Pridėti Pamėgtą vietą Nustatyti pagrindinį puslapį
vieta:Pagrindinis >> Naujienos

produktai Kategorija

produktai Žymos

Fmuser svetainės

Kas yra VSWR ir kaip matuoti VSWR?

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


"VSWR pagal antenų teoriją reiškia įtampos stovinčių bangų santykį, dar vadinamą stovinčių bangų santykiu (SWR). VSWR yra pastoviosios bangos lygio tiekimo linijoje matavimas. RF inžinieriai žino, kad labai svarbus klausimas studijuojant tiekimo / perdavimo linijas yra stovinčioji banga, stovinčioji banga reiškia galią, kurios apkrova nepriima ir atspindi atgal per perdavimo liniją ar tiektuvą, o stovinčios bangos santykis yra atspindžio koeficiento, apibūdinančio antenos atspindimą galią, funkcija. --- - FMUSER "


PASTABA: Nors stovinčios bangos ir VSWR yra labai svarbios, dažnai VSWR teorija ir skaičiavimai gali užmaskuoti vaizdą, kas iš tikrųjų vyksta. Laimei, galima susidaryti gerą vaizdą šia tema, per daug nesigilinant į VSWR teoriją.



Bendrinimas yra rūpintis!


Turinys

1. Kas yra VSWR (nuolatinės įtampos santykis)?

2. Kas yra SWR (Standing Wave Basics)?

3. Svarbūs SWR parametrų rodikliai

4. VSWR skaičiuoklė: kaip apskaičiuoti VSWR?

5. Kaip išmatuoti stovinčių bangų santykį

6. Dažnai užduokite klausimus

7. 10 geriausių nemokamų internetinių puslapių VSWR skaičiuoklė



1. Kas yra VSWR (nuolatinės įtampos bangų santykis)


1) VSWR (nuolatinės įtampos bangų santykis) apibrėžimas

Įtampos stovinčių bangų santykis (VSWR) apibrėžiamas kaip santykis tarp perduotų ir atspindėtų įtampos stovinčių bangų a radijo dažnio (RF) elektros perdavimo sistema. Kartais VSWR taip pat tariamas kaip „viswar“. VSWR yra tai, kaip efektyviai RF galia perduodama iš maitinimo šaltinio, per perdavimo liniją ir į apkrovą. Dažnas pavyzdys yra a stiprintuvas prijungtas prie antenos per a perdavimo linija. VSWR naudojamas kaip efektyvumo matas visoms RF perduodančioms medžiagoms, įskaitant perdavimo linijas, elektros kabelius ir net ore esantį signalą. 


Dėl impedanso neatitikimų susidaro nuolatinės bangos išilgai perdavimo linijos, o SWR apibrėžiamas kaip dalinės stovinčios bangos amplitudės santykis antinodas (didžiausia) iki amplitudės mazge (mažiausia) išilgai linijos.



VSWR apibrėžimas suteikia pagrindą visiems skaičiavimai ir formulės.

Stacionariosios įtampos bangų santykis, VSWR, yra apibrėžiamas kaip didžiausios ir mažiausios įtampos santykis linijoje, kurioje nuostoliai netaikomi.


Gautas santykis paprastai išreiškiamas santykiu, pvz., 2: 1, 5: 1 ir tt Puikiai tinka 1: 1 ir visiškas neatitikimas, ty trumpoji arba atvira grandinė yra ∞: 1.


Praktiškai nuostoliai yra bet kokiame tiektuve ar perdavimo linijoje. Norint išmatuoti VSWR, toje sistemos vietoje aptinkama pirmyn ir atgal galia, kuri konvertuojama į VSWR skaičių. 


Tokiu būdu VSWR matuojamas tam tikrame taške, o įtampos maksimumų ir minimumų nereikia nustatyti išilgai linijos.


Taip pat skaitykite: Kas yra tarp AM ir FM skirtumas?


Paimkime greitą vaizdo įrašą apie VSWR! (Šaltinis: RF elements sro)





2) Pagrindinės VSWR funkcijos

Taikant šį paveikslą, aprašoma, kaip gerai antena yra suderinta su radijo ar perdavimo linija, prie kurios ji yra prijungta. Sujungtoje linijoje impedanso neatitikimas gali sukelti atspindį, o tai būtent tai ir skamba - banga atsimuša atgal ir eina neteisinga kryptimi. Priešingų bangų rezultatas yra nuolatinė banga. Tai sumažina antenos gaunamą galią ir gali ją transliuoti. Jis netgi gali perdegti a siuntėjas


VSWR yra plačiai naudojami įvairiose programose, tokiose kaip VSWR in antena, VSWR į telekomunikacijų, VSWR mikrobangų krosnelėje, VSWR RF ir kt. Čia yra keletas pagrindinių programų su paaiškinimu:


VSWR programos Pagrindinės VSWR funkcijos 
Perduodanti antena
Įtampos nuolatinės bangos santykis (VSWR) rodo neatitikimo tarp antena ir prie jo jungiančią tiekimo liniją. Tai taip pat žinoma kaip nuolatinės bangos santykis (SWR). VSWR reikšmių diapazonas yra nuo 1 iki ∞. VSWR vertė, mažesnė nei 2, laikoma tinkama daugumai antenų programų. Anteną galima apibūdinti kaip „Gerai derančią“. Taigi, kai kas nors sako, kad antena yra prastai suderinta, labai dažnai tai reiškia, kad VSWR vertė viršija 2 pagal dominantį dažnį.
telekomunikacijų Telekomunikacijose nuolatinės bangos santykis (SWR) yra dalinės stovinčios bangos amplitudės santykis antinode (didžiausia) ir amplitudė gretimame mazge (mažiausia) elektros perdavimo linijoje. 
Mikrobangų krosnelė
Dažniausios su mikrobangų perdavimo linijomis ir grandinėmis susijusios veiklos charakteristikos yra VSWR, atspindžio koeficientas ir grąžinimo nuostolių, taip pat perdavimo koeficientą ir įterpimo nuostolius. Visi jie gali būti išreikšti naudojant sklaidos parametrus, dažniau vadinamus S parametrais.
RF Įtampos nuolatinės bangos santykis (VSWR) apibrėžiamas kaip santykis tarp perduotų ir atspindėtų įtampos stovinčių bangų radijo dažnio (RF) elektros perdavimo sistema. Tai matas, kaip efektyviai RF energija perduodama iš maitinimo šaltinio, per perdavimo liniją ir į apkrovą

Taip pat skaitykite:Kaip patiems išmatuoti SWR radijuje AM?

Čia yra pagrindinis supaprastintas radijo dažnių žinių sąrašas, kurį pateikia FMUSER technikas Jimmy. Galite visiškai suprasti VSWR per šį turinį: 


Kaip išreikšti VSWR naudojant įtampą?
Pagal apibrėžimą, VSWR yra didžiausios įtampos (didžiausios stovinčios bangos amplitudės) ir mažiausios įtampos (mažiausios nuolatinės bangos amplitudės) santykis bet kurioje vietoje tarp šaltinio ir apkrovos.

VSWR = | V (maks.) | / | V (min.)

V (max) = didžiausia stovinčios bangos amplitudė
V (min) = minimali stovinčios bangos amplitudė


Kaip išreikšti VSWR naudojant impedanciją?
Pagal apibrėžimą, VSWR yra apkrovos ir šaltinio impedanso santykis.

VSWR = ZL / Zo

ZL = apkrovos varža
Zo = šaltinio varža

Kokia yra ideali VSWR vertė?
Idealaus VSWR vertė yra 1: 1 arba netrukus išreikšta kaip 1. Šiuo atveju atspindėta galia nuo apkrovos iki šaltinio yra lygi nuliui.

Kaip išreikšti VSWR naudojant atspindį ir priekinę jėgą?
Pagal apibrėžimą VSWR yra lygus

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

jeigu:

Pr = atspindėta galia
Pf = priekinė jėga


Taip pat skaitykite: Kaip pasidaryti „FM“ radijo anteną | „Naminių FM antenų pagrindai ir pamokos“

3) Kodėl turėčiau rūpintis VSWR? 

