poseu a la línia s’està empenyent de l’antena. Si el SWR no és 1: 1, estigueu consumint més energia que la necessària i una part d’aquesta potència es reflecteix de nou cap avall per la línia cap al transmissor i provoca una col·lisió que provocaria que el senyal no estigui tan net i clar.

Però, quina diferència hi ha entre VSWR i SWR? SWR (relació d'ona estacionària) és un concepte, és a dir, la relació d'ona estacionària. VSWR és en realitat com es fa la mesura, mesurant les tensions per determinar la SWR. També podeu mesurar el SWR mesurant els corrents o fins i tot la potència (ISWR i PSWR). Però, per a la majoria dels efectes, quan algú diu SWR que vol dir VSWR, en una conversa habitual són intercanviables.

Sembla que enteneu la idea que està relacionada amb la proporció entre la quantitat de potència que va a l’antena i la quantitat que es reflecteix cap enrere i que (en la majoria dels casos) s’enfoca la potència cap a l’antena. Tanmateix, les afirmacions "estalvieu més energia del que cal" i "provoca una col·lisió que provocaria que el senyal no estigui tan net" són incorrectes

VSWR vs. Potència reflectida

En els casos de SWR més alt, part o gran part de la potència simplement es reflecteix de nou al transmissor. No té res a veure amb un senyal net i tot el que té a veure amb la protecció del transmissor contra la combustió i el SWR és independentment de la quantitat d'energia que esteu consumint. Simplement significa que a la freqüència, el sistema d'antena no és tan eficient com un radiador. Per descomptat, si intenteu transmetre a una freqüència preferiu que la vostra antena tingui el SWR més baix possible (normalment qualsevol cosa inferior a 2: 1 no és tan dolent a les bandes inferiors i 1.5: 1 és bo a les bandes superiors) , però moltes antenes de diverses bandes poden estar a 10: 1 en algunes bandes i és possible que pugueu funcionar de manera acceptable.

4) VSWR i eficiència del sistema
En un sistema ideal, el 100% de l'energia es transmet des de les etapes de potència fins a la càrrega. Això requereix una coincidència exacta entre la impedància de la font (la impedància característica de la línia de transmissió i tots els seus connectors) i la impedància de càrrega. La tensió de corrent altern del senyal serà la mateixa de cap a extrem, ja que passa sense interferències.

VSWR vs.% de potència reflectida

En un sistema real, les impedàncies no coincidents fan que part de la potència es reflecteixi cap a la font (com un ressò). Aquestes reflexions provoquen interferències constructives i destructives, que condueixen a pics i valls en la tensió, que varien amb el temps i la distància al llarg de la línia de transmissió. VSWR quantifica aquestes variacions de tensió, per tant, una altra definició que s’utilitza habitualment per a la relació d’ona estacionària de tensió és que és la proporció entre el voltatge més alt i el voltatge més baix, en qualsevol punt de la línia de transmissió.

Per a un sistema ideal, la tensió no varia. Per tant, el seu VSWR és 1.0 (o més normalment s’expressa com una proporció d’1: 1). Quan es produeixen reflexos, les tensions varien i el VSWR és més alt, per exemple 1.2 (o 1.2: 1). L’augment del VSWR es correlaciona amb una eficiència reduïda de la línia de transmissió (i, per tant, del transmissor general).

L'eficiència de les línies de transmissió augmenta en:
1. Factor de potència i tensió creixent
2. Augment de la tensió i factor de potència decreixent
3. Disminució del voltatge i del factor de potència
4. Disminució de la tensió i augment del factor de potència

Hi ha quatre quantitats que descriuen l'eficàcia de la transferència d'energia d'una línia a una càrrega o antena: el VSWR, el coeficient de reflexió, la pèrdua de desajustament i la pèrdua de retorn. 

De moment, per obtenir una sensació del seu significat, els mostrem gràficament a la següent figura. Tres condicions: 

● Les línies connectades a una càrrega coincident;
● Les línies connectades a una antena monopolar curta que no coincideix (la impedància d'entrada de l'antena és de 20 - j80 ohms, en comparació amb la impedància de la línia de transmissió de 50 ohms);
● La línia està oberta a l'extrem on s'hauria d'haver connectat l'antena.

Corba Verda Ona estacionària a la línia de 50 ohms amb una càrrega de 50 ohms coincident al final

Amb els seus paràmetres i valor numèric de la següent manera:

Paràmetres	Valor numèric
Impedància de càrrega	Ohms 50
Coeficient de reflexió	0
VSWR	1
Pèrdua de desajust	0 dB
Pèrdua de devolució	- ∞ dB
Avís: [Això és perfecte; cap ona estacionària; tota la potència entra en antena / càrrega]

Corba blava - Ona estacionària en línia de 50 ohms en antena monopòlica curta

Amb els seus paràmetres i valor numèric de la següent manera:

Paràmetres	Valor numèric
Impedància de càrrega	20 - j80 ohms
Coeficient de reflexió	0.3805 - j0.7080
Valor absolut del coeficient de reflexió	0.8038
VSWR	9.2
Pèrdua de desajust	- 4.5 dB
Pèrdua de devolució	-1.9 DB
Avís: [Això no és massa bo; la potència en càrrega o antena està baixada –4.5 dB respecte a la línia de baixada disponible]

