駐波比
駐波比(SWR)又稱電壓駐波比(VSWR)
Voltage Standing Wave Ratio
傳輸特點
波傳遞從甲介質傳導到乙介質,會由於 介質不同,波的能量會有一部分被反射。
這種被反射的波與入射波疊加的後形成的波稱為駐波,這是基本的物理原理。
在 電磁波有同樣的特性,電波在甲組件傳導到乙組件,由於 阻抗特性的不同,一部分電磁波的 能量被反射回來,我們常稱此現象為阻抗不 匹配。
駐波比,一般指的就是電壓駐波比,是指駐波的電壓 峰值與電壓 谷值之比。
理想的比例為 1:1 ,即輸入阻抗等於傳輸線的特性阻抗,但幾乎不可能達到。
VSWR 1.25:1 反射功率1.14 %
VSWR 1.5:1 反射功率4.06 %
VSWR 1.75:1 反射功率7.53 %
由上可知,駐波比越大,反射功率越高,也就是阻抗不匹配。
電壓駐波比:連線埠的電壓駐波比(英語:Standing wave ratio)(VSWR)用小寫s表示,是與回波損耗相匹配的一個類似量度,不過不同之處在於電壓駐波比這個線性標量描述的是駐波最大 電壓與駐波最小電壓的比。因此,其與電壓反射係數的大小有關,也與輸入連線埠的S11和輸出連線埠的S22的大小有關。
對於輸入連線埠,電壓駐波比Sin定義為Sin=(1+|S11|)/(1-|S11|)
對於輸出連線埠,電壓駐波比Sout定義為Sout=(1+|S22|)/(1-|S22|)
由於是因為阻抗不匹配造成,把甲組件跟乙組件間的阻抗調到接近匹配即可
另外,VSWR又可轉換成另一項 射頻參數叫S參數裡的S11,這項參數被稱為反射損失(Return Loss) 跟VSWR是同意思,但是實際套用要看你是做什麼東西來決定如何解決。
什麼是駐波?
波在介質中傳播時其波形不斷向前推進,故稱行波。頻率和 振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列行波疊加後形成的波為駐波,若振幅不相同,則形成行駐波。在行波中 能量隨波的傳播而不斷向前傳遞,其平均 能流密度不為零;但駐波的平均能流密度等於零,能量只能在 波節與 波腹間來回運行。
在電磁學中,電磁波也是如此。
功率匹配
對進入傳輸線的功率來說,在傳輸線和終端負載知道阻抗完全匹配時,才能形成行波傳輸,從而達到最大功率傳輸,而駐波比是在表示饋電線與負載的失配程度。
在不匹配的情況下, 饋線上同時存在 入射波和反射波。在入射波和 反射波 相位相同的地方,電壓 振幅相加為最大電壓振幅Vmax ,形成 波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin ,形成 波節。其它各點的振幅值則介於 波腹與 波節之間。這種合成波稱為行駐波。
反射波電壓和入射波電壓幅度之比叫作反射係數,記為 R
反射波幅度 (ZL-Z0)
R = ───── == ───────
入射波幅度 (ZL+Z0 )
波腹電壓與 波節電壓幅度之比稱為駐波係數,也叫電壓駐波比,記為VSWR
波腹電壓幅度Vmax (1 + R)
VSWR = ────────────── = = ────
波節電壓輻度Vmin (1 - R)
終端負載阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近,反射係數 R 越小,駐波比VSWR 越接近於1,匹配也就好
電壓駐波比:天線輸入阻抗和饋線的特性阻抗不一致時,產生的反射波和入射波在饋線上疊加形成的磁波,其相鄰電壓的最大值和最小值之比是電壓駐波比,它是檢驗饋線傳輸效率的依據,電壓駐波比小於1.5,在工作頻點的電壓駐波比小於1.2,電壓駐波比過大,將縮短通信距離,而且反射功率將返回發射機功放部分,容易燒壞功放管,影響通信系統正常工作。