VSWR reikšmė rodo galią, atspindėtą nuo apkrovos iki šaltinio. Jis dažnai naudojamas apibūdinti, kiek energijos prarandama iš šaltinio (dažniausiai aukšto dažnio stiprintuvo) per perdavimo liniją (dažniausiai koaksialinį kabelį) į apkrovą (dažniausiai anteną).

Tai yra bloga situacija: jūsų siųstuvas sudega dėl per didelės energijos.

Čia yra pagrindinė priežastis:

Visa energija atsispindi (pavyzdžiui, dėl atviro ar trumpojo jungimo) linijos gale, tada nė viena neįsigeria, sukurdama tobulą „stovinčią bangą“ ant linijos. Tai yra bloga, nepageidaujama situacija. Tiesą sakant, kai spinduliuojama energija grįžta į siųstuvą visa jėga, ji paprastai išdegina ten esančią elektroniką.

Sunku suprasti? Štai pavyzdys, kuris gali jums padėti:

Kranto link keliaujanti vandenyno banglentė energiją plukdo link paplūdimio. Jei ji išlekia į švelniai nuožulnų paplūdimį, visa energija absorbuojama ir nėra bangų, keliaujančių atgal į jūrą. Jei vietoj nuožulnaus paplūdimio yra vertikali jūros siena, tada gaunamasis banglentė visiškai atsispindi, kad sienoje nebūtų absorbuojama jokia energija. 




Interferencija tarp įeinančių ir išeinančių bangų šiuo atveju sukelia „stovinčią bangą“, kuri visiškai nepanašu į tai, kad ji keliauja; smailės lieka tose pačiose erdvinėse padėtyse ir tiesiog eina žemyn.

Tas pats reiškinys nutinka radijo ar radaro perdavimo linijoje. Šiuo atveju mes norime, kad linijos bangos (tiek įtampa, tiek srovė) eitų į vieną pusę ir sukeltų savo energiją į norimą apkrovą, kuri šiuo atveju gali būti antena, kur ji turi būti spinduliuojama. 


Jei visa energija atsispindi linijos gale (pavyzdžiui, dėl atviro ar trumpojo jungimo), tai nė viena neįsigeria, sukurdama tobulą „stovinčią bangą“. 


Norint sukelti atspindėtą bangą, nereikia atviro ar trumpojo jungimo. Tam reikia tik linijos ir apkrovos impedanso neatitikimo. Jei atspindėta banga nėra tokia stipri kaip priekinė banga, bus pastebėtas tam tikras „stovinčios bangos“ modelis, tačiau nulinės vertės nebus tokios gilios, o smailės nebus tokios aukštos, kad būtų užtikrintas tobulas atspindys (arba visiškas neatitikimas).


Taip pat skaitykite: Kodėl mums reikia nuolatinės bangos santykio (SWR)?


ATGAL


2. Kas yra SWR (nuolatinės bangos santykis)?


1) Nuolatinės bangos santykio (SWR) apibrėžimas

Remiantis „Wikipedia“, nuolatinės bangos santykis (SWR) apibrėžiamas taip:


Radijo inžinerijos ir telekomunikacijų apkrovos impedanso suderinimas su būdinga perdavimo linijos ar bangolaidžio varža. Taigi SWR yra santykis tarp perduotų ir atspindėtų bangų arba santykis tarp didžiausios stovinčios bangos amplitudės ir mažiausios amplitudės. SWR paprastai apibrėžiamas kaip įtampos santykis, vadinamas VSWR “.


Didelis SWR rodo prastą perdavimo linijos efektyvumą ir atspindėtą energiją, kuri gali sugadinti siųstuvą ir sumažinti siųstuvo efektyvumą. Kadangi SWR paprastai reiškia įtampos santykį, jis paprastai žinomas kaip nuolatinės įtampos bangos santykis (VSWR).


2) Kaip VSWR veikia siųstuvo sistemos veikimą? 

Yra keletas būdų, kaip VSWR daro įtaką siųstuvo sistemos ar bet kurios sistemos, kuriai gali būti naudojami radijo dažnių ir suderinti varža, našumui.

Nors paprastai vartojamas terminas VSWR, problemas gali sukelti tiek nuolatinė, tiek įtampos bangos. Kai kurie padariniai yra aprašyti žemiau:

A. Galima sugadinti siųstuvo galios stiprintuvus:

Padidėjęs įtampos ir srovės lygis tiektuve, atsirandantis dėl stovinčių bangų, gali sugadinti siųstuvo išėjimo tranzistorius. Puslaidininkiniai įtaisai yra labai patikimi, jei veikia neperžengdami nustatytų ribų, tačiau tiektuvo įtampos ir srovės bangos gali padaryti katastrofišką žalą, jei jie sukelia prietaisą veikti už savo ribų.

B. PA apsauga sumažina išėjimo galią:  

Atsižvelgiant į labai realų aukšto SWR lygio pavojų, galintį sugadinti galios stiprintuvą, daugelyje siųstuvų yra apsaugos grandinės, kurios sumažėja iš siųstuvo išėjimo, kylant SWR. Tai reiškia, kad dėl blogo tiektuvo ir antenos suderinimo bus padaryta aukšta SWR, dėl kurio gali sumažėti išėjimas, taigi, žymiai prarandama perduodama galia.

C. Aukšta įtampa ir srovės lygis gali sugadinti tiektuvą:   

Gali būti, kad dėl aukštos stovinčios bangos santykio keliamos aukštos įtampos ir srovės gali sugadinti tiektuvą. Nors daugeliu atvejų tiektuvai bus eksploatuojami gerai, neperžengiant jų galimybių, ir turėtų būti įmanoma pritaikyti dvigubą įtampą ir srovę, yra keletas aplinkybių, kai gali būti padaryta žala. Dabartiniai maksimumai gali sukelti per didelį vietinį šildymą, kuris gali iškraipyti ar išlydyti naudojamą plastiką, ir kai kurios aplinkybės buvo žinomos dėl aukštos įtampos, sukeliančios lanko išlinkimą.

D. Vėlavimai, kuriuos sukelia apmąstymai, gali sukelti iškraipymą:   

Kai signalą atspindi neatitikimas, jis atsispindi atgal prie šaltinio, o vėliau gali būti vėl atspindėtas antenos link. Įvedamas vėlavimas, lygus dvigubam signalo perdavimo laikui per tiektuvą. Jei duomenys perduodami, tai gali sukelti trikdžius tarp simbolių, o kitame pavyzdyje, kai buvo perduodama analoginė televizija, buvo matomas „vaiduoklio“ vaizdas.


Įdomu tai, kad prasto VSWR signalo lygio praradimas nėra beveik toks didelis, kaip kai kurie gali įsivaizduoti. Bet koks signalas, kurį atspindi apkrova, atsispindi atgal į siųstuvą ir, suderinus siųstuvą, signalą gali vėl atspindėti prie antenos, nuostoliai iš esmės yra tie, kuriuos patiria tiektuvas. 


Yra keletas kitų svarbių bitų, kuriuos reikia išmatuoti pagal antenos efektyvumą: atspindžio koeficientas, neatitikimo nuostoliai ir grįžimo nuostoliai. VSWR nėra visų antenų teorijos pabaiga, bet ji yra svarbi.


Taip pat skaitykite: Kas yra prastos spartos filtras ir kaip kurti žemo dažnio filtrą?

3) VSWR vs SWR vs PSWR vs ISWR

Terminai VSWR ir SWR dažnai yra matomi literatūroje apie nuolatines bangas RF sistemose ir daugelis klausia apie skirtumą.


● VSWR (nuolatinės įtampos santykis):

VSWR arba nuolatinės įtampos bangų santykis konkrečiai taikomas stovinčiosios įtampos bangoms, nustatytoms tiektuve ar perdavimo linijoje. Kadangi lengviau atpažinti stovinčias įtampos bangas ir daugeliu atvejų įtampa yra svarbesnė atsižvelgiant į prietaiso gedimus, terminas VSWR dažnai naudojamas, ypač radijo dažnių projektavimo vietose.


