VSWR là gì và cách đo VSWR? -News-FMUSER Nhà cung cấp một cửa phát sóng FM / TV

Related Articles

Date:2021/3/12 14:00:43 Hits:

“VSWR trong lý thuyết ăng-ten là viết tắt của tỷ số sóng đứng điện áp, còn được gọi là tỷ số sóng đứng (SWR). VSWR là phép đo mức sóng đứng trên đường trung chuyển. Các kỹ sư RF biết rằng một vấn đề rất quan trọng khi nghiên cứu đường trung chuyển / đường truyền là sóng đứng, sóng dừng đại diện cho công suất mà tải không nhận và phản xạ trở lại dọc theo đường truyền hoặc bộ trung chuyển, trong khi tỷ lệ sóng dừng là một hàm của hệ số phản xạ, mô tả công suất được phản xạ bởi ăng-ten. — – FMUSER “

THÔNG BÁO: Mặc dù sóng đứng và VSWR rất quan trọng, nhưng thường thì lý thuyết và tính toán của VSWR có thể che dấu một cái nhìn về những gì đang thực sự xảy ra. May mắn thay, có thể có được một cái nhìn tốt về chủ đề này, mà không đi sâu vào lý thuyết VSWR.

Chia sẻ được chăm sóc!

Nội dung

1. VSWR (Tỷ lệ sóng đứng điện áp) là gì?

2. SWR (Kiến thức cơ bản về sóng đứng) là gì?

3. Các chỉ số thông số quan trọng của SWR

4. Máy tính VSWR: Làm thế nào để tính toán VSWR?

5. Cách đo tỷ lệ sóng đứng

6. Thường xuyên đặt câu hỏi

7. Top 10 trực tuyến miễn phí tốt nhất Máy tính VSWR

1. VSWR (Tỷ lệ sóng đứng điện áp) là gì

1) Định nghĩa VSWR (Tỷ lệ sóng đứng điện áp)

Tỷ số sóng dừng điện áp ( VSWR ) được định nghĩa là tỷ số giữa sóng dừng điện áp truyền qua và phản xạ trong một tần số vô tuyến ( RF ) mạng lưới hệ thống truyền tải điện. Đôi khi VSWR cũng được phát âm là ” viswar “. VSWR là thước đo mức độ hiệu suất cao của hiệu suất RF được truyền từ nguồn điện, qua đường truyền và vào tải. Một ví dụ phổ cập là khuếch đại hiệu suất liên kết với một ăng-ten trải qua một đường dây truyền tải. VSWR được sử dụng như một thước đo hiệu suất cao cho mọi thứ truyền tải RF gồm có đường truyền, cáp điện và thậm chí còn cả tín hiệu trong không khí .


Sự không khớp về trở kháng dẫn đến sóng dừng dọc theo đường truyền và SWR được định nghĩa là tỷ số của biên độ sóng dừng một phần tại một antinode (cực đại) đến biên độ tại một nút (cực tiểu) dọc theo đường thẳng.

Định nghĩa của VSWR cung cấp cơ sở cho tất cả các tính toán và công thức.

Tỷ lệ sóng điện áp đứng, VSWR được định nghĩa là tỷ lệ của điện áp tối đa đến tối thiểu trên đường dây không tổn hao.

Tỷ lệ hiệu quả thường được bộc lộ dưới dạng tỷ suất, ví dụ 2 : 1, 5 : 1, v.v … Một tích hợp tuyệt đối là 1 : 1 và một sự không khớp hoàn hảo, tức là một mạch ngắn hoặc mở là ∞ : 1 .


Trong thực tế, có một tổn thất trên bất kỳ trung chuyển hoặc đường truyền nào. Để đo VSWR, công suất chuyển tiếp và đảo ngược được phát hiện tại điểm đó trên hệ thống và điều này được chuyển đổi thành một con số cho VSWR. 

Bằng cách này, VSWR được đo tại một điểm đơn cử và điện áp cực lớn và cực tiểu không cần phải được xác lập dọc theo chiều dài của đường dây .

Ngoài ra đọc: Sự khác biệt giữa AM và FM là gì?

Cùng xem nhanh video về VSWR nhé ! ( Nguồn : RF Elements sro )

2) Các chức năng chính của VSWR

Trong ứng dụng, hình này miêu tả trở kháng của ăng-ten tương thích như thế nào với sóng vô tuyến hoặc đường truyền mà nó được liên kết. Trong một đường dây được liên kết, sự không tương thích trở kháng hoàn toàn có thể gây ra phản xạ, điều này giống như âm thanh của nó – một làn sóng dội ngược trở lại và đi sai hướng. Kết quả của những sóng trái chiều là một sóng dừng. Điều này làm giảm hiệu suất mà ăng-ten nhận được và hoàn toàn có thể sử dụng để phát sóng. Nó thậm chí còn hoàn toàn có thể đốt cháy một máy phát .

VSWR được sử dụng thoáng đãng trong nhiều ứng dụng khác nhau, ví dụ điển hình như VSWR trong ăng ten, VSWR trong viễn thông, VSWR trong vi sóng, VSWR trong RF, v.v. Dưới đây là 1 số ít ứng dụng chính kèm theo lý giải :

Các ứng dụng của VSWR Các công dụng chính của VSWR
Truyền Antenna Tỷ lệ sóng đứng điện áp ( VSWR ) là một chỉ báo về lượng không tương thích giữa mộtăng tenvà đường cấp tài liệu liên kết với nó. Đây còn được gọi là Tỷ lệ sóng đứng ( SWR ). Phạm vi giá trị của VSWR là từ 1 đến ∞. Giá trị VSWR dưới 2 được coi là tương thích với hầu hết những ứng dụng ăng ten. Ăng-ten hoàn toàn có thể được miêu tả là có ” Phù hợp tốt “. Vì vậy, khi ai đó nói rằng ăng-ten được tích hợp kém, thường có nghĩa là giá trị VSWR vượt quá 2 cho một tần số chăm sóc .
Viễn thông Trong viễn thông, tỷ số sóng dừng ( SWR ) là tỷ số giữa biên độ của sóng dừng một phần tại một cực dương ( cực lớn ) với biên độ tại một nút lân cận ( cực tiểu ) trong đường truyền điện .
Lò vi sóng Các phép đo hiệu suất phổ cập tương quan đến đường truyền và mạch vi sóng là VSWR, thông số phản xạ vàtrở lại mất, cũng như thông số truyền và suy hao chèn. Tất cả những điều này hoàn toàn có thể được biểu lộ bằng cách sử dụng những tham số tán xạ, thường được gọi là tham số S .
RF Tỷ số sóng dừng điện áp ( VSWR ) được định nghĩa là tỷ số giữa sóng dừng điện áp được truyền đi và phản xạ trong truyền dẫn điện tần số vô tuyến ( RF )mạng lưới hệ thống. Nó là thước đo về mức độ hiệu suất cao của hiệu suất RF được truyền từ nguồn điện, qua đường dây truyền tải và vào tải

Ngoài ra đọc:

Làm thế nào để đo SWR trên AM Radio của chính bạn ?

Dưới đây là list kiến ​ ​ thức RF đơn thuần cơ bản do kỹ thuật viên Jimmy của FMUSER cung ứng, bạn hoàn toàn có thể hiểu rất đầy đủ về VSWR trải qua những nội dung sau :

Làm thế nào để thể hiện VSWR bằng cách sử dụng điện áp?

Theo định nghĩa, VSWR là tỷ số giữa điện áp cao nhất (biên độ lớn nhất của sóng dừng) với điện áp thấp nhất (biên độ nhỏ nhất của sóng dừng) ở bất kỳ đâu giữa nguồn và tải.

VSWR = | V (tối đa) | / | V (tối thiểu) |

V (max) = biên độ cực đại của sóng dừng

V (min) = biên độ cực tiểu của sóng dừng

Làm thế nào để thể hiện VSWR bằng cách sử dụng một trở kháng?

Theo định nghĩa, VSWR là tỷ số giữa trở kháng tải và trở kháng nguồn.

VSWR = ZL / Zo

ZL = trở kháng tải

Zo = trở kháng nguồn

Giá trị lý tưởng của VSWR là gì?

Giá trị của VSWR lý tưởng là 1: 1 hoặc biểu thị ngắn gọn là 1. Trong trường hợp này công suất phản xạ từ tải đến nguồn bằng không.

Làm thế nào để thể hiện một VSWR bằng cách sử dụng công suất phản xạ và chuyển tiếp?

Theo định nghĩa VSWR bằng

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

Trong đó:

Pr = Công suất phản ánh

Pf = Công suất chuyển tiếp

Ngoài ra đọc: Cách tự làm ăng-ten radio FM của bạn | Kiến thức cơ bản và hướng dẫn về ăng-ten FM tự chế

3) Tại sao tôi nên quan tâm đến VSWR? 

