Hướng dẫn đầy đủ về VSWR từ FMUSER [Cập nhật năm 2022]

Trong lý thuyết ăng-ten, VSWR được viết tắt từ tỷ lệ sóng đứng điện áp. 

VSWR là phép đo mức sóng đứng trên đường trung chuyển, nó còn được gọi là tỷ lệ sóng đứng (SWR). 

Chúng ta biết rằng sóng đứng, giải thích cho tỷ lệ sóng đứng, là một yếu tố quan trọng cần được xem xét đối với các kỹ sư khi tiến hành nghiên cứu kỹ thuật RF trên ăng-ten.

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

Nhưng VSWR thực sự là gì và nó có ý nghĩa gì đối với việc phát sóng? Blog này là hướng dẫn đầy đủ nhất về VSWR, bao gồm nó là gì, cách hoạt động và mọi thứ bạn cần biết về VSWR. 

Hãy tiếp tục khám phá!

Chia sẻ được chăm sóc!

1. VSWR là gì? Khái niệm cơ bản về tỷ lệ sóng đứng điện áp

1) Về VSWR 

-VSWR Định nghĩa

VSWR là gì? Nói một cách đơn giản, VSWR được định nghĩa là tỷ số giữa sóng dừng điện áp truyền qua và phản xạ trong một tần số vô tuyến (RF) hệ thống truyền tải điện. 

- Viết tắt của VSWR

VSWR được viết tắt từ tỷ lệ sóng đứng điện áp, nó đôi khi được phát âm là "viswar".

-Cách VSWR Công trinh

VSWR được coi là phép đo mức độ hiệu quả của công suất RF được truyền - từ nguồn điệnd sau đó đi thông qua một đường truyền, và cuối cùng là vào tải.

-VSWR trong phát sóng

VSWR is được sử dụng như một thước đo hiệu quả cho mọi thứ truyền tải RF bao gồm đường truyền, cáp điện và thậm chí cả tín hiệu trong không khí. Một ví dụ phổ biến là một bộ khuếch đại công suất được kết nối với một ăng-ten thông qua một đường truyền. Đó là lý do tại sao bạn cũng có thể coi VSWR là tỷ số giữa điện áp tối đa và tối thiểu trên đường dây ít tổn thất.

2) Chính là gì Fchú ý của VSWR?

VSWR được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như trong ăng ten, viễn thông, vi sóng, tần số vô tuyến (RF), Vv 

Dưới đây là một số ứng dụng chính có giải thích:

Các ứng dụng của VSWR	Các chức năng chính của VSWR
Truyền Antenna	Tỷ lệ sóng đứng điện áp (VSWR) là một chỉ báo về lượng không phù hợp giữa một antenna và đường cấp dữ liệu kết nối 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 phù hợp với hầu hết các ứng dụng ăng ten. Ăng-ten có thể được mô tả là có "Phù hợp tốt". Vì vậy, khi ai đó nói rằng ăng-ten được kết hợp kém, thường có nghĩa là giá trị VSWR vượt quá 2 cho một tần số quan tâm.
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 đại) với biên độ tại một nút lân cận (cực tiểu) trong đường truyền điện.
Lò vi sóng	Các phép đo hiệu suất phổ biến liên quan đến đường truyền và mạch vi sóng là VSWR, hệ số phản xạ và trở vền mất mát, cũng như hệ số truyền và suy hao chèn. Tất cả những điều này có thể được thể hiện bằng cách sử dụng các 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) hệ thốngcó. Nó là thước đo về mức độ hiệu quả của công suất RF được truyền từ nguồn điện, qua đường dây truyền tải và vào tải

3) Học Cách Thể hiện VSWR từ Kỹ thuật viên Jimmy

Đây là danh sách kiến ​​thức RF đơn giản cơ bản do Jimmy kỹ thuật viên RF của chúng tôi cung cấp. Hãy để tôikiếm nhiều hơn về VSWR thông qua phần sau nội dung: 

- Biểu thị VSWR bằng 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

- Biểu thị VSWR bằng 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.