● SWR (nuolatinės bangos santykis):

SWR reiškia stovinčių bangų santykį. Galite tai matyti kaip matematinę elektromagnetinio lauko (EM lauko) netolygumo išraišką perdavimo linijoje, tokioje kaip bendraašis kabelis. Paprastai SWR apibrėžiamas kaip didžiausios radijo dažnio (RF) įtampos ir minimalios RF įtampos išilgai linijos santykis. Nuolatinės bangos santykis (SWR) turi tris ypatybes:


SWR turi šias savybes:

● Jis apibūdina įtampos ir srovės stovėjimo bangas, kurios atsiranda tiesėje. 

● Tai yra bendras srovės ir įtampos stovinčių bangų apibūdinimas. 

● Tai dažnai naudojamas kartu su skaitikliais, naudojamais stovinčios bangos santykiui nustatyti. 

PASTABA: Tiek srovė, tiek įtampa kyla ir krinta ta pačia proporcija dėl tam tikro neatitikimo.


Didelis SWR rodo prastą perdavimo linijos efektyvumą ir atspindėtą energiją, kuri gali sugadinti siųstuvą ir sumažinti siųstuvo efektyvumą. Kadangi SWR paprastai reiškia įtampos santykį, jis paprastai žinomas kaip nuolatinės įtampos bangos santykis (VSWR).


● PSWR (nuolatinės galios bangos santykis):

Terminas „nuolatinės bangos santykis“, kuris taip pat matomas keletą kartų, apibrėžiamas kaip tiesiog VSWR kvadratas. Tačiau tai yra visiška klaida, nes priekinė ir atspindėta galia yra pastovios (darant prielaidą, kad tiekimo nuostoliai nėra), o galia nekyla ir nekrenta taip pat, kaip įtampos ir srovės stovinčios bangos formos, kurios yra tiek priekinių, tiek atspindėtų elementų suma.


● ISWR (dabartinis nuolatinės bangos santykis):

SWR taip pat gali būti apibrėžiamas kaip didžiausios RF srovės ir minimalios RF srovės santykis linijoje (srovės nuolatinės bangos santykis arba ISWR). Praktiniais tikslais ISWR yra tas pats, kas VSWR.


Kai kurie žmonės supranta SWR ir VSWR pagrindine forma, kad tobulas 1: 1. SWR reiškia, kad visa energija, kurią dedate ant linijos, išstumiama iš antenos. Jei SWR nėra 1: 1, jūs išleidžiate daugiau energijos, nei reikia, o dalis tos galios atsispindi linijoje link jūsų siųstuvo ir tada sukelia susidūrimą, dėl kurio jūsų signalas nebus toks švarus ir aišku.


Bet koks skirtumas tarp VSWR ir SWR? SWR (nuolatinės bangos santykis) yra sąvoka, ty nuolatinės bangos santykis. VSWR iš tikrųjų yra tai, kaip jūs atliekate matavimą, matuodami įtampas, kad nustatytumėte SWR. Taip pat galite išmatuoti SWR matuodami sroves ar net galią (ISWR ir PSWR). Tačiau dažniausiai, kai kas nors sako SWR, jie turi omenyje VSWR, bendro pokalbio metu jie gali būti keičiami.


Panašu, kad suprantate mintį, kad ji yra susijusi su santykiu tarp to, kiek energijos antenai eina į priekį ir kiek atsispindi atgal, ir kad (daugeliu atvejų) maitinimas išstumiamas antenai. Tačiau teiginiai „jūs išleidžiate daugiau energijos nei reikia“ ir „tada sukelia susidūrimą, dėl kurio jūsų signalas nebus toks švarus“ yra neteisingi


„VSWR“ ir „Rfllexed Power“


Didesnio SWR atvejais kai kurie arba didžioji galia tiesiog atsispindi atgal į siųstuvą. Tai neturi nieko bendro su švariu signalu ir viskas, kas susiję su jūsų siųstuvo apsauga nuo perdegimo ir SWR, nepriklausomai nuo jūsų išpumpuojamos galios. Tai tiesiog reiškia, kad dažniu antenos sistema nėra tokia efektyvi kaip radiatorius. Žinoma, jei bandote perduoti dažniu, norėtumėte, kad antenoje būtų kuo žemesnis SWR (paprastai viskas, kas yra mažesnė nei 2: 1, nėra taip blogai žemesnėse juostose, o 1.5: 1 - aukštesnėse juostose) , tačiau daugelio kelių juostų antenų kai kuriose juostose gali būti 10: 1, ir jūs galite pastebėti, kad galite veikti priimtinai.


Taip pat skaitykite: Kaip panaikinti triukšmas AM ir FM imtuvas


4) VSWR ir sistemos efektyvumas
Idealioje sistemoje 100% energijos perduodama iš galios pakopų į apkrovą. Tam reikia tiksliai suderinti šaltinio varžą (perdavimo linijos ir visų jos jungčių charakteristinę varžą) ir apkrovos varžą. Signalo kintamoji įtampa nuo pat galo bus vienoda, nes jis praeina be trukdžių.


VSWR ir% atspindėta galia


Realioje sistemoje dėl nesuderintų impedancijų dalis jėgos atsispindi atgal į šaltinį (pavyzdžiui, aidas). Šie atspindžiai sukelia konstruktyvius ir destruktyvius trukdžius, dėl kurių kyla įtampos smailės ir slėniai, kintantys pagal laiką ir atstumą išilgai perdavimo linijos. VSWR kiekybiškai įvertina šias įtampos dispersijas, todėl dar vienas dažniausiai naudojamas įtampos nuolatinės bangos santykio apibrėžimas yra tai, kad tai yra didžiausios įtampos ir žemiausios įtampos santykis bet kuriame perdavimo linijos taške.


Idealiai sistemai įtampa nesiskiria. Todėl jo VSWR yra 1.0 (arba dažniau išreiškiamas santykiu 1: 1). Kai vyksta atspindžiai, įtampa skiriasi, o VSWR yra didesnis, pavyzdžiui, 1.2 (arba 1.2: 1). Padidėjęs VSWR koreliuoja su sumažėjusiu perdavimo linijos (taigi ir bendro siųstuvo) efektyvumu.


Perdavimo linijų efektyvumas padidėja:
1. Didėjantis įtampos ir galios koeficientas
2. Didėjanti įtampa ir mažėjantis galios koeficientas
3. Mažėja įtampa ir galios koeficientas
4. Mažėja įtampa ir didėja galios koeficientas

Yra keturi dydžiai, apibūdinantys energijos perdavimo iš linijos į apkrovą ar anteną efektyvumą: VSWR, atspindžio koeficientas, neatitikimo nuostolis ir grąžinimo nuostolis. 


Kol kas norėdami sužinoti apie jų prasmę, mes juos grafiškai parodome kitame paveiksle. Trys sąlygos: 


● Linijos, sujungtos su suderinta apkrova;
● Linijos, sujungtos su trumpa monopoline antena, kuri nėra suderinta (antenos įėjimo varža yra 20 - j80 omų, palyginti su perdavimo linijos impedancija 50 omų);
● Linija yra atvira gale, kur turėjo būti prijungta antena.