Corba vermella - On estacionària en línia amb circuit obert a l'extrem esquerre (terminals d'antena)

Amb els seus paràmetres i valor numèric de la següent manera:

Paràmetres	Valor numèric
Impedància de càrrega	∞
Coeficient de reflexió	1
VSWR	∞
Pèrdua de desajust	- 0 dB
Pèrdua de devolució	0 dB
Avís: [Això és molt dolent: no hi ha energia transferida després del final de la línia]

▲TORNAR▲

3. Indicadors de paràmetres importants de SWR

1) Línies de transmissió i SWR

Qualsevol conductor que porti un corrent de corrent altern es pot tractar com una línia de transmissió, com ara els gegants aèries que distribueixen energia elèctrica de corrent altern pel paisatge. La incorporació de totes les diferents formes de línies de transmissió quedaria considerablement fora de l’abast d’aquest article, de manera que limitarem la discussió a freqüències d’1 MHz a 1 GHz i a dos tipus de línies habituals: coaxial (o “coaxial”) i el conductor paral·lel (també conegut com a fil obert, línia de finestra, línia d'escala o cable doble, com es dirà a la figura 1).

Explicació: El cable coaxial (A) consisteix en un conductor central sòlid o cadenat envoltat per un dielèctric aïllant de plàstic o aire i un blindatge tubular que és trena de filferro sòlid o teixit. Una jaqueta de plàstic envolta l’escut per protegir els conductors. El cable doble (B) consisteix en un parell de cables sòlids o cadenos paral·lels. Els cables es mantenen al seu lloc mitjançant plàstic modelat (línia de finestra, doble cable) o mitjançant aïllants de ceràmica o plàstic (línia d’escala).

El corrent flueix al llarg de la superfície dels conductors (vegeu la barra lateral a "Efecte pell") en direccions oposades. Sorprenentment, l'energia de RF que flueix al llarg de la línia no flueix realment als conductors on hi ha el corrent. Viatja com una ona electromagnètica (EM) a l’espai entre i al voltant dels conductors. 

La figura 1 indica on es troba el camp tant en coaxial com en doble guia. Per al coaxial, el camp està completament contingut dins del dielèctric entre el conductor central i el blindatge. Tanmateix, per a dos cables, el camp és més fort al voltant i entre els conductors, però sense un escut circumdant, una part del camp s'estén a l'espai al voltant de la línia.

Per això, el coaxial és tan popular: no permet que els senyals interiors interaccionin amb senyals i conductors fora de la línia. El doble cable, en canvi, s’ha de mantenir ben allunyat (amb algunes amplades de línia és suficient) d’altres línies d’alimentació i de qualsevol tipus de superfície metàl·lica. Per què s’utilitza el doble plom? Generalment té pèrdues inferiors a les coaxials, de manera que és una millor opció quan la pèrdua de senyal és una consideració important.

Tutorial sobre la línia de transmissió per a principiants (font: AT&T)

Què és l'efecte de la pell?

Per sobre d'1 kHz, els corrents de CA flueixen en una capa cada vegada més fina al llarg de la superfície dels conductors. Aquest és el efecte pell. Es produeix perquè els corrents de Foucault dins del conductor creen camps magnètics que empenyen el corrent cap a la superfície exterior del conductor. A 1 MHz en coure, la majoria del corrent es limita a l'exterior del conductor de 0.1 mm i, a 1 GHz, el corrent s'extreu en una capa de només uns µm de gruix.

2) Coeficients de reflexió i transmissió

El coeficient de reflexió és la fracció d’un senyal d’incident que es reflecteix a partir d’un desajustament. El coeficient de reflexió s’expressa com ρ o Γ, però aquests símbols també es poden utilitzar per representar VSWR. Està directament relacionat amb el VSWR per

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Figura: és la fracció d’un senyal reflectida de nou per la impedància de càrrega i de vegades s’expressa en percentatge.

Per a una combinació perfecta, la càrrega no reflecteix cap senyal (és a dir, s’absorbeix totalment), de manera que el coeficient de reflexió és zero. 

Per a un circuit obert o curtcircuit, tot el senyal es reflecteix cap enrere, de manera que el coeficient de reflexió en ambdós casos és 1. Tingueu en compte que aquesta discussió tracta només de la magnitud del coeficient de reflexió.  

Γ també té un angle de fase associat, que distingeix entre un curtcircuit i un circuit obert, així com tots els estats intermedis. 

Per exemple, la reflexió d'un circuit obert resulta en un angle de fase de 0 graus entre l'ona incident i l'ona reflectida, el que significa que el senyal reflectit s'afegeix en fase amb el senyal entrant a la ubicació del circuit obert; és a dir, l'amplitud de l'ona estacionària és el doble que l'ona entrant. 

En canvi, un curtcircuit resulta en un angle de fase de 180 graus entre el senyal incident i el reflectit, el que significa que el senyal reflectit és oposat en fase al senyal entrant, de manera que les seves amplituds resten, resultant en zero. Això es pot veure a les figures 1a i b.

Quan el coeficient de reflexió és la fracció d’un senyal d’incident reflectida de nou des d’un desajust d’impedància en un circuit o línia de transmissió, el coeficient de transmissió és la fracció del senyal d’incident que apareix a la sortida. 

