什么是电压驻波比？

概述

VSWR（称为 电压驻波比）是衡量射频功率从电源通过传输线传输到负载的效率（例如从 功率放大器 通过传输线到 天线).

对于使用传输线/馈线的任何系统，驻波是关键价值， VSWR的测量, 电压驻波比很重要.

驻波是观察馈线/传输线时的重要问题，驻波比或更常见的电压驻波比VSWR是馈线上驻波电平的测量值。

驻波代表负载不接受并沿传输线或馈线反射回来的功率。

虽然驻波和VSWR非常重要，但VSWR理论和计算通常可以掩盖对实际情况的看法。 幸运的是，有可能获得对该主题的良好观点，而无需深入研究VSWR理论。

斯坦丁波基础知识
在查看包含传输线的系统时，有必要了解源，传输线/馈线和负载都具有特征阻抗。 50Ω是RF应用的一种非常常见的标准，尽管在某些系统中偶尔会出现其他阻抗。

为了获得从电源到传输线或从传输线到负载的最大功率传输，它可以是电阻器，另一个系统的输入或 天线，阻抗水平必须匹配。

换句话说，对于50Ω系统，源或信号发生器的源阻抗必须为50Ω，传输线必须为50Ω，因此负载必须为XNUMXΩ。

需要匹配的馈线和负载以实现最大功率传输

当电力传输到传输线或馈线并且它向负载传播时会出现问题。 如果存在不匹配，即负载阻抗与传输线的负载阻抗不匹配，则不可能传输所有功率。

由于功率不能消失，未传输到负载的功率必须在某处，然后沿着传输线返回到源。

另见： 为什么在天线之前需要发射电路？

当发生这种情况时，馈线中的前向波和反射波的电压和电流根据相位在沿馈线的不同点处相加或相减。 以这种方式建立驻波。

可以通过一定长度的绳索来证明效果发生的方式。 如果一端自由而另一端向上移动，则可以看到波浪运动沿着绳索向下移动。 然而，如果固定一端，则建立驻波运动，并且可以看到最小和最大振动点。

当负载电阻低于馈线阻抗电压并设置电流幅值时。 这里负载点的总电流高于完全匹配的线路，而电压则较小。

电压和电流驻波图，用于小阻抗失配且负载低于馈线阻抗

另见： VSWR计算工具

沿馈线的电流和电压值沿馈线变化。 对于较小的反射功率值，波形几乎是正弦波，但对于较大的值，它变得更像是全波整流的正弦波。 该波形由来自正向功率的电压和电流加上来自反射功率的电压和电流组成。

电压和电流驻波图用于短路馈线端接

见阿尔斯o: 了解射频电路设计中的反射和驻波

在距离负载四分之一波长的距离处，组合电压达到最大值，同时电流处于最小值。 在离负载半波长的距离处，电压和电流与负载相同。

当负载电阻大于馈线阻抗时会出现类似情况，但此时负载的总电压高于完全匹配线的值。 电压在距负载四分之一波长处达到最小值，电流达到最大值。 然而，在距负载半波长的距离处，电压和电流与负载相同。

电压和电流驻波图，可在负载高电平时实现小阻抗失配她比馈线阻抗

 另见： VSWR（SWR）计算

然后，当在线的末端放置开路时，馈线的驻波图案类似于短路的驻波图案，但电压和电流模式反转。

另见： 在家里制作这个无线电中继器电路

VSWR定义
VSWR的定义为所有计算和公式提供了基础。

VSWR定义：
电压驻波比VSWR定义为无损耗线上的最大电压与最小电压之比。

得到的比率通常表示为比率，例如2：1，5：1等。完美匹配是1：1和完全不匹配，即短路或开路是∞：1。

在实践中，任何馈线或传输线都会丢失。 为了测量VSWR，在系统上的该点检测到正向和反向功率，并将其转换为VSWR的数字。 以这种方式，在特定点处测量VSWR，并且不需要沿着线的长度确定电压最大值和最小值。

VSWR与SWR
术语VSWR和SWR常见于有关RF系统中驻波的文献中，许多人都在询问这些差异。

SWR：   SWR代表驻波比。 它描述了线路上出现的电压和电流驻波。 它是电流和电压驻波的通用描述。 它通常与用于检测驻波比的仪表结合使用。 对于给定的失配，电流和电压都按相同的比例上升和下降。

驻波：VSWR或电压驻波比专门适用于在馈线或传输线上设置的电压驻波。 由于更容易检测电压驻波，并且在许多情况下，电压在器件击穿方面更为重要，因此经常使用术语VSWR，尤其是在RF设计领域。

术语驻波也有时会出现。 然而，这是完全的谬误，因为前向和反射功率是恒定的（假设没有馈线损耗）并且功率不会以与作为前向和反射元件的总和的电压和电流驻波相同的方式上升和下降。

Typical 驻波比计 与tran一起使用itter

VSWR如何影响性能
VSWR通过多种方式影响电源的性能。 发射机 系统或任何可能使用RF和匹配阻抗的系统。

尽管通常使用术语VSWR，但电压和电流驻波都可能引起问题。 一些影响详述如下：

发射机功率放大器可能会损坏：   驻波导致馈线上出现的电压和电流增加，可能会损坏输出 TRA电阻 发射器的 半导体器件如果在其指定的极限范围内运行，则非常可靠，但如果馈线上的电压和电流驻波使设备在其极限范围内运行，则可能导致灾难性的损坏。

PA保护可降低输出功率：   鉴于高SWR电平确实会造成功率放大器损坏的真正危险，许多发射器都集成了保护电路，当SWR升高时，保护电路会降低发射器的输出。 这意味着，馈线和天线之间的不良匹配将导致较高的SWR，从而导致输出降低，从而显着降低发射功率。

高电压和电流水平会损坏馈线：   高驻波比引起的高电压和电流水平可能会损坏馈线。 尽管在大多数情况下，馈线可以在其极限范围内正常运行，并且应该能够容纳两倍的电压和电流，但在某些情况下会造成损坏。 电流最大值可能会导致过度的局部加热，从而使使用的塑料变形或熔化，并且已知高压在某些情况下会引起电弧。

反射引起的延迟可能导致失真：   当信号因失配而反射时，它将被反射回源，然后又可以被反射回天线。 引入的延迟等于信号沿馈线的传输时间的两倍。 如果正在传输数据，则可能导致符号间干扰，在另一个正在传输模拟电视的示例中，看到了“重影”图像。

与完全匹配系统相比，信号减少：   有趣的是，差的VSWR造成的信号电平损失几乎没有人们想象的那么大。 负载反射的任何信号都会反射回发射机，并且由于发射机的匹配可以使信号再次反射回天线，因此产生的损耗从根本上说是馈线造成的。 作为指导，在30 MHz时长1.5米的同轴电缆在30 MHz处的损耗约为1 dB，这意味着与完全匹配的天线相比，使用VSWR的天线在该频率下的损耗仅为XNUMXdB以上。

驻波比是任何馈线系统的重要参数。 尽管同时建立了电流和电压驻波，但由于更易于检测和测量，因此通常会更广泛地讨论电压驻波比。

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