Žalioji kreivė - Stovi banga ant 50 omų linijos su suderinta 50 omų apkrova gale

Su savo parametrais ir skaitine verte taip:

Parametrai  Skaitinė vertė
Apkrovos varža
50 omų 
Atspindžio koeficientas

VSWR
1
Nesutapimas
0 dB
Grąžinimo nuostolis
- ∞ dB

Pastaba: [tai yra tobula; nėra stovinčios bangos; visa energija patenka į anteną / apkrovą]


Mėlyna kreivė - Stovi banga ant 50 omų linijos į trumpą monopolinę anteną

Su savo parametrais ir skaitine verte taip:

Parametrai  Skaitinė vertė
Apkrovos varža
20 - j80 omų
Atspindžio koeficientas 0.3805 - j0.7080
Absoliuti atspindžio koeficiento vertė
0.8038
VSWR
9.2
Nesutapimas
- 4.5 dB
Grąžinimo nuostolis
-1.9 DB

Pastaba: [Tai nėra per gerai; galia į apkrovą ar anteną sumažėja –4.5 dB, palyginti su galima važiuoti žemyn linija]


Raudona kreivė - Nuolatinė banga ant linijos su atvira grandine kairiajame gale (antenos gnybtai)

Su savo parametrais ir skaitine verte taip:

Parametrai  Skaitinė vertė
Apkrovos varža

Atspindžio koeficientas

VSWR

Nesutapimas
- 0 dB
Grąžinimo nuostolis
0 dB

Pastaba: [tai labai blogai: jokia galia neperduodama už linijos pabaigos]


ATGAL


3. Svarbūs SWR parametrų rodikliai


1) Perdavimo linijos ir SWR

Bet kuris laidininkas, nešantis kintamą srovę, gali būti traktuojamas kaip perdavimo linija, pavyzdžiui, tie oro grandai, kurie kraštovaizdyje paskirsto kintamosios srovės energiją. Įtraukus visas skirtingas perdavimo linijų formas, šis straipsnis netektų daug, todėl aptarsime tik dažnius nuo maždaug 1 MHz iki 1 GHz ir du įprastus linijų tipus: bendraašius (arba „koaksinius“). ir lygiagretus laidininkas (dar žinomas kaip atviro laido, lango linija, kopėčių linija arba dvigubas laidas, kaip mes jį pavadinsime), kaip parodyta 1 paveiksle.



Paaiškinimas: Koaksialinis kabelis (A) susideda iš tvirto arba sruoguoto centrinio laidininko, apsupto izoliuojančio plastiko arba oro dielektriku, ir vamzdinio skydo, kuris yra vientisa arba austa vielos pynė. Plastikinė striukė supa skydą, kad apsaugotų laidininkus. Dvigubas laidas (B) susideda iš lygiagrečių vientisų arba suvyniotų laidų poros. Vielos laikomos formuotu plastiku (langų linija, dvigubas švinas) arba keramikos arba plastiko izoliatoriais (kopėčių linija).



Srovė teka palei laidininkų paviršių (žr. Šoninę juostą „Odos efektas“) priešingomis kryptimis. Keista, kad linija tekanti RF energija tikrai neteka laidininkuose, kur yra srovė. Jis eina kaip elektromagnetinė (EM) banga erdvėje tarp laidininkų ir aplink juos. 


1 paveiksle nurodoma, kur laukas yra tiek įkalbime, tiek dviviečiuose. Įkalbant, laukas yra visiškai uždengtas dielektriku tarp centrinio laidininko ir skydo. Dvigubo laido atveju laukas yra stipriausias aplink laidininkus ir tarp jų, tačiau be juos supančio skydo dalis lauko tęsiasi į erdvę aplink liniją.


Štai kodėl koaksimas yra toks populiarus - jis neleidžia viduje esantiems signalams sąveikauti su signalais ir laidininkais už linijos ribų. Kita vertus, dvigubą šviną reikia laikyti atokiai (pakanka kelių linijų pločio) nuo kitų tiekimo linijų ir bet kokio metalo paviršiaus. Kodėl verta naudoti dvigubą šviną? Paprastai jis turi mažesnius nuostolius nei įkalbinėjimas, todėl yra geresnis pasirinkimas, kai signalo praradimas yra svarbus dalykas.



Perdavimo linijos pamoka pradedantiesiems (šaltinis: AT&T)



Kas yra odos poveikis?
Virš maždaug 1 kHz kintamosios srovės laidininkų paviršiumi teka vis plonesniu sluoksniu. Tai yra odos poveikis. Taip atsitinka todėl, kad laidininko viduje esančios sūkurinės srovės sukuria magnetinius laukus, kurie stumia srovę į išorinį laidininko paviršių. Esant 1 MHz vario dažniui, srovė yra apribota iki išorinio 0.1 mm laidininko, o 1 GHz srovė suspausta į vos kelių µm storio sluoksnį.


Taip pat skaitykite: Paprastas ir nebrangus pasidaryk pats - kaip pasigaminti FM siųstuvą?

2) Atspindžio ir perdavimo koeficientai


Atspindėjimo koeficientas yra įvykio signalo dalis, atspindėta atgal dėl neatitikimo. Atspindėjimo koeficientas išreiškiamas arba ρ, arba Γ, tačiau šie simboliai taip pat gali būti naudojami vaizduojant VSWR. Tai tiesiogiai susijusi su VSWR




 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Pav. Tai yra signalo dalis, kurią atspindi apkrovos varža, ir kartais ji išreiškiama procentais.


Kad atitikimas būtų tobulas, apkrova neatspindi jokio signalo (ty jis visiškai sugeriamas), todėl atspindžio koeficientas yra lygus nuliui. 


Esant atviram arba trumpam jungimui, visas signalas atsispindi atgal, todėl abiejų atvejų atspindžio koeficientas yra 1. Atkreipkite dėmesį, kad šioje diskusijoje kalbama tik apie atspindžio koeficiento dydį.  


Γ taip pat turi susietą fazės kampą, kuris išskiria trumpąjį ir atvirąjį, taip pat visas būsenas tarp jų. 


Pavyzdžiui, atspindėjimas nuo atviros grandinės lemia 0 laipsnių fazės kampą tarp krentančios ir atspindėtos bangos, o tai reiškia, kad atspindėtas signalas fazėje pridedamas prie gaunamo signalo atviros grandinės vietoje; ty stovinčios bangos amplitudė yra dvigubai didesnė už gaunamos bangos amplitudę. 


Priešingai, dėl trumpojo jungimo atsiranda 180 laipsnių fazės kampas tarp krintančio ir atspindėto signalo, o tai reiškia, kad atspindėtas signalas fazėje yra priešingas gaunamam signalui, todėl jų amplitudės atimamos, todėl gaunama nulis. Tai galima pamatyti 1a ir b paveiksluose.

Kai atspindžio koeficientas yra įeinančio signalo, atsispindinčio grandinės ar perdavimo linijos impedanso neatitikimo atžvilgiu, dalis, perdavimo koeficientas yra išėjimo rodomo įeinančio signalo dalis. 


Tai atspindimo signalo ir vidinių grandinių sąveikos funkcija. Jis taip pat turi atitinkamą amplitudę ir fazę.




3) Kas yra grąžinimo praradimas ir įterpimo praradimas?

Grįžimo nuostoliai yra atspindėto signalo galios ir įvesties signalo galios lygio santykis, išreikštas decibelais (dB), ty

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

2 paveikslas. Grąžinimo nuostoliai ir įterpimo nuostoliai be nuostolių grandinėje ar perdavimo linijoje.

2 paveiksle 0 dBm signalas Pi yra nukreiptas perdavimo linijai. Atspindėta galia, Pr, rodoma kaip –10 dBm, o grįžtamasis nuostolis yra 10 dB. Kuo didesnė vertė, tuo geresnė atitiktis, tai yra, norint tobulos atitikties, grąžos nuostolis, idealiu atveju, yra ∞, tačiau 35–45 dB grąžos nuostolis paprastai laikomas geru atitikmeniu. Panašiai, esant atvirai grandinei ar trumpam jungimui, atsitikimo galia atsispindi atgal. Grįžimo nuostolis šiais atvejais yra 0 dB.

Įterpimo nuostoliai yra perduoto signalo galios ir įvesties signalo galios lygio santykis, išreikštas decibelais (dB), ty

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

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

Remiantis 2 paveikslu, Pr -10 dBm reiškia, kad atsispindi 10 procentų krintančios galios. Jei grandinėje ar perdavimo linijoje nėra nuostolių, perduodama 90 procentų krintančios galios. Todėl įterpimo nuostoliai yra maždaug 0.5 dB, todėl perduodama galia yra -0.5 dBm. Jei būtų vidinių nuostolių, įterpimo nuostoliai būtų didesni.