Giá trị của VSWR bộc lộ hiệu suất phản ánh từ tải đến nguồn. Nó thường được sử dụng để diễn đạt bao nhiêu hiệu suất bị mất từ ​ ​ nguồn ( thường là Bộ khuếch đại cao tần ) qua đường truyền ( thường là cáp đồng trục ) đến tải ( thường là ăng-ten ) .

Đây là một tình huống xấu: Máy phát của bạn bị cháy do năng lượng quá cao.

Đây là lý do chính:

Tất cả năng lượng được phản xạ (ví dụ, bởi một mạch hở hoặc ngắn mạch) vào cuối đường dây, sau đó không có năng lượng nào bị hấp thụ, tạo ra một “sóng dừng” hoàn hảo trên đường dây. Đây là một tình huống tồi tệ, không mong muốn. Trên thực tế, khi nguồn điện cần được bức xạ quay trở lại máy phát ở cường độ tối đa, nó thường sẽ đốt cháy các thiết bị điện tử ở đó.

Thật là khó hiểu? Đây là một ví dụ có thể giúp bạn:

Một hệ thống truyền sóng trên biển truyền về phía bờ sẽ mang năng lượng về phía bãi biển. Nếu nó chạy lên một bãi biển dốc nhẹ, tất cả năng lượng sẽ bị hấp thụ và không có sóng quay trở lại ngoài khơi. Nếu thay vì một bãi biển dốc mà có tường chắn sóng thẳng đứng thì hệ thống sóng tới sẽ bị phản xạ hoàn toàn, do đó không có năng lượng nào bị hấp thụ trong tường. 

Sự giao thoa giữa sóng đến và sóng đi trong trường hợp này tạo ra một “sóng dừng” trông không giống như nó đang truyền đi chút nào; các đỉnh ở cùng vị trí không gian và chỉ đi lên và đi xuống.

Hiện tượng tương tự cũng xảy ra trên đường truyền vô tuyến hoặc ra đa. Trong trường hợp này, chúng ta muốn các sóng trên đường dây (cả điện áp và dòng điện) truyền theo một chiều và chuyển năng lượng của chúng vào tải mong muốn, trong trường hợp này có thể là một ăng-ten nơi nó được bức xạ. 

Nếu tổng thể nguồn năng lượng bị phản xạ ( ví dụ : do hở hoặc ngắn mạch ) ở cuối đường dây, thì không có nguồn năng lượng nào bị hấp thụ, tạo ra ” sóng dừng ” tuyệt đối trên đường dây .

Nó không mất một mạch hở hoặc ngắn để tạo ra một sóng phản xạ. Tất cả những gì nó cần là trở kháng không tương thích giữa đường dây và tải. Nếu sóng phản xạ không mạnh bằng sóng thuận, thì sẽ quan sát thấy 1 số ít kiểu ” sóng dừng “, nhưng những giá trị rỗng sẽ không sâu cũng như những đỉnh điểm như so với phản xạ tuyệt vời và hoàn hảo nhất ( hoặc không khớp trọn vẹn ) .

Ngoài ra đọc: Tại sao chúng ta cần tỷ lệ sóng đứng (SWR)?

TRỞ LẠI

2. SWR (Tỷ lệ sóng đứng) là gì?

1) Định nghĩa tỷ lệ sóng đứng (SWR)

Theo Wikipedia, tỷ suất sóng đứng ( SWR ) được định nghĩa là :

‘ ‘ Phép đo sự tương thích trở kháng của tải với trở kháng đặc trưng của đường truyền hoặc ống dẫn sóng trong kỹ thuật vô tuyến và viễn thông. Do đó, SWR là tỷ số giữa sóng truyền và sóng phản xạ hoặc tỷ số giữa biên độ của sóng dừng ở mức tối đa với biên độ ở mức tối thiểu, SWR thường được định nghĩa là tỷ số điện áp được gọi là VSWR ” .

SWR cao cho thấy hiệu suất đường truyền kém và nguồn năng lượng phản xạ, hoàn toàn có thể làm hỏng máy phát và giảm hiệu suất máy phát. Vì SWR thường đề cập đến tỷ suất điện áp, nó thường được gọi là tỷ suất sóng dừng điện áp ( VSWR ) .

2) VSWR ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống máy phát như thế nào? 

Có một số cách mà VSWR ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống máy phát hoặc bất kỳ hệ thống nào có thể sử dụng RF và trở kháng phù hợp.

Mặc dù thuật ngữ VSWR thường được sử dụng, cả sóng điện áp và sóng đứng có thể gây ra vấn đề. Một số ảnh hưởng được nêu chi tiết dưới đây:

A. Bộ khuếch đại công suất máy phát có thể bị hỏng:

Việc tăng mức điện áp và dòng điện nhìn thấy trên bộ cấp nguồn do sóng đứng, có thể làm hỏng các bóng bán dẫn đầu ra của máy phát. Các thiết bị bán dẫn rất đáng tin cậy nếu được vận hành trong giới hạn quy định, nhưng điện áp và sóng đứng trên bộ cấp nguồn có thể gây ra thiệt hại thảm khốc nếu chúng làm cho thiết bị hoạt động ngoài giới hạn của chúng.

B. Bảo vệ PA làm giảm công suất đầu ra:  

Trước nguy cơ rất thực sự của các mức SWR cao gây ra thiệt hại cho bộ khuếch đại công suất, nhiều máy phát kết hợp mạch bảo vệ làm giảm đầu ra từ máy phát khi SWR tăng. Điều này có nghĩa là sự kết hợp kém giữa bộ nạp và ăng ten sẽ dẫn đến SWR cao khiến đầu ra bị giảm và do đó làm giảm đáng kể công suất truyền.

C. Mức điện áp và dòng điện cao có thể làm hỏng bộ cấp nguồn:   

Có thể là mức điện áp cao và dòng điện gây ra bởi tỷ lệ sóng đứng cao có thể gây ra thiệt hại cho bộ cấp nguồn. Mặc dù trong hầu hết các trường hợp, các bộ cấp liệu sẽ được vận hành tốt trong giới hạn của chúng và việc tăng gấp đôi điện áp và dòng điện có thể được cung cấp, có một số trường hợp có thể gây ra thiệt hại. Cực đại hiện tại có thể gây ra sự gia nhiệt cục bộ quá mức có thể làm biến dạng hoặc làm chảy nhựa được sử dụng, và điện áp cao đã được biết là gây ra điện áp trong một số trường hợp.

D. Sự chậm trễ gây ra bởi phản xạ có thể gây ra sự biến dạng:   

Khi một tín hiệu được phản xạ bởi sự không tương thích, nó sẽ bị phản xạ trở lại nguồn và sau đó hoàn toàn có thể được phản hồi trở lại về phía ăng ten. Độ trễ được đưa ra bằng hai lần thời hạn truyền tín hiệu dọc theo bộ cấp nguồn. Nếu tài liệu đang được truyền đi, điều này hoàn toàn có thể gây nhiễu liên ký hiệu, và trong một ví dụ khác, nơi truyền hình tựa như đang được truyền đi, hình ảnh ma ma Hồi đã được nhìn thấy .

Điều mê hoặc là sự mất mát về mức tín hiệu do một VSWR kém gây ra gần như không lớn như 1 số ít người hoàn toàn có thể tưởng tượng. Bất kỳ tín hiệu nào được phản xạ bởi tải, đều được phản hồi trở lại máy phát và vì khớp với máy phát hoàn toàn có thể được cho phép tín hiệu được phản hồi trở lại ăng-ten một lần nữa, những tổn thất phát sinh về cơ bản là do bộ nạp đưa vào .

Có những bit quan trọng khác cần được thống kê giám sát trong hiệu suất cao của ăng-ten : thông số phản xạ, suy hao không tương thích và suy hao trả về tên một số ít. VSWR không phải là phần cuối của kim chỉ nan ăng-ten, nhưng nó rất quan trọng .

Ngoài ra đọc: Bộ lọc thông thấp là gì và làm thế nào để xây dựng một bộ lọc Low Pass?

3) VSWR so với SWR so với PSWR và ISWR

Các thuật ngữ VSWR và SWR thường được thấy trong tài liệu về sóng đứng trong những mạng lưới hệ thống RF, và nhiều người hỏi về sự độc lạ .

● VSWR (Tỷ lệ sóng đứng điện áp):

Tỷ lệ sóng đứng điện áp hoặc VSWR vận dụng riêng cho sóng đứng điện áp được thiết lập trên bộ cấp nguồn hoặc đường truyền. Vì việc phát hiện sóng điện áp thuận tiện hơn và trong nhiều trường hợp, điện áp quan trọng hơn về sự cố thiết bị, thuật ngữ VSWR thường được sử dụng, đặc biệt quan trọng là trong những khu vực phong cách thiết kế RF .

● SWR (Tỷ lệ sóng đứng):

SWR là viết tắt của tỷ số sóng đứng. Bạn hoàn toàn có thể xem nó như một biểu thức toán học về tính không như nhau của trường điện từ ( trường EM ) trên một đường truyền như cáp đồng trục. Thông thường, SWR được định nghĩa là tỷ số giữa điện áp tần số vô tuyến ( RF ) tối đa với điện áp RF tối thiểu dọc theo đường dây. Tỷ lệ sóng đứng ( SWR ) có ba đặc thù :

SWR có những tính năng sau :

● Nó miêu tả điện áp và sóng dừng hiện tại Open trên đường dây .

● Nó là một diễn đạt chung cho cả dòng điện và sóng dừng điện áp .

● Nó thường được sử dụng cùng với những máy đo được sử dụng để phát hiện tỷ suất sóng dừng .

THÔNG BÁO: Cả dòng điện và điện áp đều tăng và giảm theo cùng một tỷ lệ đối với một sự không phù hợp nhất định.

SWR cao cho thấy hiệu suất đường truyền kém và nguồn năng lượng phản xạ, hoàn toàn có thể làm hỏng máy phát và giảm hiệu suất máy phát. Vì SWR thường đề cập đến tỷ suất điện áp, nó thường được gọi là tỷ suất sóng dừng điện áp ( VSWR ) .

● PSWR (Tỷ lệ sóng đứng công suất):

Thuật ngữ tỷ suất sóng đứng hiệu suất, cũng được thấy 1 số ít lần, được định nghĩa chỉ là bình phương của VSWR. Tuy nhiên, đây là một sai lầm đáng tiếc trọn vẹn vì hiệu suất chuyển tiếp và phản xạ là không đổi ( giả sử không có tổn hao bộ nạp ) và hiệu suất không tăng và giảm theo cách giống như dạng sóng dừng của điện áp và dòng điện, là tổng của cả thành phần thuận và phản xạ .

● ISWR (Tỷ lệ sóng đứng hiện tại):

SWR cũng hoàn toàn có thể được định nghĩa là tỷ số giữa dòng RF tối đa với dòng RF tối thiểu trên đường dây ( tỷ suất sóng đứng hiện tại hoặc ISWR ). Đối với hầu hết những mục tiêu thực tiễn, ISWR giống như VSWR .

Theo hiểu biết của 1 số ít người về SWR và VSWR ở dạng cơ bản của chúng thì đó là 1 : 1 tuyệt vời và hoàn hảo nhất. SWR có nghĩa là tổng thể nguồn điện bạn đang đặt trên đường dây đang bị đẩy ra khỏi ăng-ten. Nếu SWR không phải là 1 : 1 thì bạn đang sử dụng nhiều nguồn năng lượng hơn mức thiết yếu và một phần hiệu suất đó sau đó được phản xạ trở lại đường dây về phía bộ phát của bạn và sau đó gây ra va chạm khiến tín hiệu của bạn không được sạch và thông thoáng .

Nhưng, sự độc lạ giữa VSWR và SWR là gì ? SWR ( tỷ số sóng đứng ) là một khái niệm, tức là tỷ số sóng dừng. VSWR thực ra là cách bạn thực thi phép đo, bằng cách đo điện áp để xác lập SWR. Bạn cũng hoàn toàn có thể đo SWR bằng cách đo dòng điện hoặc thậm chí còn hiệu suất ( ISWR và PSWR ). Nhưng so với hầu hết những dự tính và mục tiêu, khi ai đó nói SWR, họ có nghĩa là VSWR, trong cuộc trò chuyện thường thì chúng hoàn toàn có thể hoán đổi cho nhau .


Bạn dường như nắm được ý tưởng rằng nó liên quan đến tỷ lệ giữa lượng điện năng đi tới ăng-ten so với lượng điện năng được phản xạ trở lại và (Trong hầu hết các trường hợp) công suất được đẩy ra ăng-ten. Tuy nhiên, các tuyên bố “bạn đang sử dụng nhiều điện hơn mức cần thiết” và “sau đó gây ra va chạm khiến tín hiệu của bạn không được rõ ràng” là không chính xác

VSWR so với Rleflected Power

Trong trường hợp SWR cao hơn, 1 số ít hoặc nhiều hiệu suất chỉ đơn thuần là được phản hồi trở lại máy phát. Nó không tương quan gì đến tín hiệu sạch và mọi thứ tương quan đến việc bảo vệ máy phát của bạn không bị cháy và SWR không phụ thuộc vào vào lượng điện bạn đang bơm ra. Nó chỉ đơn thuần có nghĩa là ở tần số, mạng lưới hệ thống ăng-ten không hiệu suất cao như một bộ tản nhiệt. Tất nhiên, nếu bạn đang nỗ lực truyền ở một tần số, bạn muốn ăng-ten của mình có SWR thấp nhất hoàn toàn có thể ( Thông thường, bất kể điều gì nhỏ hơn 2 : 1 không tệ lắm ở những dải thấp hơn và 1.5 : 1 là tốt ở những dải cao hơn ), nhưng nhiều ăng-ten đa băng tần hoàn toàn có thể ở tỷ suất 10 : 1 trên 1 số ít băng tần và bạn hoàn toàn có thể thấy rằng bạn hoàn toàn có thể hoạt động giải trí ở mức gật đầu được .

Ngoài ra đọc: Làm thế nào để loại bỏ tiếng ồn trên AM và FM Receiver

4) VSWR và Hiệu quả hệ thống

Trong một hệ thống lý tưởng, 100% năng lượng được truyền từ các khâu công suất đến tải. Điều này đòi hỏi phải có sự phù hợp chính xác giữa trở kháng nguồn (trở kháng đặc trưng của đường truyền và tất cả các đầu nối của nó) và trở kháng tải. Điện áp AC của tín hiệu sẽ giống nhau từ đầu đến cuối vì nó đi qua mà không bị nhiễu.

VSWR so với % hiệu suất phản ánh


Trong một hệ thống thực, trở kháng không khớp khiến một số công suất bị phản xạ ngược trở lại nguồn (giống như tiếng vang). Những phản xạ này gây ra giao thoa có tính xây dựng và phá hủy, dẫn đến các đỉnh và đáy trong điện áp, thay đổi theo thời gian và khoảng cách dọc theo đường truyền. VSWR định lượng các phương sai điện áp này, do đó một định nghĩa khác thường được sử dụng cho Tỷ lệ sóng đứng điện áp là tỷ số giữa điện áp cao nhất và điện áp thấp nhất, tại bất kỳ điểm nào trên đường truyền.


Đối với một hệ thống lý tưởng, điện áp không thay đổi. Do đó, VSWR của nó là 1.0 (hoặc hơn thường được biểu thị bằng tỷ lệ 1: 1). Khi phản xạ xảy ra, điện áp thay đổi và VSWR cao hơn, ví dụ 1.2 (hoặc 1.2: 1). VSWR tăng lên tương quan với giảm hiệu suất đường truyền (và do đó là tổng thể máy phát).

Hiệu suất của đường dây tải điện tăng lên bằng:

1. Tăng điện áp và hệ số công suất

2. Tăng điện áp và giảm hệ số công suất

3. Giảm điện áp và hệ số công suất

4. Giảm điện áp và tăng hệ số công suất

Có bốn đại lượng miêu tả hiệu suất cao của việc truyền hiệu suất từ ​ ​ đường dây đến tải hoặc ăng ten : VSWR, thông số phản xạ, suy hao không tương thích và suy hao hồi lưu .


Hiện tại, để có được cảm giác về ý nghĩa của chúng, chúng ta sẽ trình bày chúng bằng đồ thị trên hình tiếp theo. Ba điều kiện: 


● Các đường kết nối với tải phù hợp;

● Các đường kết nối với ăng ten đơn cực ngắn không khớp (trở kháng đầu vào của ăng ten là 20 – j80 ohms, so với trở kháng của đường truyền là 50 ohms);

● Đường dây đang mở ở cuối nơi đáng lẽ phải kết nối ăng ten.