És una funció del senyal que es reflecteix, així com de les interaccions del circuit intern. També té una amplitud i una fase corresponents.

3) Què és la pèrdua de devolució i la inserció?

La pèrdua de retorn és la relació entre el nivell de potència del senyal reflectit i el nivell de potència del senyal d’entrada expressat en decibels (dB), és a dir,

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Figura 2. Pèrdua de retorn i inserció en un circuit o línia de transmissió sense pèrdues.

A la figura 2, s’aplica un senyal de 0 dBm, Pi, a la línia de transmissió. La potència reflectida, Pr, es mostra com a −10 dBm i la pèrdua de retorn és de 10 dB. Com més gran sigui el valor, millor serà el partit, és a dir, per a un partit perfecte, la pèrdua de retorn, idealment, és ∞, però una pèrdua de retorn de 35 a 45 dB, normalment es considera una bona partida. De la mateixa manera, per a un circuit obert o un curtcircuit, la potència incident es reflecteix cap enrere. La pèrdua de retorn d’aquests casos és de 0 dB.

La pèrdua d’inserció és la relació entre el nivell de potència del senyal transmès i el nivell de potència del senyal d’entrada expressat en decibels (dB), és a dir,

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

En referència a la figura 2, Pr de -10 dBm significa que es reflecteix el 10 per cent de la potència incident. Si el circuit o la línia de transmissió no té pèrdues, es transmet el 90% de la potència incident. Per tant, la pèrdua d’inserció és d’aproximadament 0.5 dB, donant lloc a una potència transmesa de -0.5 dBm. Si hi hagués pèrdues internes, la pèrdua d’inserció seria major.

4) Què són els paràmetres S?

Figura. Representació del paràmetre S d'un circuit de microones de dos ports.

Mitjançant paràmetres S, el rendiment de RF d’un circuit es pot caracteritzar completament sense necessitat de conèixer la seva composició interna. A aquests efectes, el circuit se sol denominar "caixa negra". Els components interns poden ser actius (és a dir, amplificadors) o passius. Les úniques estipulacions són que els paràmetres S es determinen per a totes les freqüències i condicions (per exemple, temperatura, biaix de l'amplificador) d'interès i que el circuit sigui lineal (és a dir, la seva sortida sigui directament proporcional a la seva entrada). La figura 3 és una representació d’un circuit senzill de microones amb una entrada i una sortida (anomenats ports). Cada port té un senyal d’incident (a) i un senyal reflectit (b). Coneixent els paràmetres S (és a dir, S11, S21, S12, S22) d’aquest circuit, es pot determinar el seu efecte en qualsevol sistema en què estigui instal·lat.

Els paràmetres S es determinen mitjançant la mesura en condicions controlades. Mitjançant un equip especial de prova anomenat analitzador de xarxa, s’introdueix un senyal (a1) al port 1 amb el port 2 finalitzat en un sistema amb impedància controlada (normalment 50 ohms). L'analitzador mesura i registra simultàniament a1, b1 i b2 (a2 = 0). El procés s'inverteix, és a dir, amb una entrada de senyal (a2) al port 2, l'analitzador mesura a2, b2 i b1 (a1 = 0). En la seva forma més senzilla, l’analitzador de xarxa només mesura les amplituds d’aquests senyals. Això s’anomena analitzador de xarxa escalar i és suficient per determinar quantitats com VSWR, RL i IL. Per a la caracterització completa del circuit, però, també es necessita una fase i requereix l’ús d’un analitzador de xarxes vectorials. Els paràmetres S estan determinats per les relacions següents:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

S11 i S22 són els coeficients de reflexió del port d’entrada i sortida del circuit, respectivament; mentre que S21 i S12 són els coeficients de transmissió cap endavant i cap enrere del circuit. RL està relacionat amb els coeficients de reflexió per les relacions

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | i RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL està relacionat amb els coeficients de transmissió de circuits per les relacions

IL del port 1 al port 2 (dB) = -20 log10 | S21 | i IL del port 2 al port 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Aquesta representació es pot ampliar a circuits de microones amb un nombre arbitrari de ports. El nombre de paràmetres S augmenta pel quadrat del nombre de ports, de manera que les matemàtiques s’involucren més, però són manejables mitjançant l’àlgebra matricial.

5) Què és la coincidència d’impedància?

La impedància és l’oposició que troba l’energia elèctrica quan s’allunya de la seva font.  

La sincronització de la càrrega i la impedància de la font cancel·larà l’efecte que conduirà a la màxima transferència de potència. 

Això es coneix com el teorema de la transferència de potència màxima: el teorema de la transferència de potència màxima és fonamental en els conjunts de transmissió de radiofreqüència i, en particular, en la configuració d’antenes de RF.

La coincidència d’impedància és fonamental per al funcionament eficient de les configuracions de RF on voleu moure el voltatge i la potència de manera òptima. En el disseny de RF, la combinació d’impedàncies de font i càrrega maximitzarà la transmissió de potència de RF. Les antenes rebran una transferència de potència màxima o òptima quan la seva impedància s’adapti a la impedància de sortida de la font de transmissió.