- Thể hiện VSWR bằng cách sử dụng năng lượng phản chiếu 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

3) Tại sao tôi nên quan tâm đến VSWR? Tại sao nó quan trọng?

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

Trong một đường dây được kết nối, sự không phù hợp trở kháng 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. 

Nguyên nhân chính: Tất cả năng lượng bị phản xạ (ví dụ: do hở hoặc ngắn mạch) vào cuối đường dây, sau đó không có năng lượng nào bị hấp thụ, tạo ra "sóng dừng" hoàn hảo trên đường dây. 

Kết quả của các sóng đối lập là một sóng dừng. Điều này làm giảm công suất mà ăng-ten nhận được và có thể sử dụng để phát sóng. Nó thậm chí có thể làm cháy máy phát. 

Giá trị của VSWR thể hiện công suất phản ánh từ tải đến nguồn. Nó thường được sử dụng để mô tả bao nhiêu công 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.

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 tất cả năng lượng bị phản xạ (ví dụ: do hở hoặc ngắn mạch) ở cuối đường dây, thì không có năng lượng nào bị hấp thụ, tạo ra "sóng dừng" hoàn hảo trên đường dây. 

Nó không cần một sự mở hoặc ngắn mạch để tạo ra một sóng phản xạ. Tất cả những gì nó cần là trở kháng không phù hợp giữa đường dây và tải. 

Nếu sóng phản xạ không mạnh bằng sóng thuận, thì sẽ quan sát thấy một số kiểu "sóng dừng", nhưng các giá trị rỗng sẽ không sâu cũng như các đỉnh cao như đối với phản xạ hoàn hảo (hoặc không khớp hoàn toàn).

2. SWR là gì?

1) SWR Định nghĩa

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

'' Phép đo sự phù hợp 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 năng lượng phản xạ, có thể làm hỏng máy phát và giảm hiệu suất máy phát. 

Vì SWR thường đề cập đến tỷ lệ điện áp, nó thường được gọi là tỷ lệ 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:

- 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.

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.

-Các mức điện áp và dòng điện cao có thể làm hỏng bộ cấp liệu

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.

-Các sự chậm trễ gây ra bởi sự phản xạ có thể gây ra sự biến dạng:   

Khi một tín hiệu bị phản xạ bởi sự không phù hợp, nó sẽ bị phản xạ trở lại nguồn và sau đó có thể bị phản xạ lại về phía ăng-ten. 

Thời gian trễ được đưa vào bằng hai lần thời gian truyền của tín hiệu dọc theo bộ trung chuyển. 

Nếu dữ liệu đang được truyền, điều này có thể gây ra nhiễu giữa các ký hiệu và trong một ví dụ khác khi truyền hình tương tự, hình ảnh “bóng ma” đã được nhìn thấy.

Điều thú vị là sự mất mát mức tín hiệu do VSWR kém gần như không lớn như một số người có thể tưởng tượng. 

Bất kỳ tín hiệu nào được phản xạ bởi tải, sẽ được phản xạ trở lại máy phát và khi sự phù hợp tại máy phát có thể cho phép tín hiệu được phản xạ trở lại ăng-ten, tổn thất phát sinh về cơ bản là những tổn thất do bộ nạp đưa vào. 

Có các bit quan trọng khác cần được đo lường trong hiệu quả của ăng-ten: hệ số phản xạ, tổn thất không phù hợp và tổn thất trả về cho một số ít. VSWR không phải là phần cuối của lý thuyết ăng-ten, nhưng nó rất quan trọng.

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 các hệ thống RF, và nhiều người hỏi về sự khác biệt.

-VSWR

VSWR hoặc tỷ lệ sóng dừng điện áp áp dụng cụ thể cho các sóng dừng điện áp được thiết lập trên bộ cấp hoặc đường truyền. 