Đường cong màu xanh lá cây – Sóng đứng trên đường 50 ohm với tải 50 ohm phù hợp ở cuối

Với những tham số và giá trị số của nó như sau :

Thông số Giá trị số
Trở kháng tải ohms 50
Hệ số phản xạ 0
VSWR 1
Mất không khớp 0 dB
Trả lại mất mát – ∞ dB
Chú ý : [ Điều này là tuyệt vời ; không có sóng đứng ; tổng thể nguồn điện đi vào ăng-ten / tải ]

Đường cong màu xanh – Sóng đứng trên đường 50 ohm vào ăng ten đơn cực ngắn

Với những tham số và giá trị số của nó như sau :

Thông số Giá trị số
Trở kháng tải 20 – j80 ohms
Hệ số phản xạ 0.3805 – j0. 7080
Giá trị tuyệt đối của thông số phản ánh 0.8038
VSWR 9.2
Mất không khớp – 4.5 dB
Trả lại mất mát – 1.9 DB
Chú ý : [ Điều này không quá tốt ; nguồn vào tải hoặc ăng-ten bị giảm – 4.5 dB so với mức khả dụng khi chuyển dời xuống ]

Đường cong màu đỏ – Sóng đứng trên đường dây với mạch hở ở đầu bên trái (đầu cuối ăng ten)

Với những tham số và giá trị số của nó như sau :

Thông số Giá trị số
Trở kháng tải
Hệ số phản xạ 1
VSWR
Mất không khớp – 0 dB
Trả lại mất mát 0 dB
Thông báo : [ Điều này rất tệ : không có điện nào được chuyển qua cuối đường dây ]

TRỞ LẠI

3. Các chỉ số thông số quan trọng của SWR

1) Đường truyền và SWR

Bất kỳ dây dẫn nào mang dòng điện xoay chiều đều hoàn toàn có thể được coi như một đường dây truyền tải, ví dụ điển hình như những người khổng lồ trên không phân phối nguồn điện xoay chiều trên toàn cảnh. Việc tích hợp toàn bộ những dạng đường truyền khác nhau sẽ nằm ngoài khoanh vùng phạm vi của bài viết này đáng kể, vì thế chúng tôi sẽ số lượng giới hạn cuộc đàm đạo ở những tần số từ khoảng chừng 1 MHz đến 1 GHz và ở hai loại đường truyền thông dụng : đồng trục ( hoặc “ đồng trục ” ) và dây dẫn song song ( hay còn gọi là dây mở, dây hành lang cửa số, dây thang, hoặc dây dẫn đôi như tất cả chúng ta sẽ gọi nó ) như trong Hình 1 .



Explanatinon: Cáp đồng trục (A) bao gồm một dây dẫn trung tâm rắn hoặc bện được bao quanh bởi một chất dẻo cách điện hoặc chất điện môi không khí và một tấm chắn hình ống được bện bằng dây rắn hoặc dây dệt. Một áo nhựa bao quanh tấm chắn để bảo vệ các dây dẫn. Dây dẫn đôi (B) bao gồm một cặp dây rắn hoặc bện song song. Các dây được giữ cố định bằng nhựa đúc (dây cửa sổ, dây dẫn đôi) hoặc bằng sứ hoặc nhựa cách điện (dây thang).

Dòng điện chạy dọc theo mặt phẳng của dây dẫn ( xem thanh bên trên “ Hiệu ứng da ” ) theo những hướng ngược nhau. Đáng quá bất ngờ là nguồn năng lượng RF chạy dọc theo đường dây không thực sự chạy trong những dây dẫn nơi có dòng điện. Nó truyền đi dưới dạng sóng điện từ ( EM ) trong khoảng trống giữa và xung quanh những vật dẫn .

Hình 1 chỉ ra vị trí của trường trong cả dây dẫn đồng trục và dây dẫn đôi. Đối với đồng trục, trường trọn vẹn nằm trong chất điện môi giữa dây dẫn TT và tấm chắn. Tuy nhiên, so với đạo trình kép, trường mạnh nhất xung quanh và giữa những vật dẫn điện nhưng không có tấm chắn xung quanh, một số ít trường lan rộng ra ra khoảng trống xung quanh đường dây .

Đây là nguyên do tại sao đồng trục rất phổ cập – nó không được cho phép những tín hiệu bên trong tương tác với những tín hiệu và dây dẫn bên ngoài đường dây. Mặt khác, hai đầu chì phải được đặt cách xa ( độ rộng một vài vạch là đủ ) khỏi những đường nạp khác và bất kể loại mặt phẳng sắt kẽm kim loại nào. Tại sao sử dụng dẫn đôi ? Nó thường có tổn hao thấp hơn đồng trục, do đó là một lựa chọn tốt hơn khi suy hao tín hiệu là một yếu tố quan trọng cần xem xét .

Hướng dẫn đường truyền cho người mới mở màn ( Nguồn : AT&T )

Hiệu ứng Da là gì?

Trên khoảng chừng 1 kHz, dòng điện xoay chiều chạy theo lớp ngày càng mỏng dính dọc theo mặt phẳng của vật dẫn. Đây làhiệu ứng da. Nó xảy ra do dòng điện xoáy bên trong vật dẫn tạo ra từ trường đẩy dòng điện ra mặt phẳng bên ngoài của vật dẫn. Ở tần số 1 MHz trong đồng, hầu hết dòng điện bị số lượng giới hạn trong 0.1 mm bên ngoài của dây dẫn, và 1 GHz, dòng điện bị ép vào một lớp chỉ dày vài µm .

Ngoài ra đọc: Tự làm đơn giản và tiết kiệm – Làm thế nào để tạo một máy phát FM?

2) Hệ số phản xạ và truyền dẫn

Hệ số phản xạ là phần nhỏ của tín hiệu tới được phản xạ trở lại từ một điểm không tương thích. Hệ số phản xạ được bộc lộ bằng ρ hoặc Γ, nhưng những ký hiệu này cũng hoàn toàn có thể được sử dụng để biểu lộ VSWR. Nó tương quan trực tiếp đến VSWR bởi

 | Γ | = (VSWR – 1) / (VSWR + 1) (A)

Hình: Đó là phần của tín hiệu bị phản xạ trở lại bởi trở kháng tải và đôi khi được biểu thị dưới dạng phần trăm.


Đối với một kết hợp hoàn hảo, không có tín hiệu nào bị phản xạ bởi tải (tức là nó bị hấp thụ hoàn toàn), do đó hệ số phản xạ bằng không. 

Đối với một mạch hở hoặc ngắn mạch, hàng loạt tín hiệu bị phản xạ trở lại, do đó thông số phản xạ trong cả hai trường hợp là 1. Lưu ý rằng cuộc tranh luận này chỉ đề cập đến độ lớn của thông số phản xạ .

Γ cũng có góc pha tương quan, phân biệt giữa ngắn mạch và hở mạch, cũng như tổng thể những trạng thái ở giữa .

Ví dụ, phản xạ từ một mạch hở dẫn đến góc pha 0 độ giữa sóng tới và sóng phản xạ, có nghĩa là tín hiệu phản xạ cộng pha với tín hiệu đến tại vị trí mạch hở ; tức là biên độ của sóng dừng gấp đôi biên độ của sóng tới .

Ngược lại, ngắn mạch dẫn đến góc pha 180 độ giữa tín hiệu tới và tín hiệu phản xạ, có nghĩa là tín hiệu phản xạ ngược pha với tín hiệu tới, do đó biên độ của chúng trừ đi, dẫn đến bằng không. Điều này có thể được nhìn thấy trong Hình 1a và b.

Trong đó hệ số phản xạ là phần nhỏ của tín hiệu tới được phản xạ trở lại từ sự không phù hợp trở kháng trong mạch hoặc đường truyền, hệ số truyền là phần nhỏ của tín hiệu tới xuất hiện ở đầu ra. 

Nó là một tính năng của tín hiệu được phản xạ cũng như những tương tác mạch bên trong. Nó cũng có biên độ và pha tương ứng .

3) Tổn thất do trả lại và mất do chèn là gì?

Suy hao hồi lưu là tỷ số giữa mức công suất của tín hiệu phản xạ với mức công suất của tín hiệu đầu vào được biểu thị bằng decibel (dB), nghĩa là

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

Hình 2. Suy hao trở lại và suy hao chèn trong mạch hoặc đường truyền không mất dữ liệu.

Trong Hình 2, tín hiệu 0 dBm, Pi, được áp dụng cho đường truyền. Công suất phản xạ, Pr, được biểu thị là −10 dBm và suy hao hồi lưu là 10 dB. Giá trị càng cao, kết quả phù hợp càng tốt, nghĩa là, đối với một kết hợp hoàn hảo, suy hao trả về, lý tưởng, là ∞, nhưng suy hao trả về từ 35 đến 45 dB, thường được coi là kết hợp tốt. Tương tự, đối với mạch hở hoặc ngắn mạch, công suất tới được phản xạ trở lại. Suy hao trở lại cho những trường hợp này là 0 dB.

Suy hao chèn là tỷ số giữa mức công suất của tín hiệu đã truyền với mức công suất của tín hiệu đầu vào được biểu thị bằng decibel (dB), tức là

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

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

Tham khảo Hình 2, Pr bằng -10 dBm có nghĩa là 10 phần trăm công suất tới được phản ánh. Nếu mạch điện hoặc đường dây tải điện không bị mất mát, thì 90 phần trăm công suất tới sẽ được truyền đi. Do đó, suy hao chèn vào khoảng 0.5 dB, dẫn đến công suất truyền là -0.5 dBm. Nếu có tổn thất bên trong, tổn thất chèn sẽ lớn hơn.

4) Tham số S là gì?

Nhân vật. Biểu diễn tham số S của mạch vi ba cổng.