La impedància de 50 Ohm és l'estàndard per al disseny de la majoria de sistemes i components de RF. El cable coaxial que sustenta la connectivitat en diverses aplicacions de RF té una impedància típica de 50 Ohms. Les investigacions de RF realitzades a la dècada de 1920 van trobar que la impedància òptima per a la transferència de senyals de RF estaria entre 30 i 60 Ohm, depenent de la transferència de tensió i potència. Tenir una impedància relativament estandarditzada permet fer coincidir el cablejat amb components com antenes WiFi o Bluetooth, PCB i atenuants. Alguns tipus d'antenes clau tenen una impedància de 50 ohms, inclosos el ZigBee GSM GPS i LoRa

Coeficient de reflexió - Font: Wikipedia

Un desajust en la impedància provoca reflexions de corrent i tensió, i en les configuracions de RF això significa que la potència del senyal es reflectirà de nou a la seva font, la proporció serà segons el grau de desajustament. Es pot caracteritzar mitjançant la relació d'ona estacionària de tensió (VSWR), que és una mesura de l'eficiència de la transferència d'energia de RF des de la seva font cap a una càrrega, com ara una antena.

El desajustament entre impedàncies de font i càrrega, per exemple, una antena de 75 Ohm i cablejat coaxial de 50 Ohm, es pot superar utilitzant diversos dispositius d’adaptació d’impedància, com ara resistències en sèrie, transformadors, coixinets d’adaptació d’impedància muntats a la superfície o sintonitzadors d’antenes.

En electrònica, la concordança d’impedància implica crear o alterar un circuit o aplicació electrònica o component configurat de manera que la impedància de la càrrega elèctrica coincideixi amb la impedància de la font de potència o de conducció. El circuit està dissenyat o adaptat de manera que les impedàncies apareguin iguals.

Quan es busquen sistemes que inclouen línies de transmissió cal entendre que les fonts, les línies de transmissió / alimentadors i les càrregues tenen una impedància característica. 50Ω és un estàndard molt comú per a aplicacions de radiofreqüència, tot i que de vegades poden aparèixer altres impedàncies en alguns sistemes.

Per obtenir la màxima transferència de potència de la font a la línia de transmissió o de la línia de transmissió a la càrrega, ja sigui una resistència, una entrada a un altre sistema o una antena, els nivells d’impedància han de coincidir.

En altres paraules, per a un sistema 50Ω, el generador d'origen o de senyal ha de tenir una impedància de font de 50Ω, la línia de transmissió ha de ser 50Ω i també la càrrega.

Es produeixen problemes quan es transfereix energia a la línia de transmissió o a l'alimentador i es desplaça cap a la càrrega. Si hi ha un desajust, és a dir, la impedància de càrrega no coincideix amb la de la línia de transmissió, llavors no és possible transferir tota la potència.

Com que l’alimentació no pot desaparèixer, la potència que no es transfereix a la càrrega ha d’anar a algun lloc i allà es retroba per la línia de transmissió cap a la font.

Quan això succeeix, les tensions i els corrents de les ones avançades i reflectides a l'alimentador sumen o resten en diferents punts al llarg de l'alimentador segons les fases. D’aquesta manera es configuren ones de peu.

La manera com es produeix l'efecte es pot demostrar amb una longitud de corda. Si un dels extrems es deixa lliure i l’altre es mou cap amunt, es pot veure que el moviment es desplaça cap avall per la corda. Tanmateix, si es fixa un extrem, es configura un moviment d'ona permanent i es poden veure punts de vibració mínima i màxima.

Quan la resistència de càrrega és inferior a la tensió d’impedència de l’alimentador i es configuren les magnituds de corrent. Aquí el corrent total al punt de càrrega és superior al de la línia perfectament aparellada, mentre que el voltatge és menor.

Els valors de corrent i tensió al llarg de l'alimentador varien al llarg de l'alimentador. Per a valors petits de potència reflectida, la forma d'ona és gairebé sinusoïdal, però per a valors més grans, s'assembla més a una ona seno rectificada d'ona completa. Aquesta forma d'ona consisteix en la tensió i el corrent de la potència endavant més el voltatge i el corrent de la potència reflectida.

A una distància un quart de longitud d'ona de la càrrega, les tensions combinades assoleixen un valor màxim, mentre que el corrent és mínim. A una distància de la meitat de longitud d’ona de la càrrega, el voltatge i el corrent són els mateixos que a la càrrega.

Una situació similar es produeix quan la resistència de càrrega és superior a la impedància de l’alimentador, però aquesta vegada la tensió total a la càrrega és superior al valor de la línia perfectament aparellada. La tensió arriba a un mínim a una distància un quart de longitud d’ona de la càrrega i el corrent és màxim. Tanmateix, a una distància de mitja longitud d'ona de la càrrega, el voltatge i el corrent són els mateixos que a la càrrega.

Aleshores, quan hi ha un circuit obert situat al final de la línia, el patró d’ona estacionària per a l’alimentador és similar al del curtcircuit, però amb els patrons de tensió i corrent invertits.