Vì việc phát hiện sóng dừng của điện áp dễ dàng hơn, và trong nhiều trường hợp, điện áp quan trọng hơn đối với sự cố thiết bị, thuật ngữ VSWR thường được sử dụng, đặc biệt là trong các khu vực thiết kế RF.

-SWR

SWR là viết tắt của tỷ số sóng đứng. Bạn có thể xem nó như một biểu thức toán học về sự không đồng nhất 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 điểm:

SWR có các tính năng sau:

● Nó mô tả điện áp và sóng dừng hiện tại xuất hiện trên đường dây. 

● Nó là một mô tả chung cho cả dòng điện và sóng dừng điện áp. 

● Nó thường được sử dụng cùng với các máy đo được sử dụng để phát hiện tỷ lệ 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 năng lượng phản xạ, có thể làm hỏng máy phát và giảm hiệu suất máy phát. Vì SWR thường đề cập đến tỷ lệ điện áp, nó thường được gọi là tỷ lệ sóng dừng điện áp (VSWR).

● PSWR (Tỷ lệ sóng đứng công suất):

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

● ISWR (Tỷ lệ sóng đứng hiện tại):

SWR cũng có thể được định nghĩa là tỷ số giữa dòng RF tối đa với dòng RF tối thiểu trên đường dây (tỷ lệ sóng đứng hiện tại hoặc ISWR). Đối với hầu hết các mục đích thực tế, ISWR giống như VSWR.

Theo hiểu biết của một số người về SWR và VSWR ở dạng cơ bản của chúng thì đó là 1: 1 hoàn hảo. SWR có nghĩa là tất cả 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 năng lượng hơn mức cần thiết và một phần công 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 khác biệt giữa VSWR và SWR là gì? SWR (tỷ số sóng đứng) là một khái niệm, tức là tỷ số sóng dừng. VSWR thực chất là cách bạn thực hiện phép đo, bằng cách đo điện áp để xác định SWR. Bạn cũng có thể đo SWR bằng cách đo dòng điện hoặc thậm chí công suất (ISWR và PSWR). Nhưng đối với hầu hết các ý định và mục đích, khi ai đó nói SWR, họ có nghĩa là VSWR, trong cuộc trò chuyện thông thường chúng 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, một số hoặc nhiều công suất chỉ đơn giản là được phản hồi trở lại máy phát. Nó không liên quan gì đến tín hiệu sạch và mọi thứ liên quan đến việc bảo vệ máy phát của bạn không bị cháy và SWR không phụ thuộc vào lượng điện bạn đang bơm ra. Nó chỉ đơn giản có nghĩa là ở tần số, hệ thống ăng-ten không hiệu quả như một bộ tản nhiệt. Tất nhiên, nếu bạn đang cố gắng truyền ở một tần số, bạn muốn ăng-ten của mình có SWR thấp nhất có thể (Thông thường, bất kỳ điều gì nhỏ hơn 2: 1 không tệ lắm ở các dải thấp hơn và 1.5: 1 là tốt ở các dải cao hơn) , nhưng nhiều ăng-ten đa băng tần có thể ở tỷ lệ 10: 1 trên một số băng tần và bạn có thể thấy rằng bạn có thể hoạt động ở mức chấp nhận được.

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% công 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 mô tả hiệu quả của việc truyền công suất từ ​​đường dây đến tải hoặc ăng ten: VSWR, hệ số phản xạ, suy hao không phù hợp 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 các 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 hoàn hảo; không có sóng đứng; tất cả nguồn điện đi vào ăng-ten / tải]

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

Với các 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 hệ 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 di chuyển xuống]

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

Với các 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 có thể được coi như một đường dây truyền tải, chẳng hạn như những người khổng lồ trên không phân phối nguồn điện xoay chiều trên toàn cảnh. Việc kết hợp tất cả các dạng đường truyền khác nhau sẽ nằm ngoài phạm vi của bài viết này đáng kể, vì vậy chúng tôi sẽ giới hạn cuộc thảo luận ở các tần số từ khoảng 1 MHz đến 1 GHz và ở hai loại đường truyền phổ biến: đồng trục (hoặc “đồng trục”) và dây dẫn song song (hay còn gọi là dây mở, dây cửa sổ, dây thang, hoặc dây dẫn đôi như chúng ta sẽ gọi nó) như trong Hình 1.