Sử dụng thông số S, hiệu suất RF của mạch có thể được đặc trưng hoàn toàn mà không cần biết thành phần bên trong của nó. Vì những mục đích này, mạch điện thường được gọi là “hộp đen”. Các thành phần bên trong có thể là chủ động (tức là bộ khuếch đại) hoặc thụ động. Các quy định duy nhất là các tham số S được xác định cho tất cả các tần số và điều kiện (ví dụ: nhiệt độ, độ lệch bộ khuếch đại) quan tâm và mạch phải tuyến tính (tức là đầu ra của nó tỷ lệ thuận với đầu vào của nó). Hình 3 là mô tả của một mạch vi ba đơn giản với một đầu vào và một đầu ra (được gọi là các cổng). Mỗi cổng có một tín hiệu sự cố (a) và một tín hiệu phản xạ (b). Bằng cách biết các thông số S (tức là, S11, S21, S12, S22) của mạch này, người ta có thể xác định ảnh hưởng của nó đối với bất kỳ hệ thống nào mà nó được cài đặt.

Thông số S được xác định bằng phép đo trong các điều kiện được kiểm soát. Sử dụng một phần thiết bị thử nghiệm đặc biệt được gọi là máy phân tích mạng, tín hiệu (a1) được đưa vào Cổng 1 với Cổng 2 được kết thúc trong hệ thống có trở kháng được kiểm soát (thường là 50 ôm). Máy phân tích đồng thời đo và ghi lại a1, b1 và b2 (a2 = 0). Quá trình sau đó được đảo ngược, tức là với tín hiệu (a2) đầu vào đến Cổng 2, máy phân tích đo a2, b2 và b1 (a1 = 0). Ở dạng đơn giản nhất, bộ phân tích mạng chỉ đo biên độ của những tín hiệu này. Đây được gọi là máy phân tích mạng vô hướng và đủ để xác định các đại lượng như VSWR, RL và IL. Tuy nhiên, để mô tả đặc tính mạch hoàn chỉnh, cũng cần có pha và yêu cầu sử dụng bộ phân tích mạng vectơ. Các tham số S được xác định bởi các mối quan hệ sau:

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

S11 và S22 lần lượt là hệ số phản xạ cổng đầu vào và đầu ra của mạch; còn S21 và S12 là hệ số truyền thuận và nghịch của mạch. RL liên quan đến hệ số phản xạ bởi các mối quan hệ

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

IL liên quan đến hệ số truyền mạch bằng các mối quan hệ

IL từ Cổng 1 đến Cổng 2 (dB) = -20 log10 | S21 | và IL từ Cổng 2 đến Cổng 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Biểu diễn này có thể được mở rộng cho các mạch vi ba với số lượng cổng tùy ý. Số lượng tham số S tăng lên bằng bình phương của số cổng, do đó, toán học trở nên liên quan nhiều hơn, nhưng có thể quản lý được bằng cách sử dụng đại số ma trận.

5) Đối sánh trở kháng là gì?

Trở kháng là sự trái chiều của nguồn năng lượng điện khi nó vận động và di chuyển ra khỏi nguồn của nó .


Việc đồng bộ hóa tải và trở kháng nguồn sẽ triệt tiêu hiệu ứng dẫn đến truyền công suất cực đại. 


Đây được gọi là định lý truyền công suất cực đại: Định lý truyền công suất cực đại rất quan trọng trong các tổ hợp truyền tần số vô tuyến, và đặc biệt, trong việc thiết lập các ăng ten RF.


Kết hợp trở kháng là rất quan trọng đối với hoạt động hiệu quả của các thiết lập RF mà bạn muốn di chuyển điện áp và công suất một cách tối ưu. Trong thiết kế RF, sự phù hợp của trở kháng nguồn và tải sẽ tối đa hóa việc truyền công suất RF. Anten sẽ nhận được truyền tải công suất tối đa hoặc tối ưu khi trở kháng của chúng phù hợp với trở kháng đầu ra của nguồn truyền.

Trở kháng 50Ohm là tiêu chuẩn để thiết kế hầu hết các hệ thống và linh kiện RF. Cáp đồng trục làm cơ sở cho kết nối trong một loạt các ứng dụng RF có trở kháng điển hình là 50 Ohms. Nghiên cứu RF được thực hiện trong những năm 1920 cho thấy rằng trở kháng tối ưu để truyền tín hiệu RF sẽ nằm trong khoảng từ 30 đến 60Ohms tùy thuộc vào điện áp và công suất truyền. Có trở kháng tương đối tiêu chuẩn hóa cho phép kết hợp giữa hệ thống cáp và các thành phần như ăng ten WiFi hoặc Bluetooth, PCBs và bộ suy giảm. Một số loại ăng-ten chính có trở kháng 50 Ohms bao gồm ZigBee GSM GPS và LoRa

Hệ số phản xạ - Wikipedia

Hệ số phản xạ – Nguồn : Wikipedia

Trở kháng không tương thích dẫn đến phản xạ điện áp và dòng điện, và trong thiết lập RF, điều này có nghĩa là hiệu suất tín hiệu sẽ bị phản xạ trở lại nguồn của nó, tỷ suất tùy theo mức độ không tương thích. Điều này hoàn toàn có thể được miêu tả bằng cách sử dụng Tỷ lệ sóng đứng điện áp ( VSWR ), là thước đo hiệu suất cao của việc truyền hiệu suất RF từ nguồn của nó thành một tải, ví dụ điển hình như ăng-ten .

Có thể khắc phục sự không khớp giữa trở kháng nguồn và tải, ví dụ như ăng ten 75O hm và cáp đồng trục 50 Ohm, hoàn toàn có thể khắc phục bằng cách sử dụng một loạt những thiết bị tương thích trở kháng như điện trở mắc tiếp nối đuôi nhau, máy biến áp, miếng đệm phối hợp trở kháng gắn trên mặt phẳng hoặc bộ chỉnh ăng ten .

Trong điện tử, phối hợp trở kháng gồm có việc tạo ra hoặc biến hóa một mạch hoặc ứng dụng điện tử hoặc thành phần được thiết lập sao cho trở kháng của tải điện tương thích với trở kháng của nguồn điện hoặc nguồn động lực. Mạch được phong cách thiết kế hoặc hộp số để những trở kháng Open giống nhau .

Khi xem xét những mạng lưới hệ thống gồm có những đường truyền, cần phải hiểu rằng những nguồn, đường truyền / bộ nạp và tải đều có trở kháng đặc tính. 50 Ω là một tiêu chuẩn rất phổ cập cho những ứng dụng RF mặc dầu những trở kháng khác nhiều lúc hoàn toàn có thể được nhìn thấy trong một số ít mạng lưới hệ thống .


Để có được công suất truyền lớn nhất từ ​​nguồn đến đường truyền, hoặc đường truyền tới tải, có thể là điện trở, đầu vào của hệ thống khác hoặc anten, các mức trở kháng phải phù hợp.

Nói cách khác, đối với hệ thống 50Ω, bộ tạo nguồn hoặc tín hiệu phải có trở kháng nguồn là 50Ω, đường truyền phải là 50Ω và do đó phải tải.

Các yếu tố phát sinh khi điện được truyền vào đường truyền hoặc bộ cấp nguồn và nó chuyển dời về phía tải. Nếu có sự không tương thích, tức là trở kháng tải không khớp với đường truyền, thì không hề truyền hết hiệu suất .

Vì nguồn năng lượng không hề biến mất, nguồn năng lượng không được truyền vào tải phải đi đến một nơi nào đó và nó đi ngược trở lại dọc theo đường truyền trở về nguồn .

Khi điều này xảy ra, điện áp và dòng điện của sóng tới và sóng phản xạ trong bộ cấp nguồn cộng hoặc trừ tại những điểm khác nhau dọc theo bộ cấp nguồn theo những pha. Theo cách này, sóng đứng được thiết lập .

Cách thức mà hiệu ứng xảy ra hoàn toàn có thể được chứng tỏ bằng một chiều dài của sợi dây. Nếu một đầu được để tự do và đầu kia được vận động và di chuyển xuống, hoạt động sóng hoàn toàn có thể được nhìn thấy để vận động và di chuyển xuống dọc theo sợi dây. Tuy nhiên, nếu một đầu được cố định và thắt chặt, một hoạt động sóng đứng được thiết lập và hoàn toàn có thể nhìn thấy những điểm rung tối thiểu và tối đa .

Khi điện trở tải thấp hơn điện áp trở kháng nạp và cường độ dòng điện được thiết lập. Ở đây tổng dòng điện tại điểm tải cao hơn dòng tương thích hoàn hảo nhất, trong khi điện áp thấp hơn .

Các giá trị của dòng điện và điện áp dọc theo bộ cấp liệu khác nhau dọc theo bộ cấp nguồn. Đối với những giá trị nhỏ của hiệu suất phản xạ, dạng sóng gần như hình sin, nhưng so với những giá trị lớn hơn, nó trở nên giống như một sóng hình sin chỉnh lưu toàn sóng. Dạng sóng này gồm có điện áp và dòng điện từ hiệu suất chuyển tiếp cộng với điện áp và dòng điện từ hiệu suất phản xạ .