ATGAL

4) Kas yra S parametrai?


Pav. Dviejų uostų mikrobangų grandinės S parametro atvaizdavimas.

Naudojant S parametrus, grandinės RF veikimą galima visiškai apibūdinti, nereikia žinoti jo vidinės sudėties. Šiais tikslais grandinė paprastai vadinama „juoda dėže“. Vidiniai komponentai gali būti aktyvūs (ty stiprintuvai) arba pasyvūs. Vienintelės nuostatos yra tai, kad S parametrai nustatomi visiems dominantiems dažniams ir sąlygoms (pvz., Temperatūrai, stiprintuvo šališkumui) ir kad grandinė yra tiesinė (ty jos išėjimas yra tiesiogiai proporcingas jo įėjimui). 3 paveiksle pavaizduota paprasta mikrobangų grandinė, turinti vieną įėjimą ir vieną išėjimą (vadinamus prievadais). Kiekviename uoste yra įvykio signalas (a) ir atspindėtas signalas (b). Žinant šios grandinės S parametrus (ty S11, S21, S12, S22), galima nustatyti jo poveikį bet kuriai sistemai, kurioje ji įdiegta.

S parametrai nustatomi matuojant kontroliuojamomis sąlygomis. Naudojant specialų bandymo įrenginį, vadinamą tinklo analizatoriumi, į 1 prievadą įvedamas signalas (a1), kurio 2 prievadas yra užbaigtas sistemoje su valdoma varža (paprastai 50 omų). Analizatorius vienu metu matuoja ir registruoja a1, b1 ir b2 (a2 = 0). Tada procesas yra atvirkštinis, ty, kai signalas (a2) įvestas į 2 prievadą, analizatorius matuoja a2, b2 ir b1 (a1 = 0). Paprasčiausiu pavidalu tinklo analizatorius matuoja tik šių signalų amplitudes. Tai vadinama skaliariniu tinklo analizatoriumi ir pakanka nustatyti tokius dydžius kaip VSWR, RL ir IL. Visapusiškam grandinės apibūdinimui taip pat reikalinga fazė, kuriai reikia naudoti vektorinį tinklo analizatorių. S parametrus lemia šie ryšiai:

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

S11 ir S22 yra atitinkamai grandinės įėjimo ir išėjimo prievado atspindžio koeficientai; o S21 ir S12 yra grandinės pirmojo ir atvirkštinio perdavimo koeficientai. RL yra susijęs su atspindžio koeficientais santykiais

RLport 1 (dB) = -20 log10 | S11 | ir RLport 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL yra susijęs su grandinių perdavimo koeficientais santykiais

IL nuo 1 prievado iki 2 prievado (dB) = -20 log10 | S21 | ir IL nuo 2 prievado iki 1 prievado (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Šis atvaizdavimas gali būti išplėstas į mikrobangų grandines, kuriose yra pasirinktas prievadų skaičius. S parametrų skaičius padidėja prievadų skaičiaus kvadratu, todėl matematika tampa vis aktyvesnė, tačiau valdoma naudojant matricos algebrą.


5) Kas yra impedanso atitikimas?

Varža yra opozicija, su kuria susiduria elektros energija jai tolstant nuo šaltinio.  


Sinchronizuojant apkrovą ir šaltinio impedanciją, bus panaikintas efektas, lemiantis maksimalų energijos perdavimą. 


Tai yra žinoma kaip didžiausia galios perdavimo teorema: maksimali energijos perdavimo teorema yra labai svarbi radijo dažnio perdavimo mazguose, ypač nustatant radijo dažnio antenas.



Varžos suderinimas yra labai svarbus efektyviam RF sąrankos veikimui, kai norite optimaliai perkelti įtampą ir galią. Kuriant radijo dažnius, suderinant šaltinio ir apkrovos impedancijas, maksimaliai padidės radijo dažnio perdavimas. Antenos gaus maksimalų arba optimalų energijos perdavimą, kai jų varža bus suderinta su perdavimo šaltinio išėjimo varža.

50Ohm varža yra standartas projektuojant daugumą RF sistemų ir komponentų. Koaksialinio kabelio, kuris palaiko ryšį įvairiose RF programose, tipinė varža yra 50 omų. 1920 m. Atlikti radijo dažnių tyrimai parodė, kad optimali radijo dažnių perdavimo impedancija būtų nuo 30 iki 60 omų, priklausomai nuo įtampos ir galios perdavimo. Turint santykinai standartizuotą varža leidžia suderinti kabelius su tokiais komponentais kaip „WiFi“ ar „Bluetooth“ antenos, PCB ir slopintuvai. Daugelio pagrindinių antenų impedancija yra 50 omų, įskaitant „ZigBee GSM GPS“ ir „LoRa“

Atspindžio koeficientas - Vikipedija

Atspindžio koeficientas - šaltinis: Vikipedija


Impedanso neatitikimas lemia įtampos ir srovės atspindžius, o RF sąrankose tai reiškia, kad signalo galia bus atspindėta atgal į jo šaltinį, proporcija priklausys nuo neatitikimo laipsnio. Tai galima apibūdinti naudojant nuolatinės įtampos santykį (VSWR), kuris yra RF energijos perdavimo iš šaltinio į apkrovą, pavyzdžiui, anteną, efektyvumo matas.

Neatitikimą tarp šaltinio ir apkrovos impedansų, pavyzdžiui, 75 Ohm antenos ir 50 omų įkalbinių laidų, galima įveikti naudojant įvairius impedanso suderinimo įtaisus, tokius kaip rezistoriai nuosekliai, transformatoriai, ant paviršiaus sumontuoti impedanso atitikimo bloknotai ar antenos derintuvai.

Elektronikoje impedanso suderinimas apima grandinės, elektroninės programos ar komponento sukūrimą ar keitimą taip, kad elektrinės apkrovos varža atitiktų galios ar varomojo šaltinio varžą. Grandinė sukonstruota arba pritaikyta taip, kad impedansai būtų vienodi.




Nagrinėjant sistemas, apimančias perdavimo linijas, būtina suprasti, kad visi šaltiniai, perdavimo linijos / tiektuvai ir kroviniai turi būdingą varžą. 50Ω yra labai dažnas radijo dažnių pritaikymo standartas, nors kai kuriose sistemose kartais gali būti pastebimi kiti varžai.


Norint pasiekti maksimalų galios perdavimą iš šaltinio į perdavimo liniją arba perdavimo liniją į apkrovą, ar tai būtų rezistorius, įėjimas į kitą sistemą ar antena, impedanso lygiai turi sutapti.

Kitaip tariant, 50Ω sistemai šaltinio arba signalo generatoriaus šaltinio varža turi būti 50Ω, perdavimo linija turi būti 50Ω, taigi ir apkrova.



Problemos kyla, kai energija perduodama į perdavimo liniją arba tiektuvą ir ji eina link krovinio. Jei yra nesutapimas, ty apkrovos varža nesutampa su perdavimo linijos apkrova, tada neįmanoma perduoti visos galios.


Kadangi galia negali išnykti, neperkeliama į krovinį krovinys turi kažkur išeiti, o ten jis vėl keliauja perdavimo linija atgal prie šaltinio.



Kai tai atsitiks, tiektuvo priekinių ir atspindėtų bangų įtampa ir srovė pridedama arba atimama skirtinguose tiektuvo taškuose pagal fazes. Tokiu būdu nustatomos stovinčios bangos.


Efekto pasireiškimo būdas gali būti įrodytas lyno ilgiu. Jei vienas galas paliekamas laisvas, o kitas perkeltas aukštyn žemyn, gali būti matomas bangos judesys žemyn lynu. Tačiau jei vienas galas yra fiksuotas, nustatomas judantis bangos judesys ir matomi minimalios ir maksimalios vibracijos taškai.