Giải thích: 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 bề mặt của dây dẫn (xem thanh bên trên “Hiệu ứng da”) theo các hướng ngược nhau. Đáng ngạc nhiên là năng lượng RF chạy dọc theo đường dây không thực sự chạy trong các dây dẫn nơi có dòng điện. Nó truyền đi dưới dạng sóng điện từ (EM) trong không gian giữa và xung quanh các 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 hoàn toàn nằm trong chất điện môi giữa dây dẫn trung tâm và tấm chắn. Tuy nhiên, đối với đạo trình kép, trường mạnh nhất xung quanh và giữa các vật dẫn điện nhưng không có tấm chắn xung quanh, một số trường mở rộng ra không gian xung quanh đường dây.

Đây là lý do tại sao đồng trục rất phổ biến - nó không cho phép các tín hiệu bên trong tương tác với các 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 các đường nạp khác và bất kỳ loại bề mặt 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 vấn đề quan trọng cần xem xét.

Hướng dẫn đường truyền cho người mới bắt đầu (Nguồn: AT&T)

Hiệu ứng Da là gì?

Trên khoảng 1 kHz, dòng điện xoay chiều chạy theo lớp ngày càng mỏng dọc theo bề mặt của vật dẫn. Đây là hiệu ứng da. Nó xảy ra do dòng điện xoáy bên trong vật dẫn tạo ra từ trường đẩy dòng điện ra bề mặt bên ngoài của vật dẫn. Ở tần số 1 MHz trong đồng, hầu hết dòng điện bị 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.

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 phù hợp. Hệ số phản xạ được biểu thị bằng ρ hoặc Γ, nhưng các ký hiệu này cũng có thể được sử dụng để biểu thị VSWR. Nó liên 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, toàn bộ tín hiệu bị phản xạ trở lại, do đó hệ số phản xạ trong cả hai trường hợp là 1. Lưu ý rằng cuộc thảo luận này chỉ đề cập đến độ lớn của hệ số phản xạ.  

Γ cũng có góc pha liên quan, phân biệt giữa ngắn mạch và hở mạch, cũng như tất cả các 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 chức năng của tín hiệu được phản xạ cũng như các 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 đối lập của năng lượng điện khi nó 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 - Nguồn: Wikipedia

Trở kháng không phù hợp dẫn đến phản xạ điện áp và dòng điện, và trong thiết lập RF, điều này có nghĩa là công suất tín hiệu sẽ bị phản xạ trở lại nguồn của nó, tỷ lệ tùy theo mức độ không phù hợp. Điều này có thể được mô tả bằng cách sử dụng Tỷ lệ sóng đứng điện áp (VSWR), là thước đo hiệu quả của việc truyền công suất RF từ nguồn của nó thành một tải, chẳng hạn như ăng-ten.

Có thể khắc phục sự không khớp giữa trở kháng nguồn và tải, ví dụ như ăng ten 75Ohm và cáp đồng trục 50 Ohm, có thể khắc phục bằng cách sử dụng một loạt các thiết bị phù hợp trở kháng như điện trở mắc nối tiếp, máy biến áp, miếng đệm kết hợp trở kháng gắn trên bề mặt hoặc bộ chỉnh ăng ten.

Trong điện tử, kết hợp trở kháng bao gồm việc tạo ra hoặc thay đổi một mạch hoặc ứng dụng điện tử hoặc thành phần được thiết lập sao cho trở kháng của tải điện phù hợp với trở kháng của nguồn điện hoặc nguồn động lực. Mạch được thiết kế hoặc hộp số để các trở kháng xuất hiện giống nhau.