▲TORNAR▲

6) Què és l'energia reflectida?
Quan una ona transmesa arriba a un límit com el que hi ha entre la línia de transmissió sense pèrdues i la càrrega (vegeu la figura 1. a continuació), una mica d’energia es transmetrà a la càrrega i una part es reflectirà. El coeficient de reflexió relaciona les ones entrants i reflectides com:

Γ = V- / V + (equ. 1)

On V- és l’ona reflectida i V + és l’ona entrant. VSWR està relacionat amb la magnitud del coeficient de reflexió de tensió (Γ) per:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Equació 2)

El VSWR es pot mesurar directament amb un mesurador SWR. Es pot utilitzar un instrument de prova de RF com un analitzador de xarxa vectorial (VNA) per mesurar els coeficients de reflexió del port d'entrada (S11) i del port de sortida (S22). S11 i S22 equivalen a Γ al port d'entrada i sortida, respectivament. Els VNA amb modes matemàtics també poden calcular directament i mostrar el valor VSWR resultant.

La pèrdua de retorn als ports d'entrada i sortida es pot calcular a partir del coeficient de reflexió, S11 o S22, de la manera següent:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (equ. 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (equació 4)

El coeficient de reflexió es calcula a partir de la impedància característica de la línia de transmissió i de la impedància de càrrega de la manera següent:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Eq. 5)

On ZL és la impedància de càrrega i ZO és la impedància característica de la línia de transmissió (Figura 1).

VSWR també es pot expressar en termes de ZL i ZO. Substituint l'equació 5 a l'equació 2, obtenim:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

Per a ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Per tant:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Equ. 6)
Per a ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Per tant:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Equ. 7)

Hem remarcat anteriorment que VSWR és una especificació donada en forma de relació en relació amb 1, com a exemple 1.5: 1. Hi ha dos casos especials de VSWR, ∞: 1 i 1: 1. Una relació d’infinit a un es produeix quan la càrrega és un circuit obert. Una relació de 1: 1 es produeix quan la càrrega s'ajusta perfectament a la impedància característica de la línia de transmissió.

VSWR es defineix a partir de l’ona permanent que sorgeix de la pròpia línia de transmissió per:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Equació 8)

On VMAX és l'amplitud màxima i VMIN és l'amplitud mínima de l'ona permanent. Amb dues ones superimpostes, el màxim es produeix amb interferències constructives entre les ones entrants i les reflectides. Així:

VMAX = V + + V- (equ. 9)

per obtenir la màxima interferència constructiva. L'amplitud mínima es produeix amb interferències deconstructives o:

VMIN = V + - V- (equ. 10)

Substituint les equacions 9 i 10 en resultats de l'equació 8


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (equ. 11)

Substitueix l'equació 1 a l'equació 11, obtenim:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Equació 12)

L’equació 12 és l’equació 2 que s’indica al principi d’aquest article.

▲TORNAR▲

4. Calculadora VSWR: Com es calcula VSWR? 

Els desajustos d'impedància donen lloc a ones estacionàries al llarg de la línia de transmissió, i SWR es defineix com la relació entre l'amplitud de l'ona estacionària parcial en un antinode (màxima) i l'amplitud en un node (mínim) al llarg de la línia.

La relació resultant s’expressa normalment com una proporció, per exemple 2: 1, 5: 1, etc. Una coincidència perfecta és 1: 1 i un desajust complet, és a dir, un circuit curt o obert és ∞: 1.

A la pràctica hi ha pèrdua en qualsevol alimentador o línia de transmissió. Per mesurar el VSWR, es detecta potència directa i inversa en aquest punt del sistema i es converteix en una xifra per VSWR. 

D'aquesta manera, el VSWR es mesura en un punt concret i no cal determinar els màxims i mínims de tensió al llarg de la longitud de la línia.

El component de tensió d’una ona estacionària en una línia de transmissió uniforme consisteix en l’ona directa (amb amplitud Vf) superposada a l’ona reflectida (amb amplitud Vr). Les reflexions es produeixen com a resultat de discontinuïtats, com ara una imperfecció en una línia de transmissió uniforme o quan una línia de transmissió es finalitza amb una impedància diferent de la seva característica.

Si esteu interessats a determinar el rendiment de les antenes, el VSWR sempre s’ha de mesurar als mateixos terminals de l’antena que a la sortida del transmissor. A causa de les pèrdues òhmiques al cablejat de transmissió, es crearà la il·lusió de tenir una antena VSWR millor, però això només es deu al fet que aquestes pèrdues esmorteixen l'impacte d'una reflexió brusca als terminals de l'antena.

Atès que l’antena se situa normalment a certa distància del transmissor, requereix una línia d’alimentació per transferir energia entre els dos. Si la línia d'alimentació no té pèrdues i coincideix tant amb la impedància de sortida del transmissor com amb la impedància d'entrada de l'antena, la potència màxima es lliurarà a l'antena. En aquest cas, el VSWR serà 1: 1 i el voltatge i el corrent seran constants a tota la longitud de la línia d’alimentació.

1) Càlcul VSWR

La pèrdua de retorn és una mesura en dB de la relació de potència de l’ona incident a la de l’ona reflectida, i la definim per tenir un valor negatiu.

Pèrdua de retorn = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Per exemple, si una càrrega té una pèrdua de retorn de -10 dB, es reflectirà 1/10 de la potència incident. Com més gran sigui la pèrdua de retorn, menys potència es perd.