Kai apkrovos varža yra mažesnė už tiektuvo varžos įtampą, nustatomi srovės dydžiai. Čia bendra srovė apkrovos taške yra didesnė nei tobulai suderintos linijos srovė, tuo tarpu įtampa yra mažesnė.



Tiektuvo srovės ir įtampos vertės skiriasi. Mažoms atspindėtos galios vertėms bangos forma yra beveik sinusoidinė, tačiau didesnėms reikšmėms ji labiau primena visos bangos ištaisytą sinuso bangą. Šią bangos formą sudaro įtampa ir srovė iš priekinės galios bei įtampa ir srovė iš atspindimos galios.



Atstumu ketvirtadaliu bangos ilgio nuo apkrovos sujungtos įtampos pasiekia maksimalią vertę, o srovė yra mažiausia. Atstumiant pusės bangos ilgio atstumą nuo apkrovos, įtampa ir srovė yra tokie patys kaip esant apkrovai.

Panaši situacija yra tada, kai apkrovos pasipriešinimas yra didesnis nei tiektuvo varža, tačiau šiuo metu bendra apkrovos įtampa yra didesnė už tobulai suderintos linijos vertę. Įtampa pasiekia minimalų atstumu, kurį sudaro ketvirtadalis bangos ilgio nuo apkrovos, o srovė yra didžiausia. Tačiau pusės bangos ilgio atstumu nuo apkrovos įtampa ir srovė yra tokie patys kaip esant apkrovai.



Kai linijos gale yra atvira grandinė, tiektuvo stovinčiosios bangos schema yra panaši į trumpojo jungimo schemą, tačiau įtampos ir srovės modeliai yra atvirkštiniai.



ATGAL


6) Kas yra atspindėta energija?
Kai perduodama banga patenka į ribą, pavyzdžiui, tarp praradimo perdavimo linijos ir apkrovos (žr. 1 pav. Žemiau), dalis energijos bus perduodama apkrovai, o dalis atsispindės. Atspindėjimo koeficientas įeinančias ir atspindėtas bangas sieja kaip:

Γ = V- / V + (1 ekv.)

Kur V- yra atspindėta banga, o V + - įeinanti banga. VSWR yra susijęs su įtampos atspindžio koeficiento dydžiu (Γ):

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (2 ekv.)


1 paveikslas. Perdavimo linijos grandinė, iliustruojanti impedanso neatitikimo ribą tarp perdavimo linijos ir apkrovos. Atspindžiai vyksta ties designated nurodyta riba. Krintanti banga yra V +, o atspindinti - V-.


VSWR galima matuoti tiesiogiai SWR matuokliu. RF bandymo priemonė, tokia kaip vektorių tinklo analizatorius (VNA), gali būti naudojama įvesties prievado (S11) ir išvesties prievado (S22) atspindžio koeficientams matuoti. S11 ir S22 yra lygiaverčiai equivalent atitinkamai įvesties ir išvesties prievaduose. VNA su matematikos režimais taip pat gali tiesiogiai apskaičiuoti ir parodyti gaunamą VSWR vertę.


Grąžinimo nuostoliai įvesties ir išvesties prievaduose gali būti apskaičiuojami pagal atspindžio koeficientą S11 arba S22 taip:


RLIN = 20log10 | S11 | dB (Eq. 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (ekv. 4)


Atspindimo koeficientas apskaičiuojamas pagal būdingą perdavimo linijos varžą ir apkrovos varžą:


Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (5 ekv.)


Kur ZL yra apkrovos varža, o ZO - būdinga perdavimo linijos varža (1 pav.).


VSWR taip pat gali būti išreikštas ZL ir ZO. Pakeisdami 5 lygtį į 2 lygtį, gauname:


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


Skirta ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO


Todėl:


VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (6 ekv.)
Dėl ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL


Todėl:


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


Aukščiau pažymėjome, kad VSWR yra specifikacija, pateikta santykiu 1, kaip pavyzdys 1.5: 1. Yra du ypatingi VSWR atvejai: ∞: 1 ir 1: 1. Begalybės santykis su vienu atsiranda tada, kai apkrova yra atvira grandinė. 1: 1 santykis atsiranda, kai apkrova puikiai suderinama su perdavimo linijos būdingąja varža.


VSWR apibrėžiamas kaip stovinčioji banga, kuri kyla pačioje perdavimo linijoje:


VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Ekv. 8)

Kur VMAX yra didžiausia amplitudė, o VMIN yra mažiausia stovinčiosios bangos amplitudė. Dviejomis superjuodinamomis bangomis maksimalus pasiekiamas konstruktyviai trukdant tarp įeinančių ir atspindėtų bangų. Taigi:


VMAX = V + + V- (ekv. 9)


maksimaliam konstruktyviam trukdžiui. Minimali amplitudė atsiranda su dekonstrukciniais trukdžiais arba:

VMIN = V + - V- (ekv. 10)


9 ir 10 lygtis pakeičiant 8 lygties išeiga


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (11 ekv.)

Pakeisdami 1 lygtį į 11 lygtį, gausime:


VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq. 12)


12 lygtis yra 2 lygtis, nurodyta straipsnio pradžioje.


ATGAL


4. VSWR skaičiuoklė: kaip apskaičiuoti VSWR? 


Nuolatinės bangos įtampos komponentas vienodoje perdavimo linijoje susideda iš priekinės bangos (su Vf amplitude), uždėtos ant atspindėtos bangos (su amplitude Vr). Atspindžiai atsiranda dėl tęstinumo, pavyzdžiui, dėl netolygios kitaip vienodos perdavimo linijos, arba kai perdavimo linija nutraukiama kitokia nei jai būdinga varža.


Jei jus domina nustatyti antenų veikimą, VSWR visada turėtų būti matuojamas pačiuose antenos gnybtuose, o ne siųstuvo išvestyje. Dėl ominių nuostolių perdavimo laiduose bus sukurta iliuzija dėl geresnės antenos VSWR, tačiau taip yra tik todėl, kad šie nuostoliai slopina staigaus atspindžio antenos gnybtuose poveikį.

Kadangi antena paprastai yra tam tikru atstumu nuo siųstuvo, norint perduoti energiją tarp šių dviejų, reikia maitinimo linijos. Jei tiekimo linija neturi nuostolių ir atitinka tiek siųstuvo išėjimo varžą, tiek antenos įėjimo varžą, tada antenai bus tiekiama didžiausia galia. Tokiu atveju VSWR bus 1: 1, o įtampa ir srovė bus pastovūs per visą tiekimo linijos ilgį.


1) VSWR skaičiavimas

Grįžimo nuostoliai yra galios kritimo ir atspindėtos bangos galios santykio matas dB, ir mes jį apibrėžiame kaip neigiamą vertę.


Grįžimo nuostolis = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Pavyzdžiui, jei apkrovos grįžtamieji nuostoliai yra –10 dB, atsispindi 1/10 krintančios galios. Kuo didesni grąžos nuostoliai, tuo mažiau energijos prarandama.

Taip pat didelį susidomėjimą kelia neatitikimų praradimas. Tai matuoja, kiek perduodama galia susilpnėja dėl atspindžio. Tai suteikia šis ryšys:


Neatitikimas nuostolis = 10 log (1 -2)


Pavyzdžiui, iš 1 lentelės antenos, kurios VSWR yra 2: 1, atspindėjimo koeficientas būtų 0.333, neatitikimo nuostolis būtų -0.51 dB, o grįžtamasis nuostolis būtų -9.54 dB (11% jūsų siųstuvo galios atsispindi atgal) )


2) Nemokama VSWR skaičiavimo diagrama


Čia pateikiama paprasta VSWR skaičiavimo diagrama. 


Visada prisiminkite, kad VSWR turėtų būti skaičius didesnis nei 1.0


VSWR Atspindžio koeficientas (Γ) Atspindėta galia (%) Įtampos praradimas
Atspindėta galia (dB)
Grąžinimo nuostolis
Neatitikimas (dB)
1
0.00 0.00 0 -Begalybė Begalybė 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
... ... ... ... ... ...
...