Khi xem xét các hệ thống bao gồm các đường truyền, cần phải hiểu rằng các nguồn, đường truyền / bộ nạp và tải đều có trở kháng đặc tính. 50Ω là một tiêu chuẩn rất phổ biến cho các ứng dụng RF mặc dù các trở kháng khác đôi khi có thể được nhìn thấy trong một số 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 vấn đề phát sinh khi điện được truyền vào đường truyền hoặc bộ cấp nguồn và nó di chuyển về phía tải. Nếu có sự không phù hợp, tức là trở kháng tải không khớp với đường truyền, thì không thể truyền hết công suất.

Vì năng lượng không thể biến mất, 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 các điểm khác nhau dọc theo bộ cấp nguồn theo các pha. Theo cách này, sóng đứng được thiết lập.

Cách thức mà hiệu ứng xảy ra có thể được chứng minh bằng một chiều dài của sợi dây. Nếu một đầu được để tự do và đầu kia được di chuyển xuống, chuyển động sóng có thể được nhìn thấy để di chuyển xuống dọc theo sợi dây. Tuy nhiên, nếu một đầu được cố định, một chuyển động sóng đứng được thiết lập và có thể nhìn thấy các 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 phù hợp hoàn hảo, 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 các giá trị nhỏ của công suất phản xạ, dạng sóng gần như hình sin, nhưng đối với các giá trị lớn hơn, nó trở nên giống như một sóng hình sin chỉnh lưu toàn sóng. Dạng sóng này bao gồm điện áp và dòng điện từ công suất chuyển tiếp cộng với điện áp và dòng điện từ công 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, mô hình sóng đứng cho bộ cấp nguồn tương tự như của ngắn mạch, nhưng với điện áp và các 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)

VSWR có thể được đo trực tiếp bằng máy đo SWR. Có thể sử dụng công cụ kiểm tra RF như máy phân tích mạng vector (VNA) để đo hệ số phản xạ của cổng đầu vào (S11) và cổng đầu ra (S22). S11 và S22 tương ứng với Γ tại cổng đầu vào và đầu ra. Các VNA với các chế độ toán học cũng có thể trực tiếp tính toán và hiển thị giá trị VSWR kết quả.

Mất mát trở lại tại các cổng đầu vào và đầu ra có thể được tính từ hệ số phản xạ, S11 hoặc S22, như sau:

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

RLOUT = 20log10 | 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 <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Vì thế:

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

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

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

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

Trong đó VMAX là biên độ cực đại và VMIN là biên độ tối thiểu của sóng đứng. Với hai sóng siêu áp, cực đại 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, 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? 

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

Tỷ lệ kết quả thường được biểu thị dưới dạng tỷ lệ, ví dụ 2: 1, 5: 1, v.v ... Một kết hợp hoàn hảo là 1: 1 và một sự không khớp hoàn chỉnh, 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 cụ thể và điện áp cực đại và cực tiểu không cần phải được xác định dọc theo chiều dài của đường dây.

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, chẳng hạn như sự không hoàn hảo 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 đo bằng dB của tỷ số công suất trong sóng tới so với công 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 hệ số phản xạ là 0.333, suy hao không phù hợp là -0.51 dB và suy hao trả về là -9.54 dB (11% công 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 một số 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 phù hợp (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
hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. Cảm ơn !	hữu ích. 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 phù hợp giữa một ăng-ten và đường cấp kết nối 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 phù hợp với hầu hết các ứng dụng ăng ten. Ăng-ten có thể được mô tả là có "Phù hợp tốt". Vì vậy, khi ai đó nói rằng ăng-ten được kết hợp kém, thường có nghĩa là giá trị VSWR vượt quá 2 cho một tần số quan tâm.  Mất mát trở lại là một thông số kỹ thuật khác được quan tâm và được đề cập chi tiết hơn trong phần Lý thuyết Ăng-ten. Một chuyển đổi thường được yêu cầu là giữa tổn thất trả lại và VSWR, và một số giá trị được lập bảng trong biểu đồ, cùng với biểu đồ của các giá trị này để tham khảo nhanh.