També té un interès considerable la pèrdua de desajust. Es tracta d’una mesura de la quantitat d’atenuació de la potència transmesa a causa de la reflexió. Ve donada per la relació següent:

Pèrdua de desajustament = 10 registres (1 -p2)

Per exemple, a la taula 1, una antena amb un VSWR de 2: 1 tindria un coeficient de reflexió de 0.333, una pèrdua de desajust de -0.51 dB i una pèrdua de retorn de -9.54 dB (l'11% de la potència del transmissor es reflecteix cap enrere )

2) Gràfic de caculació VSWR gratuït

Aquí teniu un senzill gràfic de càlcul VSWR. 

Recordeu sempre que VSWR ha de ser un nombre superior a 1.0
VSWR	Coeficient de reflexió (Γ)	Potència reflectida (%)	Pèrdua de tensió	Potència reflectida (dB)	Pèrdua de devolució	Pèrdua de desajust (dB)
1	0.00	0.00	0	-Infinit	Infinit	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Lectura addicional: VSWR a l'antena La relació d'ona estacionària de tensió (VSWR) és una indicació de la quantitat de desajust entre una antena i la línia d'alimentació que hi connecta. Això també es coneix com a Ràtio d’Ona Permanent (SWR). L'interval de valors per a VSWR és d'1 a ∞.  Un valor VSWR inferior a 2 es considera adequat per a la majoria d’aplicacions d’antena. Es pot descriure que l'antena té un "bon partit". Per tant, quan algú diu que l’antena no coincideix, sovint significa que el valor VSWR supera 2 per a una freqüència d’interès.  La pèrdua de devolució és una altra de les especificacions d’interès i es tracta més detalladament a la secció Teoria de l’antena. Una conversió que es requereix habitualment és entre la pèrdua de retorn i el VSWR, i alguns valors es presenten en un gràfic, juntament amb un gràfic d’aquests valors per a una consulta ràpida.

D’on provenen aquests càlculs? Bé, comenceu per la fórmula de VSWR:

Si invertim aquesta fórmula, podem calcular el coeficient de reflexió (, o la pèrdua de retorn, s11) del VSWR:

Ara, aquest coeficient de reflexió es defineix en termes de tensió. Realment volem saber quanta potència es reflecteix. Això serà proporcional al quadrat de la tensió (V ^ 2). Per tant, la potència reflectida en percentatge serà:

Podem convertir la potència reflectida en decibels simplement:

Finalment, l'alimentació es reflecteix o es lliura a l'antena. La quantitat lliurada a l'antena s'escriu com a () i és simplement (1- ^ 2). Això es coneix com a pèrdua de desajust. Aquesta és la quantitat de potència que es perd a causa del desajustament de la impedància i podem calcular-la amb força facilitat:

I això és tot el que necessitem saber per anar i venir entre VSWR, s11 / return loss i pèrdues de desajustament. Espero que ho hagis passat tan bé com jo.

Taula de conversió: dBm a dBW i W (watt)

En aquesta taula presentem com es correspon el valor de la potència en dBm, dBW i Watt (W).

Potència (dBm)	Potència (dBW)	Potència ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 KW
70	40	10 KW
60	30	1 KW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 μW
-20	-50	10 μW
-30	-60	1 μW
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
on: dBm = decibel-miliwatt dBW = decibel-watt MW = megawatt KW = quilowatts W = watt mW = miliwatt μW = microwatt nW = nanowatt pW = picowatt

▲TORNAR▲

3) Fórmula VSWR

Aquest programa és una miniaplicació per al càlcul de la relació d'ona estacionària de tensió (VSWR).

Quan configureu una antena i un sistema emissor, és important evitar que no es produeixi una incapacitat en qualsevol lloc del sistema. Qualsevol desajust significa que una part de l'ona de sortida es reflecteix cap al transmissor i el sistema esdevé ineficient. Els desajustos poden aparèixer en interfícies entre diversos equips, com ara transmissor, cable i antena. Les antenes tenen una impedància, que normalment és de 50 ohms (quan l'antena té les dimensions correctes). Quan es produeix la reflexió, es produeixen ones de peu al cable.

Fórmula VSWR i coeficient de reflexió:

Eq.1	El coeficient de reflexió Γ es defineix com	Eq.2	La relació d'ona estacionària VSWR o de tensió
Fórmula		Fórmula
Gamma	ZL = El valor en ohms de la càrrega (normalment una antena) Zo = La impedància característica de la línia de transmissió en ohms	Sigma	Tenint en compte que ρ variarà de 0 a 1, els valors calculats per VSWR seran d’1 a infinit.
Valors calculats	entre -1 ≦ Γ ≦ 1.	Valors calculats	1 o una proporció 1: 1.
Quan el valor és "-1".	Significa una reflexió del 100% i no es transfereix cap energia a la càrrega. L’ona reflectida és de 180 graus fora de fase (invertida) amb l’ona incident.	Amb circuit obert	Es tracta d’una condició de circuit obert sense antena connectada. Vol dir que ZL és infinit i que els termes Zo desapareixeran a l'Eq.1, deixant Γ = 1 (reflexió del 100%) i ρ = ​​1. No es transfereix cap potència i VSWR serà infinit.
Quan el valor és "1".	Significa una reflexió del 100% i no es transfereix cap energia a la càrrega. L’ona reflectida està en fase amb l’ona incident.	Amb curtcircuit	Imagineu que l'extrem del cable té un curtcircuit. Vol dir que ZL és 0 i l’Eq.1 calcularà Γ = -1 i ρ = ​​1. No es transfereix cap potència i VSWR és infinita.
Quan el valor és "0".	No significa cap reflexió i es transfereix tota la potència a la càrrega. (IDEAL)	Amb antena adequada correctament.	Quan es connecta una antena correctament adaptada, tota l'energia es transfereix a l'antena i es converteix en radiació. ZL és de 50 ohms i l’equació 1 calcularà Γ per ser zero. Per tant, VSWR serà exactament 1.
N / A	N / A	Amb una antena emparellada incorrectament.	Quan es connecta una antena emparellada incorrectament, la impedància deixarà de ser de 50 ohms i es produeix una desconnexió d’impedències i es reflecteix una part de l’energia. La quantitat d'energia reflectida depèn del nivell de la falta de desordre i, per tant, VSWR serà un valor superior a 1.
Quan s’utilitza un cable d’impedància característica incorrecta El cable / línia de transmissió que s’utilitza per connectar l’antena al transmissor haurà de ser la impedància característica correcta Zo.  Normalment, els cables coaxials són de 50ohms (75ohms per a televisors i satèl·lits) i els seus valors s’imprimiran als mateixos cables.  La quantitat d'energia reflectida depèn del nivell de desajustament i, per tant, VSWR serà un valor superior a 1.

Crítica:

Què són les ones estacionàries? Es connecta una càrrega a l'extrem de la línia de transmissió i el senyal flueix al llarg d'aquesta i entra a la càrrega. Si la impedància de càrrega no coincideix amb la impedància de la línia de transmissió, llavors part de l'ona viatjant es reflecteix cap a la font.

Quan es produeix la reflexió, aquests viatgen enrere per la línia de transmissió i es combinen amb les ones incidentes per produir ones estacionàries. És important tenir en compte que l'ona resultant sembla estacionària i no es propaga com una ona normal i no transfereix energia cap a la càrrega. L’ona té àrees d’amplitud màxima i mínima anomenades anti-nodes i nodes respectivament.

Quan es connecta l'antena, si es produeix un VSWR de 1.5, l'eficiència de potència és del 96%. Quan es produeix un VSWR de 3.0, l’eficiència d’energia és del 75%. En ús real, no es recomana superar un VSWR de 3.

▲TORNAR▲

5. Com es mesura la relació d'ona estacionària: explicació de Viquipèdia
Es poden utilitzar molts mètodes diferents per mesurar la relació d'ones estacionàries. El mètode més intuïtiu utilitza una línia ranurada que és una secció de la línia de transmissió amb una ranura oberta que permet a una sonda detectar la tensió real en diversos punts de la línia. 

Així, els valors màxim i mínim es poden comparar directament. Aquest mètode s’utilitza a freqüències VHF i superiors. A freqüències més baixes, aquestes línies són impracticablement llargues. Els acobladors direccionals es poden utilitzar a HF mitjançant freqüències de microones. 

Alguns tenen un quart d'ona o més de llarg, cosa que restringeix el seu ús a les freqüències més altes. Altres tipus d'acobladors direccionals mostren el corrent i el voltatge en un sol punt del camí de transmissió i els combinen matemàticament de manera que representin la potència que flueix en una direcció.

El tipus comú de mesurador de potència SWR / utilitzat en funcionament amateur pot contenir un acoblador direccional dual. Altres tipus utilitzen un únic acoblament que es pot girar 180 graus per mostrar la potència que flueix en qualsevol direcció. Els acobladors unidireccionals d’aquest tipus estan disponibles per a molts rangs de freqüència i nivells de potència i amb valors d’acoblament adequats per al comptador analògic utilitzat.

Un wattímetre direccional que utilitza un element d’acoblament direccional giratori

La potència avançada i reflectida mesurada per acobladors direccionals es pot utilitzar per calcular el SWR. Els càlculs es poden fer matemàticament en forma analògica o digital o mitjançant mètodes gràfics integrats al comptador com a escala addicional o llegint des del punt de pas entre dues agulles del mateix comptador.

Els instruments de mesura anteriors es poden utilitzar "en línia", és a dir, tota la potència del transmissor pot passar a través del dispositiu de mesura per permetre un seguiment continu de SWR. Altres instruments, com ara analitzadors de xarxa, acobladors direccionals de baixa potència i ponts d'antena, utilitzen poca potència per a la mesura i s'han de connectar en lloc del transmissor. Els circuits de pont es poden utilitzar per mesurar directament les parts reals i imaginàries d’una impedància de càrrega i utilitzar aquests valors per obtenir SWR. Aquests mètodes poden proporcionar més informació que només SWR o potència directa i reflectida. [11] Els analitzadors d'antenes independents utilitzen diversos mètodes de mesura i poden mostrar SWR i altres paràmetres representats en funció de la freqüència. Mitjançant l'ús d'acobladors direccionals i un pont en combinació, és possible fabricar un instrument en línia que llegeixi directament en impedància complexa o en SWR. [12] També hi ha disponibles analitzadors d'antenes independents que mesuren múltiples paràmetres.