100
100


Papildomas skaitymas: VSWR antenoje



Įtampos nuolatinės bangos santykis (VSWR) rodo antenos ir prie jos prijungiamos maitinimo linijos neatitikimo dydį. Tai taip pat žinoma kaip nuolatinės bangos santykis (SWR). VSWR reikšmių diapazonas yra nuo 1 iki ∞. 


VSWR vertė, mažesnė nei 2, laikoma tinkama daugumai antenų programų. Anteną galima apibūdinti kaip „Gerai derančią“. Taigi, kai kas nors sako, kad antena yra prastai suderinta, labai dažnai tai reiškia, kad VSWR vertė viršija 2 pagal dominantį dažnį. 


Grąžinimo nuostolis yra dar viena interesų specifikacija, kuri išsamiau aprašyta skyriuje „Antenos teorija“. Dažniausiai reikalaujama konversija tarp grąžos nuostolių ir VSWR, o kai kurios vertės pateikiamos diagramoje kartu su šių verčių grafiku, kad būtų galima greitai sužinoti.


Iš kur šie skaičiavimai? Na, pradėkite nuo VSWR formulės:



Apversdami šią formulę, galime apskaičiuoti atspindžio koeficientą (arba grįžtamąjį nuostolį s11) iš VSWR:



Dabar šis atspindžio koeficientas yra apibrėžtas įtampa. Mes tikrai norime žinoti, kiek galios atsispindi. Tai bus proporcinga įtampos kvadratui (V ^ 2). Taigi atspindėta galia procentais bus:



Atspindėtą galią galime konvertuoti į decibelus paprastai:



Galiausiai antena tiek atspindima, tiek tiekiama. Į anteną pristatyta suma parašyta () ir yra tiesiog (1- ^ 2). Tai vadinama neatitikimo praradimu. Tai yra energijos kiekis, kuris prarandamas dėl impedanso neatitikimo, ir mes galime tai apskaičiuoti gana lengvai:



Ir tai yra viskas, ką mes turime žinoti, kad galėtume eiti pirmyn ir atgal tarp VSWR, s11 / return loss ir neatitikimo nuostolių. Tikiuosi, kad jūs praleidote tokį patį laiką kaip aš.


Konversijos lentelė - nuo dBm iki dBW ir W (vatais)

Šioje lentelėje pateikiame, kaip galios vertė dBm, dBW ir Watt (W) atitinka viena kitą.

Galia (dBm)
Galia (dBW)
Galia ((W) vatų)
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

-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
jeigu:
dBm = decibelų-milivatų
dBW = decibelų vatas
MW = megavatas
KW = kilovatas
W = vatas
mW = milivatai
μW = mikrovatas
nW = nanovatas
pW = pikovatas


ATGAL


3) VSWR formulė

Ši programa yra programėlė, skirta apskaičiuoti nuolatinės įtampos santykį (VSWR).

Nustatant anteną ir siųstuvo sistemą, svarbu vengti impedanso nesutapimo bet kurioje sistemos vietoje. Bet koks neatitikimas reiškia, kad tam tikra išėjimo bangos dalis atsispindi siųstuvo link, o sistema tampa neveiksminga. Skirtumai tarp įvairių įrenginių, pvz., Siųstuvo, laido ir antenos, gali neatitikti. Antenų varža paprastai yra 50 omų (kai antena yra tinkamų matmenų). Kai vyksta atspindys, kabelyje susidaro stovinčios bangos.


VSWR formulė ir atspindžio koeficientas:

Eq.1
Atspindėjimo koeficientas Γ apibrėžiamas kaip
Eq.2
VSWR arba nuolatinės įtampos santykis
Formulė
Formulė

Gama
ZL = apkrovos (paprastai antenos) vertė omais
Zo = būdinga perdavimo linijos varža omomis
Sigma

Atsižvelgiant į tai, kad ρ skirsis nuo 0 iki 1, apskaičiuotos VSWR vertės bus nuo 1 iki begalybės.

Apskaičiuotos vertės
tarp -1 ≦ Γ ≦ 1.
Apskaičiuotos vertės
1 arba 1: 1 santykis.
Kai vertė yra „-1“.
Reiškia, kad įvyksta 100% atspindžio ir krūvis neperduodamas. Atspindinti banga yra 180 laipsnių už fazės (apversta) su krintančia banga.
Su atvira grandine

Tai yra atviros grandinės būklė be prijungtos antenos. Tai reiškia, kad ZL yra begalinis, o terminai Zo išnyks Eq.1, paliekant Γ = 1 (100% atspindys) ir ρ = 1.


Neperduodama jokia galia ir VSWR bus begalinė.
Kai vertė yra „1“.
Reiškia, kad įvyksta 100% atspindžio ir krūvis neperduodamas. Atspindima banga yra fazėje su krintančia banga.
Su trumpu jungimu

Įsivaizduokite, kad kabelio gale yra trumpasis jungimas. Tai reiškia, kad ZL yra 0, o Eq.1 apskaičiuos Γ = -1 ir ρ = 1.


Neperduodama jokios galios, o VSWR yra begalinė.
Kai vertė yra „0“.
Reiškia, kad neatsispindi ir visa jėga perduodama kroviniui. (IDEALAS)
Su tinkamai suderinta antena.
Kai prijungta tinkamai suderinta antena, visa energija perduodama antenai ir paverčiama spinduliuote. ZL yra 50 omų, o Eq.1 apskaičiuos, kad Γ bus nulis. Taigi VSWR bus lygiai 1.
N / A N / A Su neteisingai suderinta antena.
Kai prijungiama neteisingai suderinta antena, varža nebebus 50 omų, atsiranda impedanso nesutapimas ir dalis energijos atsispindės atgal. Atspindėtas energijos kiekis priklauso nuo neatitikimo lygio, taigi VSWR reikšmė bus didesnė už 1.

Naudojant netinkamos charakteristinės varžos kabelį


Kabelis / perdavimo linija, naudojama prijungiant anteną prie siųstuvo, turi būti teisinga charakteristinė varža Zo. 


Paprastai koaksialiniai kabeliai yra 50 omų (75 omai televizoriams ir palydovams), o jų vertės bus atspausdintos ant pačių kabelių. 


Atspindimos energijos kiekis priklauso nuo neatitikimo lygio, taigi VSWR bus didesnė nei 1.


peržiūra:

Kas yra stovinčios bangos? Prie perdavimo linijos galo prijungiama apkrova, o signalas teka palei ją ir patenka į apkrovą. Jei apkrovos varža nesutampa su perdavimo linijos varža, tada keliaujančios bangos dalis atsispindi atgal į šaltinį.


Kai vyksta atspindys, šie keliauja atgal perdavimo linija ir sujungiami su kritimo bangomis, kad susidarytų stovinčios bangos. Svarbu atkreipti dėmesį, kad susidaranti banga atrodo nejudanti ir neplinta kaip įprasta banga ir neperduoda energijos link krovinio. Banga turi maksimalios ir mažiausios amplitudės sritis, atitinkamai vadinamus prieštankiais ir mazgais.


Prijungus anteną, jei sukuriama 1.5 VSWR, energijos efektyvumas yra 96%. Kai sukuriama 3.0 VSWR, energijos efektyvumas yra 75%. Faktiškai naudojant nerekomenduojama viršyti 3 VSWR.


ATGAL


5. Kaip išmatuoti stovinčių bangų santykį - Vikipedijos paaiškinimas
Nuolatinių bangų santykiui matuoti galima naudoti daug skirtingų metodų. Labiausiai intuityviu metodu naudojama išpjova, kuri yra perdavimo linijos dalis su atviru lizdu, leidžiančiu zondui aptikti tikrąją įtampą įvairiuose linijos taškuose. 