Những tính toán này đến từ đâu? Vâng, hãy bắt đầu với công thức cho VSWR:

Nếu chúng ta đảo ngược công thức này, chúng ta có thể tính toán hệ số phản xạ (hoặc tổn thất trả về, s11) từ VSWR:

Bây giờ, hệ số phản xạ này thực sự được xác định theo điện áp. Chúng tôi thực sự muốn biết bao nhiêu sức mạnh đang được phản ánh. Điều này sẽ tỷ lệ với bình phương của điện áp (V ^ 2). Do đó, công suất phản ánh theo phần trăm sẽ là:

Chúng ta có thể chuyển đổi công suất phản xạ sang decibel một cách đơn giản:

Cuối cùng, nguồn được phản xạ hoặc chuyển đến ăng-ten. Số tiền được phân phối đến ăng-ten được viết là (), và đơn giản là (1- ^ 2). Đây được gọi là mất mát không phù hợp. Đây là lượng điện năng bị mất do không phù hợp trở kháng và chúng ta có thể tính toán khá dễ dàng:

Và đó là tất cả những gì chúng ta cần biết để chuyển đổi qua lại giữa VSWR, mất mát s11 / trả về và mất mát không khớp. Tôi hy vọng bạn đã có một khoảng thời gian 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 = oát mW = miliwatt 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 hệ 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 thay đổi từ 0 đến 1, các giá trị được tính cho VSWR sẽ từ 1 đến vô cùng.
Các giá trị được tính toán	giữa -1 ≦ Γ ≦ 1.	Các giá trị được tính toán	1 hoặc tỷ lệ 1: 1.
Khi giá trị là "-1".	Có nghĩa là 100% phản xạ xảy ra và không có năng lượng được chuyển đến tải. Sóng phản xạ lệch pha 180 độ (ngược) với sóng tới.	Với mạch mở	Đây là tình trạng mạch hở không có ăng-ten kết nối. Có nghĩa là ZL là vô hạn và các 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 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 tất cả năng lượng được chuyển đến tải. (LÝ TƯỞNG)	Với ăng ten phù hợp chính xác.	Khi một ăng-ten phù hợp được kết nối chính xác, thì tất cả 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 chính xác là XNUMX.
N/A	N/A	Với ăng ten phù hợp không chính xác.	Khi một ăng ten phù hợp không chính xác được kết nối, trở kháng sẽ không còn là 50 ohms và xảy ra sự không khớp trở kháng và một phần năng lượng được phản xạ trở lại. Lượng năng lượng phản ánh phụ thuộc vào mức độ không phù hợp và do đó VSWR sẽ có giá trị trên 1.
Khi sử dụng cáp có trở kháng đặc tính không chính xác Cáp / đường truyền được sử dụng để kết nối ăng-ten với máy phát sẽ cần phải là trở kháng đặc tính chính xác Zo.  Thông thường, cáp đồng trục là 50ohms (75ohms cho TV và vệ tinh) và giá trị của chúng sẽ được in trên chính cáp.  Lượng năng lượng phản xạ phụ thuộc vào mức độ không phù hợp và do đó VSWR sẽ là một giá trị trên 1.

Đánh giá:

Sóng dừng là gì? Một tải được kết nối 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, các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất 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, các đường như vậy dài không thực tế. Bộ ghép định hướng có thể được sử dụng ở HF thông qua các tần số vi sóng. 

Một số là một phần tư sóng hoặc dài hơn, hạn chế việc sử dụng chúng ở các tần số cao hơn. Các loại bộ ghép định hướng khác lấy mẫu dòng điện và điện áp tại một điểm duy nhất trên đường truyền và kết hợp chúng theo phương pháp toán học để đại diện cho dòng điện chạy theo một hướng.

