VSWR (conegut com a Relació d'ona de tensió) és una mesura de l'eficiència de la radiofreqüència que es transmet des d'una font d'energia, a través d'una línia de transmissió, a una càrrega (per exemple, des d'una amplificador d'energia mitjançant una línia de transmissió cap a antena).

Les ones estacionàries són un valor clau per a qualsevol sistema que utilitzi línies de transmissió / alimentadors on mesures de la VSWR, La proporció d’ona de tensió permanent és important.

Les ones permanents són un problema important a l’hora de mirar les línies d’alimentació / transmissió, i la proporció d’ones estacionàries o més freqüentment la proporció d’ones de tensió permanent, VSWR és com a mesura del nivell d’ones permanents en un alimentador.

Les ones permanents representen una potència que no és acceptada per la càrrega i reflectida al llarg de la línia de transmissió o d'alimentador.

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

StanNoions bàsiques d’onada
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 necessita un alimentador i una càrrega igualats per a la transferència màxima de potència

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.

La potència es reflecteix quan fan les impedàncies de l'alimentador i la càrrega no coincideix

Vegeu també: Per què necessito un circuit transmissor abans d’una antena?

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.

Patrons de tensió i onades permanents actuals per a desajust de petites impedàncies amb una càrrega inferior a la impedància de l'alimentador

Vegeu també: Eines de càlcul de VSWR

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.

Tensió i patró d’ones permanents actualss per a la terminació de l'alimentador de curtcircuit

Veure Also: Comprensió de les reflexions i les ones permanents en el disseny de circuits de RF

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.

Patrons de tensió i onades permanents actuals per a desajustos de petita impedància amb càrrega elevadaella que la impedància d'alimentador

Vegeu també: Càlcul de VSWR (SWR)

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.

Patrons de tensió i onades permanents actuals per obrir terminació de l'alimentador de circuit

Vegeu també: Feu aquest circuit de repetidors de ràdio a casa

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

Definició VSWR:
La relació d'ona de tensió permanent, VSWR, es defineix com la relació de la tensió màxima a mínima en una línia sense pèrdues.

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 pèrdues a qualsevol alimentador o línia de transmissió. Per mesurar el VSWR, es detecta potència avançada i inversa en aquell punt del sistema i es converteix en una xifra per a VSWR. D’aquesta manera, el VSWR es mesura en un punt determinat i no cal que es determinin els màxims i mínims de la tensió al llarg de la línia.

VSWR vs SWR
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.

SWR: El SWR és la proporció d'ones estacionàries. Descriu les tensions i les ones permanents de corrent que apareixen a la línia. És una descripció genèrica tant per a ones de corrent com per a tensió. S'utilitza sovint en associació amb mesuradors utilitzats per detectar la proporció d'ones estacionàries. Tant el corrent com la tensió augmenten i baixen de la mateixa proporció per un desajust determinat.

VSWR: La relació d'ona estacionària VSWR o de tensió s'aplica específicament a les ones estacionàries de tensió configurades en un alimentador o línia de transmissió. Com que és més fàcil detectar les ones estacionàries de voltatge i, en molts casos, les tensions són més importants pel que fa a la ruptura del dispositiu, el terme VSWR s'utilitza sovint, especialment a les àrees de disseny de RF.

El terme ones permanents de potència també es veu algunes vegades. Tanmateix, aquesta és una fal·làcia completa ja que la potència avançada i reflectida són constants (suposant que no hi ha pèrdues d'alimentació) i la potència no augmenta i cau de la mateixa manera que les formes d'ona permanents i de tensió actuals, que són la suma dels elements cap endavant i reflectit.

Típic Mesurador VSWR usat amb un tranfumador

Com afecta VSWR al rendiment
Hi ha diverses maneres en què VSWR afecta el rendiment d'un transmissor el sistema o qualsevol altre sistema que pugui utilitzar impedàncies de radiofreqüència i coincidència.

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 malmetre: L’augment dels nivells de tensió i corrent vist a l’alimentador com a conseqüència de les ones estacionàries, pot danyar la sortida treballnsistors 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 corrents poden malmetre 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 desajust, es reflecteix cap a la font i es pot tornar a reflectir cap a l'antena. S’introdueix un retard igual al doble de temps de transmissió del senyal al llarg de l’alimentador. Si es transmeten dades, això pot causar interferències entre símbols i, en un altre exemple on es transmetia la televisió analògica, es va veure una imatge “fantasma”.

Reducció del senyal en comparació amb el sistema que coincideix perfectament: 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, ja que la coincidència amb el transmissor pot permetre que el senyal es reflecteixi de nou a l’antena, les pèrdues sofertes són fonamentalment les introduïdes per l’alimentador. Com a guia, una longitud de 30 metres de coaxial amb una pèrdua d’uns 1.5 dB a 30 MHz significa que una antena que funcioni amb un VSWR només donarà una pèrdua de poc més d’1 dB a aquesta freqüència en comparació amb una antena perfectament adaptada.

La proporció d'ona permanent és un paràmetre important per a qualsevol sistema d'alimentació. Tot i que s'estableixen les ones permanents en corrent i en tensió, sovint es discuteix més àmpliament la relació d'ona de tensió, perquè és més fàcil de detectar i mesurar.

També et pot interessar: Com calcular VSWR
Què és VSWR i pèrdua de retorn?
Com utilitzar un mesurador de ROE

anterior:El 5G va arribar a Chicago el 2019. Què passarà amb la cinquena generació de wireless el 2020?

següent:Càlcul de VSWR (SWR)

Deixa un missatge

Llista de missatges

Comentaris Loading ...