Làm thế nào để tính tỷ lệ sóng điện áp đứng?

Để radio (máy phát hoặc máy thu) cung cấp năng lượng cho ăng ten, trở kháng của bộ đàm và đường truyền phải được kết hợp tốt vớitrở kháng của ntenna. Thông số VSWR là thước đo mô tả bằng số mô tả trở kháng của ăng-ten phù hợp như thế nào với sóng vô tuyến hoặc đường truyền mà nó được kết nối.

VSWR là viết tắt của Điện áp sóng đứng Tỷ lệ, và còn được gọi là Tỷ lệ sóng đứng (SWR). VSWR là một hàm của hệ số phản xạ, mô tả công suất phản xạ từ anten. Nếu hệ số phản xạ được cho bởi .

Hệ số phản xạ còn được gọi là s11 hoặc tổn thất trả về. Xem bảng vswr bên dưới để xem ánh xạ số giữa công suất phản xạ, s11 và VSWR. Nếu bạn không muốn xem qua các phương trình phức tạp để hiểu mối quan hệ giữa VSWR, mất không khớp, s11 / gamma và muốn một máy tính làm việc đó cho bạn, hãy xem trang máy tính VSWR của chúng tôi và chúng tôi sẽ thực hiện chuyển đổi VSWR cho bạn.

 

VSWR luôn là một số thực và dương đối với anten. VSWR càng nhỏ thì anten càng phù hợp với đường truyền càng tốt và càng truyền được nhiều năng lượng cho anten. VSWR tối thiểu là 1.0. Trong trường hợp này, không có nguồn nào được phản xạ từ ăng-ten, điều này là lý tưởng.

 

Thường thì các anten phải đáp ứng yêu cầu về băng thông được đưa ra về VSWR. Ví dụ, một ăng-ten có thể hoạt động từ 100-200 MHz với VSWR <3. Điều này ngụ ý rằng VSWR nhỏ hơn 3.0 trong dải tần số được chỉ định. Thông số kỹ thuật VSWR này cũng ngụ ý rằng hệ số phản xạ nhỏ hơn 0.5 (tức là hệ số phản xạ <0.5) trên dải tần số được trích dẫn.

Ý nghĩa vật lý của VSWR

VSWR được xác định từ điện áp được đo dọc theo đường truyền dẫn đến ăng-ten. VSWR là tỷ số giữa biên độ đỉnh của sóng dừng với biên độ cực tiểu của sóng dừng, như trong hình sau:

Trong công nghiệp, VSWR đôi khi được phát âm là "viz-wer"

Khi một ăng-ten không được khớp với máy thu, công suất sẽ bị phản xạ (sao cho hệ số phản xạ, không bằng 1). Điều này gây ra "sóng điện áp phản xạ", tạo ra sóng dừng dọc theo đường truyền. Kết quả là các đỉnh và thung lũng như trong Hình 1.0. Nếu VSWR = XNUMX, sẽ không có công suất phản xạ và điện áp sẽ có độ lớn không đổi dọc theo đường truyền.

VSWR, Công suất phản xạ và s11

VSWR 3 có xấu không? VSWR là 12 tệ như thế nào? Chà, không có quy tắc cứng. Trong phần này, chúng tôi sẽ cố gắng đặt số VSWR trong ngữ cảnh. Dưới đây là bảng cho thấy mối quan hệ giữa VSWR, tổng công suất phản xạ và (còn được gọi là s11) và tổng công suất phản xạ. Lưu ý rằng công suất phản xạ đơn giản là bình phương hệ số phản xạ.

Trong bảng trên, VSWR là 4 có 36% công suất do máy thu phản xạ từ anten (64% công suất được phân phối tới anten). Lưu ý rằng công suất phản xạ là 0 dB cho biết tất cả công suất được phản ánh (100%), trong khi -10 dB cho biết 10% công suất được phản ánh. Nếu tất cả công suất được phản ánh, VSWR sẽ là vô hạn.

 

Lưu ý rằng VSWR là một hàm phi tuyến tính cao của hệ số phản xạ. Có nghĩa là, có rất ít sự khác biệt về công suất phản xạ khi VSWR tăng từ 9 lên 10; tuy nhiên có sự thay đổi 11% về công suất phản xạ khi VSWR thay đổi từ 1 thành 2.