Loại SWR / đồng hồ đo công suất phổ biến được sử dụng trong hoạt động nghiệp dư có thể chứa bộ nối hai hướng. Các loại khác sử dụng một bộ ghép nối duy nhất 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 công suất và với các giá trị ghép nối thích hợp cho đồng hồ đo tương tự được sử dụng.

Một oát kế định hướng sử dụng phần tử bộ ghép định hướng có thể xoay

Công suất chuyển tiếp và phản xạ được đo bằng bộ ghép định hướng có thể được sử dụng để tính toán SWR. Các phép tính có thể được thực hiện bằng toán học ở dạng tương tự hoặc kỹ thuật số hoặc bằng cách sử dụng các phương pháp đồ họa được tích hợp trong đồng hồ như một thang đo bổ sung hoặc bằng cách đọc từ điểm giao nhau giữa hai kim trên cùng một đồng hồ.

Các dụng cụ đo trên có thể được sử dụng "thẳng hàng" tức là toàn bộ công suất của máy phát có thể đi qua thiết bị đo để cho phép theo dõi liên tục SWR. Các thiết bị khác, chẳng hạn như bộ phân tích mạng, bộ ghép định hướng công suất thấp và cầu ăng ten sử dụng công suất thấp cho phép đo và phải được kết nối thay cho máy phát. Mạch cầu có thể được sử dụng để đo trực tiếp các phần thực và ảo của trở kháng tải và sử dụng các giá trị đó để tính SWR. Các phương pháp này có thể cung cấp nhiều thông tin hơn là chỉ SWR hoặc chuyển tiếp và phản xạ công suất. [11] Máy phân tích ăng-ten độc lập sử dụng nhiều phương pháp đo khác nhau và có thể hiển thị SWR và các thông số khác được vẽ theo tần số. Bằng cách sử dụng kết hợp các bộ ghép định hướng và cầu nối, có thể tạo ra một thiết bị nội tuyến đọc trực tiếp trong trở kháng phức tạp hoặc trong SWR. [12] Máy 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, có thể có quá nhiều năng lượng bị phản xạ trở lại bộ khuếch đại công 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 có thể là do sử dụng tải không đúng hoặc một cái gì đó không xác định, chẳng hạn 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 kỳ 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 mức độ quan trọng của VSWR và RL đối với mạng của bạn, hãy xem xét giảm hiệu suất từ ​​VSWR từ 1.3: 1 xuống 1.5: 1 - đây là sự thay đổi về Mất mát trở lại từ 16 dB thành 13 dB).

3) S11 có bị mất vốn không?

Trong thực tế, thông số được trích dẫn phổ biến nhất liên quan đến ăng-ten là S11. S11 đại diện cho lượng công suất được phản xạ từ ăng-ten, và do đó được gọi là hệ số phản xạ (đôi khi được viết dưới dạng gamma: hoặc suy hao trở lại. ... Công suất được chấp nhận 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 quả của công suất tần số vô tuyến được truyền từ nguồn điện, qua đường truyền, thành tải (ví dụ: từ bộ khuếch đại công suất qua đường truyền, đến ăng-ten) . Trong một hệ thống lý tưởng, 100% 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 có thể là 1.01: 1 (tổn thất trả về 46dB), nhưng thường thì giá trị đọc dưới 1.5: 1 là chấp nhận được. Bên ngoài thế giới hoàn hảo, tỷ lệ 1.2: 1 (tổn thất trả lại 20.8dB) được áp dụng trong hầu hết các trường hợp. Để đảm bảo số đọc chính xác, cách tốt nhất là kết nối đồng hồ 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 nhân phổ biến nhất của các chỉ số SWR cao là kết nối không chính xác đồng hồ SWR với đài và ăng-ten của bạn. Khi được đính kèm không chính xác, các kết quả đọc sẽ được báo cáo là cực kỳ cao ngay cả khi mọi thứ được cài đặt hoàn hảo. Vui lòng xem bài viết này để đảm bảo đồng hồ SWR của bạn được lắp đặt 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 

Danh sách tin nhắn