Taigi didžiausias ir mažiausias vertes galima tiesiogiai palyginti. Šis metodas naudojamas esant VHF ir aukštesniems dažniams. Žemesniais dažniais tokios linijos yra nepraktiškai ilgos. Kryptinės jungtys gali būti naudojamos aukštu dažniu per mikrobangų dažnius. 


Kai kurios jų yra ketvirtadalio ar ilgesnės bangos, todėl jų naudojimas apsiriboja aukštesniais dažniais. Kiti krypčių sukabintuvų tipai ima srovę ir įtampą viename perdavimo kelio taške ir matematiškai juos sujungia taip, kad atspindėtų viena kryptimi tekančią galią.


Paprastame SWR / galios matuoklio, naudojamo mėgėjų veikloje, tipe gali būti dvikryptė jungtis. Kiti tipai naudoja vieną movą, kurią galima pasukti 180 laipsnių, kad būtų imama galia, tekanti bet kuria kryptimi. Tokio tipo vienkryptės jungtys yra prieinamos daugeliui dažnių diapazonų ir galios lygių ir su atitinkamomis naudojamo analoginio matuoklio sukabinimo vertėmis.


Kryptinis vatmetras, naudojant pasukamą krypties jungties elementą


SWR apskaičiuoti gali būti naudojama priekinė ir atspindėta galia, išmatuota kryptinėmis movomis. Skaičiavimai gali būti atliekami matematiškai analogine ar skaitmenine forma arba naudojant grafinius metodus, įmontuotus į skaitiklį kaip papildomą skalę, arba skaitant iš susikirtimo taško tarp dviejų to paties skaitiklio adatų.


Pirmiau išvardyti matavimo prietaisai gali būti naudojami „vienoje linijoje“, tai yra, visa siųstuvo galia gali praeiti per matavimo prietaisą, kad būtų galima nuolat stebėti SWR. Kiti prietaisai, tokie kaip tinklo analizatoriai, mažos galios krypties jungtys ir antenos tiltai, naudoja matavimui mažą galią ir turi būti prijungti vietoje siųstuvo. Tiltinės grandinės gali būti naudojamos tiesiogiai matuoti tikrosioms ir įsivaizduojamoms apkrovos varžos dalims ir naudoti tas vertes SWR gauti. Šie metodai gali suteikti daugiau informacijos nei tik apie SWR, arba į priekį ir atspindimą jėgą. [11] Autonominiai antenos analizatoriai naudoja įvairius matavimo metodus ir gali rodyti SWR ir kitus parametrus, pateiktus pagal dažnį. Naudojant kryptines movas ir tiltą kartu, galima pagaminti linijinį instrumentą, kuris nuskaitomas tiesiogiai sudėtine varža arba SWR. [12] Taip pat yra atskirų antenų analizatorių, kurie matuoja kelis parametrus.


ATGAL



6. Dažnai užduokite klausimus

1) Kas sukelia didelį VSWR?

Jei VSWR yra per didelis, gali būti, kad atgal į galios stiprintuvą atsispindi per daug energijos, o tai gali pakenkti vidinei grandinei. Idealioje sistemoje VSWR būtų 1: 1. Aukšto VSWR įvertinimo priežastys gali būti netinkamos apkrovos naudojimas arba kažkas nežinoma, pavyzdžiui, pažeista perdavimo linija.


2) Kaip sumažinti VSWR?

Viena iš būdų sumažinti atspindėtą signalą iš bet kurio įtaiso įvesties ar išvesties yra įdėti slopintuvą prieš prietaisą arba po jo. Slopintuvas sumažina atspindėtą signalą du kartus viršydamas slopinimo vertę, o perduotas signalas gauna vardinę slopinimo vertę. (Patarimai: norėdami pabrėžti, kiek svarbūs VSWR ir RL yra jūsų tinklui, apsvarstykite galimybę sumažinti našumą nuo VSWR nuo 1.3: 1 iki 1.5: 1 - tai yra grąžos praradimo pokytis nuo 16 dB iki 13 dB).


3) Ar S11 grąžinimo nuostolis?

Praktiškai dažniausiai cituojamas parametras, susijęs su antenomis, yra S11. S11 rodo, kiek energijos atsispindi antenoje, taigi yra žinomas kaip atspindžio koeficientas (kartais parašytas kaip gama: arba grąžinimo nuostolis. ... Ši priimta galia arba spinduliuojama, arba absorbuojama kaip nuostoliai antenoje.


4) Kodėl matuojamas VSWR?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) yra tai, kaip efektyviai radijo dažnio energija perduodama iš maitinimo šaltinio per perdavimo liniją į apkrovą (pavyzdžiui, iš galios stiprintuvo per perdavimo liniją į anteną). . Idealioje sistemoje perduodama 100% energijos.


5) Kaip pataisyti aukštą VSWR?

Jei jūsų antena žemai pritvirtinta prie transporto priemonės, pvz., Ant buferio ar už pikapo kabinos, signalas gali grįžti prie antenos ir sukelti aukštą SWR. Norėdami tai sušvelninti, laikykite bent 12 viršutinių antenos colių virš stogo linijos ir padėkite anteną kuo aukščiau ant transporto priemonės.


6) Kas yra geras VSWR skaitymas?
Geriausias įmanomas rodmuo yra 1.01: 1 (46dB grąžos nuostolis), tačiau paprastai rodmuo žemiau 1.5: 1 yra priimtinas. Už tobulo pasaulio ribų daugeliu atvejų pastebimas 1.2: 1 (20.8 dB grąžos nuostolis). Kad būtų užtikrintas tikslus rodmuo, skaitiklį geriausia prijungti prie antenos pagrindo.


7) Ar 1.5 SWR yra geras?
Taip tai yra! Idealus diapazonas yra SWR 1.0-1.5. Yra kur tobulėti, kai diapazonas yra 1.5–1.9 SWR, tačiau šio diapazono SWR vis tiek turėtų užtikrinti tinkamą našumą. Kartais dėl įrenginių ar transporto priemonės kintamųjų neįmanoma gauti mažesnio nei šis SWR.


8) Kaip patikrinti savo SWR be skaitiklio?
Štai kaip sureguliuoti CB radiją be SWR matuoklio:
1) Raskite ribotų trukdžių zoną.
2) Įsitikinkite, kad turite papildomą radiją.
3) Sureguliuokite abu radijas tuo pačiu kanalu.
4) Kalbėk per vieną radiją ir klausykis kito.
5) Perkelkite vieną radiją ir atkreipkite dėmesį, kai garsas yra aiškus.
6) Pagal poreikį sureguliuokite savo anteną.


9) Ar reikia suderinti visas CB antenas?
Nors norint, kad jūsų CB sistema veiktų, antenos derinti nereikia, yra daugybė svarbių priežasčių, dėl kurių visada turėtumėte sureguliuoti anteną: geresnis našumas - tinkamai sureguliuota antena VISADA veiks efektyviau nei neantuota antena.


10) Kodėl pakyla mano SWR, kai kalbu?

Viena iš dažniausių aukštų SWR rodmenų priežasčių yra neteisingas SWR matuoklio prijungimas prie radijo ir antenos. Neteisingai pritvirtinus rodmenis bus pranešama kaip apie ypač aukštus, net jei viskas įdiegta puikiai. Žr. Šį straipsnį, kad įsitikintumėte, jog jūsų SWR skaitiklis yra tinkamai įdiegtas.


7. Geriausias nemokamas internetas VSWR skaičiuoklė 2021 m

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




ATGAL


Bendrinimas yra rūpintis!


Palik žinutę 

Vardas *
El.pašto adresas* *
Telefonas
Adresas
kodas Žiūrėti patvirtinimo kodą? Spauskite atsigaivinti!
Žinutė
 

Žinučių sąrašas

Komentarai Kraunasi ...
Pagrindinis| Apie mus| PRODUKTAI| Naujienos| parsisiųsti| parama| grįžtamasis ryšys| Susisiekite su mumis| tarnyba
FMUSER FM / TV transliavimas „vieno langelio“ tiekėjas
  Susisiekite su mumis