Apibrėžtis ir aplinkybėsRadijo dažnio (RF) elektros perdavimo sistemoje stovinčiosios bangos santykis (SWR) yra matas, kaip efektyviai RF energija perduodama iš energijos šaltinio, per perdavimo liniją ir į apkrovą. Dažnas pavyzdys yra galios stiprintuvas, prijungtas per perdavimo liniją prie antenos.
Taigi SWR yra santykis tarp perduodamų ir atspindėtų bangų. Aukštas SWR rodo blogą perdavimo linijos efektyvumą ir atspindėtą energiją, kuri gali sugadinti siųstuvą ir sumažinti siųstuvo efektyvumą. Kadangi SWR paprastai nurodo įtampos santykį, jis paprastai žinomas kaip nuolatinės įtampos bangų santykis (VSWR).

VSWR ir sistemos efektyvumas

Idealioje sistemoje 100% energijos perduodama iš galios pakopų į apkrovą. Tam reikia tiksliai suderinti šaltinio varžą, ty perdavimo linijos ir visų jos jungčių būdingą varžą ir krovinio varžą. Signalo kintamoji įtampa bus vienoda nuo galo iki galo, nes jis praeina be trukdžių.

Tačiau realiose sistemose dėl neatitinkančių varžų dalis galios gali atsispindėti šaltinio link (pavyzdžiui, aidas). Atspindžiai sukelia konstruktyvius ir destruktyvius trukdžius, vedančius į įtampos smailes ir slėnius įvairiais laikotarpiais ir atstumais išilgai linijos. VSWR matuoja šias įtampos dispersijas. Tai yra didžiausios bet kurioje perdavimo linijos įtampos ir žemiausios įtampos santykis.

Kadangi idealioje sistemoje įtampa nesikeičia, jos VSWR yra 1.0 arba, kaip paprastai išreiškiama kaip 1: 1 santykis. Kai atsiranda atspindžiai, kinta įtampa ir VSWR yra didesnė, pvz., 1.2 arba 1.2: 1.

Atspindima energija

Kai perduodama banga pasiekia tokią ribą kaip riba tarp nuostolingos perdavimo linijos ir apkrovos (1 pav.), Dalis energijos bus perduota apkrovai, o kita - atspindėta. Atspindžio koeficientas susieja gaunamas ir atspindimas bangas kaip:

Γ = V- / V + („Eq1“)

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

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) („Eq2.“)

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 („Eq3“)

IŠLEIDIMAS = 20log10 | S22 | dB („Eq4“)

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

Γ = (ZL - ZO) / (ZL + ZO) („Eq5.“)

Kur ZL yra apkrovos varža, o ZO yra būdinga perdavimo linijos varža.

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

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

Todėl:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL + ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. („Eq6“)

Dėl ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Todėl:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL + ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. („Eq7.“)

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 | („Eq8“)

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- („Eq9.“)

Siekdami maksimaliai konstruktyvių trukdžių. Mažiausia amplitudė atsiranda dekonstrukciniais trukdžiais arba:

VMIN = V + - V- („Eq10.“)

9 ir 10 lygtis pakeičiant 8 lygties išeiga

VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V -) („Eq11“)

Pakeisdami 1 lygtį į 11 lygtį, gausime:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = ((1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq12.)

VSWR stebėjimo sistema

„MAX2016“ yra dvigubas logaritminis detektorius / valdiklis, naudojamas stebėti VSWR / grąžinti antenos praradimą, kai ji suporuojama su cirkuliaciniu siurbliu ir slopintuvu. „MAX2016“ išveda skirtumą tarp dviejų galios detektorių.

MAX2016 kartu su MAX5402 skaitmeniniu potenciometru ir MAX1116 / MAX1117 ADC sudaro visą VSWR stebėjimo sistemą. Skaitmeninis potenciometras veikia kaip įtampos daliklis, naudojant MAX2016 etaloninę įtampos išvestį. Vidinė pamatinė įtampa paprastai gali sukelti 2mA srovės. Ši įtampa nustato vidinio lygintuvo ribinę įtampą (kaištis CSETL). Signalizaciją galima sugeneruoti, kai išėjimo įtampa peržengia ribą (kaištis COUTL). „MAX1116 ADC“ reikia tiekti iš 2.7V į 3.6V, o MAX1117 ADC reikia iš 4.5V į 5.5V. ADC taip pat gali naudoti išorinę atskaitos įtampą, kurią teikia MAX2016. ADC, suderintas su mikrovaldikliu, leidžia nuolat stebėti antenos VSWR.

Santrauka
Apžvalgoje šiame vadove aprašomi SWR arba VSWR kaip būdai išmatuoti perdavimo linijos trūkumus ir efektyvumą. VSWR yra susijęs su atspindžio koeficientu. Didesnis santykis parodo didesnį neatitikimą, o 1: 1 santykis puikiai suderinamas. Ši atitiktis ar neatitikimas atsiranda dėl maksimalios ir mažiausios stovinčiosios bangos amplitudės. SWR yra susijęs su perduodamos ir atspindėtos energijos santykiu. „MAX2016“ parodytas kaip pavyzdys, kaip sukurti antenos VSWR stebėjimo sistemą.

Jūs taip pat gali patikti:

Kaip apskaičiuoti VSWR

Kas yra VSWR: nuolatinės įtampos bangų santykis

Kas yra VSWR ir grįžtamųjų nuostolių?

Ankstesnis:Kaip pasirinkti nešiojamus skaitmeninius garso įrašymo įrenginius

Kitas:Kaip pasirinkti tiektuvo kabelio jungtį