▲TORNAR▲

6. Fer preguntes freqüents

1) Què causa el VSWR alt?

Si el VSWR és massa alt, pot ser que es reflecteixi massa energia en un amplificador de potència, causant danys als circuits interns. En un sistema ideal, hi hauria un VSWR d'1: 1. Les causes d’una elevada qualificació VSWR poden ser l’ús d’una càrrega inadequada o alguna cosa desconeguda, com ara una línia de transmissió danyada.

2) Com es redueix el VSWR?

Una tècnica per reduir el senyal reflectit des de l'entrada o sortida de qualsevol dispositiu és col·locar un atenuador abans o després del dispositiu. L’atenuador redueix el senyal reflectit dues vegades el valor de l’atenuació, mentre que el senyal transmès rep el valor d’atenuació nominal. (Consells: per subratllar la importància de VSWR i RL per a la vostra xarxa, tingueu en compte una reducció del rendiment de VSWR d'1.3: 1 a 1.5: 1: es tracta d'un canvi de pèrdua de retorn de 16 dB a 13 dB)

3) La pèrdua de devolució S11 és?

A la pràctica, el paràmetre més citat pel que fa a les antenes és S11. S11 representa la quantitat de potència que es reflecteix des de l'antena i, per tant, es coneix com a coeficient de reflexió (de vegades escrit com a gamma: o pèrdua de retorn ... Aquesta potència acceptada s'irradia o s'absorbeix com a pèrdues a l'antena.

4) Per què es mesura VSWR?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) és una mesura de l’eficàcia de la transmissió de la potència de radiofreqüència des d’una font d’energia, a través d’una línia de transmissió, a una càrrega (per exemple, des d’un amplificador de potència a través d’una línia de transmissió, fins a una antena) . En un sistema ideal, es transmet el 100% de l’energia.

5) Com puc solucionar el VSWR alt?

Si l’antena es munta a baix del vehicle, com al para-xocs o darrere de la cabina d’una camioneta, el senyal pot tornar a l’antena i provocar un SWR elevat. Per pal·liar-ho, mantingueu almenys les 12 polzades superiors de l'antena per sobre de la línia del sostre i col·loqueu l'antena el més alt possible al vehicle.

6) Què és una bona lectura VSWR?
La millor lectura possible és 1.01: 1 (pèrdua de retorn de 46 dB), però normalment s’accepta una lectura inferior a 1.5: 1. Fora del món perfecte, en la majoria dels casos hi ha un 1.2: 1 (pèrdua de retorn de 20.8 dB). Per assegurar una lectura precisa, el millor és connectar el mesurador a la base de l’antena.

7) És bo 1.5 SWR?
Sí, ho és! El rang ideal és SWR 1.0-1.5. Hi ha marge de millora quan l’interval és de 1.5 a 1.9 SWR, però el SWR d’aquest interval encara hauria de proporcionar un rendiment adequat. De tant en tant, a causa d’instal·lacions o variables del vehicle, és impossible obtenir SWR inferior a aquest.

8) Com puc comprovar el meu SWR sense mesurador?
Aquests són els passos per sintonitzar una ràdio CB sense un comptador SWR:
1) Cerqueu una àrea amb interferències limitades.
2) Assegureu-vos que teniu una ràdio addicional.
3) Sintonitzeu les dues ràdios al mateix canal.
4) Parleu en una ràdio i escolteu-ne l’altra.
5) Allunyeu una ràdio i observeu quan el so és clar.
6) Ajusteu l'antena segons sigui necessari.

9) Cal ajustar totes les antenes CB?
Tot i que no és necessari ajustar l’antena per fer funcionar el vostre sistema CB, hi ha diversos motius importants per què sempre heu d’afinar una antena: rendiment millorat: una antena sintonitzada correctament SEMPRE funcionarà de manera més eficient que una antena no sintonitzada.

10) Per què augmenta el meu SWR quan parlo?

Una de les causes més freqüents de lectures SWR elevades és la connexió incorrecta del mesurador SWR a la ràdio i l’antena. Si s’adjunta incorrectament, s’informarà que les lectures són extremadament altes encara que tot estigui instal·lat perfectament. Consulteu aquest article per assegurar-vos que el vostre comptador SWR està instal·lat correctament.

7. Millor en línia gratuït Calculadora VSWR el 2021

https://www.microwaves101.com/calculators/872-vswr-calculator
http://rfcalculator.mobi/vswr-forward-reverse-power.html
https://www.everythingrf.com/rf-calculators/vswr-calculator
https://www.pasternack.com/t-calculator-vswr.aspx
https://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php
http://www.flexautomotive.net/flexcalc/VSWR2/VSWR.aspx
https://www.allaboutcircuits.com/tools/vswr-return-loss-calculator/
http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html
https://www.ahsystems.com/EMC-formulas-equations/VSWR.php
http://cgi.www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_14.php
https://chemandy.com/calculators/return-loss-and-mismatch-calculator.htm
https://www.atmmicrowave.com/calculator/vswr-calculator/
http://www.emtalk.com/vswr.php

▲TORNAR▲

Compartir és tenir cura!

Deixa un missatge 

Llista de missatges