Ở khoảng cách một phần tư bước sóng từ tải, điện áp kết hợp đạt giá trị cực đại trong khi dòng điện ở mức tối thiểu. Ở khoảng cách nửa bước sóng từ tải, điện áp và dòng điện giống như ở tải.

Một tình huống tương tự xảy ra khi điện trở tải lớn hơn trở kháng trung chuyển, tuy nhiên lần này tổng điện áp tại tải cao hơn giá trị của đường khớp hoàn hảo. Điện áp đạt tối thiểu ở khoảng cách một phần tư bước sóng từ tải và dòng điện ở mức tối đa. Tuy nhiên, ở khoảng cách một nửa bước sóng từ tải, điện áp và dòng điện giống như ở tải.

Sau đó, khi có một mạch mở được đặt ở cuối dòng, quy mô sóng đứng cho bộ cấp nguồn tựa như như của ngắn mạch, nhưng với điện áp và những mẫu hiện tại đảo ngược .

TRỞ LẠI

6) Năng lượng phản xạ là gì?

Khi một sóng truyền tới một ranh giới chẳng hạn như ranh giới giữa đường truyền không tổn hao và tải (Xem Hình 1. bên dưới), một số năng lượng sẽ được truyền cho tải và một số sẽ bị phản xạ. Hệ số phản xạ liên hệ giữa sóng tới và sóng phản xạ là:

Γ = V- / V + (Phương trình 1)

Trong đó V- là sóng phản xạ và V + là sóng tới. VSWR liên quan đến độ lớn của hệ số phản xạ điện áp (Γ) bởi:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 – | Γ |) (Phương trình 2)

Hình 1. Mạch đường truyền minh họa ranh giới xô lệch trở kháng giữa đường truyền và tải. Phản xạ xảy ra ở ranh giới được chỉ định bởi Γ. Sóng tới là V + và sóng phản xạ là V – .

VSWR hoàn toàn có thể được đo trực tiếp bằng máy đo SWR. Có thể sử dụng công cụ kiểm tra RF như máy nghiên cứu và phân tích mạng vector ( VNA ) để đo thông số phản xạ của cổng nguồn vào ( S11 ) và cổng đầu ra ( S22 ). S11 và S22 tương ứng với Γ tại cổng nguồn vào và đầu ra. Các VNA với những chính sách toán học cũng hoàn toàn có thể trực tiếp thống kê giám sát và hiển thị giá trị VSWR hiệu quả .

Mất mát trở lại tại những cổng nguồn vào và đầu ra hoàn toàn có thể được tính từ thông số phản xạ, S11 hoặc S22, như sau :

RLIN = 20 log10 | S11 | dB ( Phương trình 3 )

RLOUT = 20 log10 | S22 | dB ( Phương trình 4 )

Hệ số phản xạ được tính từ trở kháng đặc tính của đường truyền và trở kháng tải như sau :


Γ = (ZL – ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Phương trình 5)

Trong đó ZL là trở kháng tải và ZO là trở kháng đặc tính của đường truyền ( Hình 1 ) .


VSWR cũng có thể được thể hiện dưới dạng ZL và ZO. Thay thế phương trình 5 thành phương trình 2, chúng ta có được:


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


Dành cho ZL> ZO, | ZL – ZO | = ZL – ZO

Vì thế :


VSWR = (ZL + ZO + ZL – ZO) / (ZL ​​+ ZO – ZL + ZO) = ZL / ZO. (Phương trình 6)

Đối với ZL

Vì thế :


VSWR = (ZL + ZO + ZO – ZL) / (ZL ​​+ ZO – ZO + ZL) = ZO / ZL. (Phương trình 7)

Chúng tôi đã chú ý quan tâm ở trên rằng VSWR là một đặc tả được đưa ra ở dạng tỷ suất so với 1, như một ví dụ 1.5 : 1. Có hai trường hợp đặc biệt quan trọng của VSWR, : 1 và 1 : 1. Một tỷ suất vô cực với một xảy ra khi tải là một mạch mở. Tỷ lệ 1 : 1 xảy ra khi tải trọn vẹn khớp với trở kháng đặc tính đường truyền .

VSWR được xác lập từ sóng đứng phát sinh trên chính đường truyền bằng cách :

VSWR = | VMAX | / | VMIN | ( Phương trình 8 )

Trong đó VMAX là biên độ cực lớn và VMIN là biên độ tối thiểu của sóng đứng. Với hai sóng siêu áp, cực lớn xảy ra với giao thoa tăng cường giữa sóng tới và sóng phản xạ. Như vậy :


VMAX = V + + V- (Phương trình 9)


cho sự can thiệp xây dựng tối đa. Biên độ tối thiểu xảy ra với giao thoa giải cấu trúc, hoặc:

VMIN = V + – V- (Phương trình 10)

Thay thế các phương trình 9 và 10 thành phương trình 8 mang lại

VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + – V-) (Phương trình 11)

Thay thế phương trình 1 thành phương trình 11, tất cả chúng ta có được :


VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 – | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 – | Γ |) (Phương trình 12)


Phương trình 12 là Phương trình 2 được nêu ở đầu bài viết này.

TRỞ LẠI

4. Máy tính VSWR: Làm thế nào để tính toán VSWR? 

Thành phần điện áp của sóng dừng trong một đường truyền đều gồm sóng thuận ( có biên độ Vf ) chồng lên sóng phản xạ ( có biên độ Vr ). Phản xạ xảy ra do sự gián đoạn, ví dụ điển hình như sự không hoàn hảo nhất trong một đường truyền thống nhất khác, hoặc khi một đường truyền được kết thúc với trở kháng khác với trở kháng đặc trưng của nó .


Nếu bạn quan tâm đến việc xác định hiệu suất của ăng-ten, VSWR phải luôn được đo tại chính các đầu nối ăng-ten thay vì ở đầu ra của máy phát. Do tổn hao ohmic trong hệ thống cáp truyền, sẽ tạo ra ảo ảnh về việc có một VSWR ăng ten tốt hơn, nhưng đó chỉ là do những tổn thất này làm giảm tác động của phản xạ đột ngột tại các đầu cuối ăng ten.

Vì ăng-ten thường được đặt cách máy phát một khoảng cách nào đó, nên nó yêu cầu một đường cấp nguồn để truyền công suất giữa hai ăng-ten. Nếu đường cấp dữ liệu không có suy hao và phù hợp với cả trở kháng đầu ra của máy phát và trở kháng đầu vào của ăng-ten, thì công suất lớn nhất sẽ được phân phối đến ăng-ten. Trong trường hợp này, VSWR sẽ là 1: 1 và điện áp và dòng điện sẽ không đổi trên toàn bộ chiều dài của đường cấp.

1) Tính toán VSWR

Suy hao hồi lưu là một đơn vị chức năng đo bằng dB của tỷ số hiệu suất trong sóng tới so với hiệu suất trong sóng phản xạ và chúng tôi định nghĩa nó có giá trị âm .

Mất mát trở lại = 10 log ( Pr / Pi ) = 20 log ( Er / Ei )

Ví dụ, nếu một tải có suy hao trở lại là -10 dB, thì 1/10 công suất tới được phản ánh. Mức tổn thất trả về càng cao, thì lượng điện thực sự bị mất càng ít.

Cũng đáng quan tâm là sự mất mát không phù hợp. Đây là thước đo mức độ suy giảm công suất truyền qua do phản xạ. Nó được đưa ra bởi mối quan hệ sau:


Mất không khớp = 10 log (1 -p2)

Ví dụ : từ Bảng # 1, một ăng-ten có VSWR là 2 : 1 sẽ có thông số phản xạ là 0.333, suy hao không tương thích là – 0.51 dB và suy hao trả về là – 9.54 dB ( 11 % hiệu suất máy phát của bạn bị phản xạ trở lại )

2) Biểu đồ tính toán VSWR miễn phí

Đây là một biểu đồ tính toán VSWR đơn giản. 

Luôn nhớ rằng VSWR phải là 1 số ít lớn hơn 1.0

VSWR Hệ số phản xạ ( Γ ) Công suất phản ánh ( % ) Mất điện áp Công suất phản xạ ( dB ) Trả lại mất mát Suy hao không tương thích ( dB )
1 0.00 0.00 0 – Vô cực Vô cực 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
có ích. Cảm ơn ! hữu dụng. Cảm ơn ! có ích. Cảm ơn ! hữu dụng. Cảm ơn ! có ích. Cảm ơn ! hữu dụng. Cảm ơn ! hữu dụng. Cảm ơn !
100 100
Đọc thêm : VSWR trong ăng-ten

Tỷ lệ sóng đứng điện áp ( VSWR ) là một chỉ báo về mức độ không tương thích giữa một ăng-ten và đường cấp liên kết với nó. Đây còn được gọi là Tỷ lệ sóng đứng ( SWR ). Phạm vi giá trị của VSWR là từ 1 đến ∞ .

Giá trị VSWR dưới 2 được coi là tương thích với hầu hết những ứng dụng ăng ten. Ăng-ten hoàn toàn có thể được miêu tả là có ” Phù hợp tốt “. Vì vậy, khi ai đó nói rằng ăng-ten được tích hợp kém, thường có nghĩa là giá trị VSWR vượt quá 2 cho một tần số chăm sóc .

Mất mát trở lại là một thông số kỹ thuật kỹ thuật khác được chăm sóc và được đề cập chi tiết cụ thể hơn trong phần Lý thuyết Ăng-ten. Một quy đổi thường được nhu yếu là giữa tổn thất trả lại và VSWR, và 1 số ít giá trị được lập bảng trong biểu đồ, cùng với biểu đồ của những giá trị này để tìm hiểu thêm nhanh .

Những đo lường và thống kê này đến từ đâu ? Vâng, hãy khởi đầu với công thức cho VSWR :

Nếu tất cả chúng ta đảo ngược công thức này, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể đo lường và thống kê thông số phản xạ ( hoặc tổn thất trả về, s11 ) từ VSWR :

Bây giờ, thông số phản xạ này thực sự được xác lập theo điện áp. Chúng tôi thực sự muốn biết bao nhiêu sức mạnh đang được phản ánh. Điều này sẽ tỷ suất với bình phương của điện áp ( V ^ 2 ). Do đó, hiệu suất phản ánh theo Tỷ Lệ sẽ là :

Chúng ta hoàn toàn có thể quy đổi hiệu suất phản xạ sang decibel một cách đơn thuần :

Cuối cùng, nguồn được phản xạ hoặc chuyển đến ăng-ten. Số tiền được phân phối đến ăng-ten được viết là ( ), và đơn thuần là ( 1 – ^ 2 ). Đây được gọi là mất mát không tương thích. Đây là lượng điện năng bị mất do không tương thích trở kháng và tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thống kê giám sát khá thuận tiện :

Và đó là toàn bộ những gì tất cả chúng ta cần biết để quy đổi qua lại giữa VSWR, mất mát s11 / trả về và mất mát không khớp. Tôi kỳ vọng bạn đã có một khoảng chừng thời hạn tuyệt vời như tôi đã có .

Bảng chuyển đổi – dBm sang dBW và W (watt)

Trong bảng này, chúng tôi trình bày giá trị của công suất tính bằng dBm, dBW và Watt (W) tương ứng với nhau như thế nào.

Công suất ( dBm ) Công suất ( dBW ) Công suất ( ( 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
Trong đó :

dBm = decibel-milliwatt

dBW = decibel-watt

MW = megawatt

KW = kilowatt

W = watt

mW = milliwatt

μW = microwatt

nW = nanowatt

pW = picowatt

TRỞ LẠI

3) Công thức VSWR

Chương trình này là một applet để tính Tỷ lệ sóng đứng điện áp (VSWR).

Khi thiết lập một hệ thống ăng-ten và máy phát, điều quan trọng là tránh trở kháng không khớp ở bất cứ đâu trong hệ thống. Bất kỳ sự không phù hợp nào cũng có nghĩa là một phần tỷ lệ của sóng đầu ra được phản xạ trở lại về phía máy phát và hệ thống trở nên kém hiệu quả. Sự không phù hợp có thể xảy ra tại các giao diện giữa các thiết bị khác nhau, ví dụ như máy phát, cáp và ăng ten. Ăng-ten có trở kháng, thường là 50 ohms (khi ăng-ten có kích thước chính xác). Khi phản xạ xảy ra, sóng đứng được tạo ra trong cáp.

Công thức VSWR và thông số phản xạ :

Phương thức 1

Hệ số phản xạ Γ được định nghĩa là

Phương thức 2

VSWR hoặc tỷ lệ sóng đứng điện áp

Công thức Công thức
gamma ZL = Giá trị tính bằng ohms của tải ( thường là ăng ten )

Zo = Trở kháng đặc trưng của đường truyền trong ohms
Sigma

Cho rằng ρ sẽ biến hóa từ 0 đến 1, những giá trị được tính cho VSWR sẽ từ 1 đến vô cùng .

Các giá trị được thống kê giám sát giữa – 1 ≦ Γ ≦ 1 . Các giá trị được giám sát 1 hoặc tỷ suất 1 : 1 .
Khi giá trị là ” – 1 ” . Có nghĩa là 100 % phản xạ xảy ra và không có nguồn năng lượng được chuyển đến tải. Sóng phản xạ lệch sóng 180 độ ( ngược ) với sóng tới . Với mạch mở Đây là thực trạng mạch hở không có ăng-ten liên kết. Có nghĩa là ZL là vô hạn và những số hạng Zo sẽ biến mất trong phương trình 1, để lại Γ = 1 ( phản xạ 100 % ) và ρ = 1 .

Không có sức mạnh được chuyển và VSWR sẽ là vô hạn .

Khi giá trị là ” 1 ” . Có nghĩa là 100 % phản xạ xảy ra và không có nguồn năng lượng được chuyển đến tải. Sóng phản xạ cùng pha với sóng tới . Khi bị đoản mạch Hãy tưởng tượng phần cuối của cáp bị đoản mạch. Có nghĩa là ZL bằng 0 và phương trình 1 sẽ tính Γ = – 1 và ρ = 1 .

Không có sức mạnh được chuyển và VSWR là vô hạn .

Khi giá trị là ” 0 ” . Có nghĩa là không có phản xạ xảy ra và toàn bộ nguồn năng lượng được chuyển đến tải. ( LÝ TƯỞNG ) Với ăng ten tương thích đúng chuẩn . Khi một ăng-ten tương thích được liên kết đúng mực, thì tổng thể nguồn năng lượng được chuyển đến ăng-ten và được chuyển thành bức xạ. ZL là 50 ohms và Eq. 1 sẽ tính Γ bằng 1. Như vậy VSWR sẽ đúng mực là XNUMX .
N / A N / A Với ăng ten tương thích không đúng chuẩn . Khi một ăng ten tương thích không đúng mực được liên kết, trở kháng sẽ không còn là 50 ohms và xảy ra sự không khớp trở kháng và một phần nguồn năng lượng được phản xạ trở lại. Lượng nguồn năng lượng phản ánh nhờ vào vào mức độ không tương thích và do đó VSWR sẽ có giá trị trên 1 .


Khi sử dụng cáp có trở kháng đặc tính không đúng chuẩn

Cáp / đường truyền được sử dụng để liên kết ăng-ten với máy phát sẽ cần phải là trở kháng đặc tính đúng mực Zo .

Thông thường, cáp đồng trục là 50 ohms ( 75 ohms cho TV và vệ tinh ) và giá trị của chúng sẽ được in trên chính cáp .

Lượng nguồn năng lượng phản xạ phụ thuộc vào vào mức độ không tương thích và do đó VSWR sẽ là một giá trị trên 1 .

Đánh giá :

Sóng dừng là gì ? Một tải được liên kết với cuối đường truyền và tín hiệu chảy dọc theo nó và đi vào tải. Nếu trở kháng của tải không khớp với trở kháng của đường truyền, thì một phần của sóng truyền trở lại bị phản xạ về phía nguồn .


Khi sự phản xạ xảy ra, những sóng này quay trở lại đường truyền và kết hợp với sóng tới để tạo ra sóng đứng. Điều quan trọng cần lưu ý là sóng kết quả xuất hiện giống như đứng yên và không lan truyền như sóng bình thường và không truyền năng lượng về phía tải. Sóng có các vùng có biên độ cực đại và cực tiểu gọi là các nút chống và nút tương ứng.


Khi kết nối ăng-ten, nếu VSWR 1.5 được tạo ra, thì hiệu suất năng lượng là 96%. Khi VSWR 3.0 được sản xuất, hiệu suất năng lượng là 75%. Trong sử dụng thực tế, không nên vượt quá VSWR là 3.

TRỞ LẠI

5. Cách đo tỷ lệ sóng đứng – Wikipedia Giải thích

Nhiều phương pháp khác nhau có thể được sử dụng để đo tỷ số sóng dừng. Phương pháp trực quan nhất sử dụng đường có rãnh là một đoạn đường truyền có rãnh mở cho phép đầu dò phát hiện điện áp thực tế tại các điểm khác nhau dọc theo đường dây. 

Do đó, những giá trị lớn nhất và nhỏ nhất hoàn toàn có thể được so sánh trực tiếp. Phương pháp này được sử dụng ở tần số VHF và cao hơn. Ở tần số thấp hơn, những đường như vậy dài không trong thực tiễn. Bộ ghép khuynh hướng hoàn toàn có thể được sử dụng ở HF trải qua những tần số vi sóng .

Một số là một phần tư sóng hoặc dài hơn, hạn chế việc sử dụng chúng ở những tần số cao hơn. Các loại bộ ghép xu thế khác lấy mẫu dòng điện và điện áp tại một điểm duy nhất trên đường truyền và phối hợp chúng theo chiêu thức toán học để đại diện thay mặt cho dòng điện chạy theo một hướng .

Loại SWR / đồng hồ đeo tay đo hiệu suất phổ cập được sử dụng trong hoạt động giải trí nghiệp dư hoàn toàn có thể chứa bộ nối hai hướng. Các loại khác sử dụng một bộ ghép nối duy nhất hoàn toàn có thể xoay 180 độ để nguồn mẫu chảy theo một trong hai hướng. Các bộ ghép nối một chiều loại này có sẵn cho nhiều dải tần số và mức hiệu suất và với những giá trị ghép nối thích hợp cho đồng hồ đeo tay đo tương tự như được sử dụng .

Một oát kế xu thế sử dụng thành phần bộ ghép khuynh hướng hoàn toàn có thể xoay

Công suất chuyển tiếp và phản xạ được đo bằng bộ ghép xu thế hoàn toàn có thể được sử dụng để đo lường và thống kê SWR. Các phép tính hoàn toàn có thể được thực thi bằng toán học ở dạng tựa như hoặc kỹ thuật số hoặc bằng cách sử dụng những giải pháp đồ họa được tích hợp trong đồng hồ đeo tay như một thang đo bổ trợ hoặc bằng cách đọc từ điểm giao nhau giữa hai kim trên cùng một đồng hồ đeo tay .

Các dụng cụ đo trên hoàn toàn có thể được sử dụng ” thẳng hàng ” tức là hàng loạt hiệu suất của máy phát hoàn toàn có thể đi qua thiết bị đo để cho phép theo dõi liên tục SWR. Các thiết bị khác, ví dụ điển hình như bộ nghiên cứu và phân tích mạng, bộ ghép xu thế hiệu suất thấp và cầu ăng ten sử dụng hiệu suất thấp cho phép đo và phải được liên kết thay cho máy phát. Mạch cầu hoàn toàn có thể được sử dụng để đo trực tiếp những phần thực và ảo của trở kháng tải và sử dụng những giá trị đó để tính SWR. Các chiêu thức này hoàn toàn có thể cung ứng nhiều thông tin hơn là chỉ SWR hoặc chuyển tiếp và phản xạ hiệu suất. [ 11 ] Máy nghiên cứu và phân tích ăng-ten độc lập sử dụng nhiều chiêu thức đo khác nhau và hoàn toàn có thể hiển thị SWR và những thông số kỹ thuật khác được vẽ theo tần số. Bằng cách sử dụng tích hợp những bộ ghép xu thế và cầu nối, hoàn toàn có thể tạo ra một thiết bị nội tuyến đọc trực tiếp trong trở kháng phức tạp hoặc trong SWR. [ 12 ] Máy nghiên cứu và phân tích ăng-ten độc lập cũng có sẵn để đo nhiều tham số .

TRỞ LẠI

6. Thường xuyên đặt câu hỏi

1) Nguyên nhân nào gây ra VSWR cao?

Nếu VSWR quá cao, hoàn toàn có thể có quá nhiều nguồn năng lượng bị phản xạ trở lại bộ khuếch đại hiệu suất, gây hỏng mạch bên trong. Trong một hệ thống lý tưởng, sẽ có VSWR là 1 : 1. Nguyên nhân của xếp hạng VSWR cao hoàn toàn có thể là do sử dụng tải không đúng hoặc một cái gì đó không xác lập, ví dụ điển hình như đường truyền bị hỏng .


2) Làm thế nào để bạn giảm VSWR?

Một kỹ thuật để giảm tín hiệu phản xạ từ đầu vào hoặc đầu ra của bất kể thiết bị nào là đặt một bộ suy hao trước hoặc sau thiết bị. Bộ suy hao làm giảm tín hiệu phản xạ hai lần giá trị suy hao, trong khi tín hiệu truyền đi nhận giá trị suy hao danh định. ( Lời khuyên : Để nhấn mạnh vấn đề mức độ quan trọng của VSWR và RL so với mạng của bạn, hãy xem xét giảm hiệu suất từ ​ ​ VSWR từ 1.3 : 1 xuống 1.5 : 1 – đây là sự biến hóa về Mất mát trở lại từ 16 dB thành 13 dB ) .

3) S11 có bị mất vốn không?

Trong thực tiễn, thông số kỹ thuật được trích dẫn phổ cập nhất tương quan đến ăng-ten là S11. S11 đại diện thay mặt cho lượng hiệu suất được phản xạ từ ăng-ten, và do đó được gọi là thông số phản xạ ( nhiều lúc được viết dưới dạng gamma : hoặc suy hao trở lại. … Công suất được đồng ý này được bức xạ hoặc hấp thụ dưới dạng suy hao bên trong ăng-ten .

4) Tại sao VSWR được đo lường?

VSWR ( Tỷ lệ sóng đứng điện áp ), là thước đo mức độ hiệu suất cao của hiệu suất tần số vô tuyến được truyền từ nguồn điện, qua đường truyền, thành tải ( ví dụ : từ bộ khuếch đại hiệu suất qua đường truyền, đến ăng-ten ). Trong một hệ thống lý tưởng, 100 % nguồn năng lượng được truyền đi .

5) Làm cách nào để khắc phục VSWR cao?

Nếu ăng-ten của bạn được gắn ở vị trí thấp trên xe, như trên cản hoặc sau ca-bin của xe bán tải, tín hiệu có thể dội ngược trở lại ăng-ten, gây ra SWR cao. Để giảm bớt điều này, hãy giữ ít nhất 12 inch trên cùng của ăng-ten phía trên đường mái và đặt ăng-ten càng cao càng tốt trên xe.

6 ) Đọc VSWR Tốt là gì ?

Giá trị đọc tốt nhất hoàn toàn có thể là 1.01 : 1 ( tổn thất trả về 46 dB ), nhưng thường thì giá trị đọc dưới 1.5 : 1 là gật đầu được. Bên ngoài quốc tế hoàn hảo nhất, tỷ suất 1.2 : 1 ( tổn thất trả lại 20.8 dB ) được vận dụng trong hầu hết những trường hợp. Để bảo vệ số đọc đúng mực, cách tốt nhất là liên kết đồng hồ đeo tay ở chân ăng-ten .

7) 1.5 SWR có tốt không?

Vâng, đúng vậy! Phạm vi lý tưởng là SWR 1.0-1.5. Có chỗ để cải thiện khi phạm vi SWR là 1.5 – 1.9, nhưng SWR trong phạm vi này vẫn phải cung cấp hiệu suất phù hợp. Đôi khi, do cài đặt hoặc các biến số của phương tiện, không thể để SWR thấp hơn mức này.

8) Làm cách nào để kiểm tra SWR của tôi mà không cần đồng hồ đo?

Dưới đây là các bước Để dò đài CB mà không cần đồng hồ SWR:

1) Tìm vùng có giới hạn giao thoa.

2) Đảm bảo rằng bạn có một đài bổ sung.

3) Dò cả hai đài đến cùng một kênh.

4) Nói vào một đài phát thanh và nghe qua đài phát thanh kia.

5) Di chuyển một đài ra xa và ghi lại khi âm thanh rõ ràng.

6) Điều chỉnh ăng-ten của bạn nếu cần.

9) Có cần điều chỉnh tất cả các Anten CB không?

Mặc dù không cần điều chỉnh ăng-ten để vận hành hệ thống CB của bạn, nhưng có một số lý do quan trọng mà bạn nên luôn chỉnh ăng-ten: Cải thiện Hiệu suất – Một ăng-ten được điều chỉnh đúng cách sẽ LUÔN hoạt động hiệu quả hơn ăng-ten không được điều chỉnh.

10) Tại sao SWR của tôi tăng lên khi tôi nói chuyện?

Một trong những nguyên do thông dụng nhất của những chỉ số SWR cao là liên kết không đúng mực đồng hồ đeo tay SWR với đài và ăng-ten của bạn. Khi được đính kèm không đúng chuẩn, những hiệu quả đọc sẽ được báo cáo giải trình là cực kỳ cao ngay cả khi mọi thứ được setup tuyệt vời và hoàn hảo nhất. Vui lòng xem bài viết này để bảo vệ đồng hồ đeo tay SWR của bạn được lắp ráp đúng cách .

7. Trực tuyến miễn phí tốt nhất Máy tính VSWR vào năm 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

TRỞ LẠI

Chia sẻ được chăm sóc!

Để lại lời nhắn 

Họ tên

*

E-mail

*

Điện thoại

Địa Chỉ



Xem mã xác minh? Nhấn vào làm mới!

Câu Hỏi / Nội Dung “ * ”

Danh sách tin nhắn

,>

More on this topic

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Advertismentspot_img

Popular stories