Nói chung, nếu VSWR dưới 2, kết hợp ăng-ten được coi là rất tốt và sẽ thu được rất ít do kết hợp trở kháng. Khi VSWR tăng, có 2 tiêu cực chính. Điều đầu tiên là hiển nhiên: nhiều năng lượng hơn được phản xạ từ ăng-ten và do đó không được truyền đi. Tuy nhiên, một vấn đề khác lại nảy sinh. Khi VSWR tăng, nhiều năng lượng hơn được phản ánh đến đài đang truyền. Một lượng lớn công suất phản xạ có thể làm hỏng đài. Ngoài ra, bộ đàm gặp sự cố khi truyền các bit thông tin chính xác khi ăng ten được kết hợp kém (điều này được xác định bằng số theo một số liệu khác, EVM - Độ lớn véc tơ lỗi).

Thông số VSWR cho Anten

Thông thường trong công nghiệp, ăng-ten được sàng lọc (tiêu chí đạt / không đạt) dựa trên các thông số kỹ thuật VSWR (VSWR specs). Đây là một phương pháp đo thụ động các ăng-ten để xác định xem chúng có được điều chỉnh đúng cách một cách nhanh chóng hay không. Ăng ten được đo bằng máy phân tích mạng và VSWR như một hàm của tần số được ghi lại. Ví dụ, hãy xem xét tình huống này khi VSWR của 5 ăng-ten được đo và vẽ biểu đồ, cùng với 4 đường biểu thị thông số kỹ thuật VSWR cho ăng-ten này (màu xanh lam):

Thông số kỹ thuật VSWR trong Hình 2 được xác định bởi:

 (1) VSWR <3.8 cho 825MHz <f <910 MHz

 (2) VSWR> 4.0 cho 1200MHz <f <1400 MHz

 (3) VSWR> 3.0 ở f = 1.7 GHz, giảm tuyến tính xuống VSWR> 2.0 ở f = 1.8 GHz

 (4) VSWR <3.0 cho 1860MHz <f <2000 MHz

 

Trong Hình 2, ăng ten đường cong VSWR màu đỏ sẽ không đạt thông số kỹ thuật thứ hai và ăng ten đường cong VSWR màu xanh nhạt sẽ (một chút) không đạt thông số kỹ thuật thứ tư. Điều này được minh họa trong Hình 3:

Thiết lập các thông số kỹ thuật VSWR là một công việc hơi phức tạp đối với các kỹ sư ăng ten. Ý tưởng là để làm hỏng các ngoại lệ (ăng-ten bị lệch hoặc ăng-ten có đầu nối bị hỏng, v.v.). Tuy nhiên, trên thực tế rất khó để xác định phương sai có thể chấp nhận được là bao nhiêu, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp khối lượng lớn, nơi một thông số kỹ thuật chặt chẽ có thể làm hỏng hàng nghìn ăng-ten tốt.

 

Lưu ý rằng VSWR là thước đo lượng điện năng được cung cấp cho một ăng-ten. Điều này không có nghĩa là ăng-ten bức xạ tất cả công suất mà nó nhận được. Do đó, VSWR đo lường tiềm năng bức xạ. VSWR thấp có nghĩa là ăng ten được kết hợp tốt, nhưng không nhất thiết có nghĩa là công suất phân phối cũng được bức xạ. Cần có buồng không dội âm hoặc thử nghiệm ăng ten bức xạ khác để xác định công suất bức xạ. Chỉ riêng VSWR là không đủ để xác định một ăng-ten đang hoạt động bình thường.

 

VSWR cũng có thể được đo trên Biểu đồ Smith. VSWR chỉ là một phép đo vô hướng, trong khi Biểu đồ Smith hiển thị cả độ lớn và pha. Xem trang Biểu đồ Smith để biết thêm chi tiết.

Bạn cũng có thể:

VSWR là gì: Tỷ số sóng điện áp đứng

VSWR và mất mát trở lại là gì?

Làm thế nào để sử dụng một VSWR Meter

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn