VSWR详解
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FQ&A 常用问答Dr. Andrew 安德鲁博士专栏1.什么叫驻波比?他和回波损耗有什么区别?答:驻波比(VSWR)是指微波传输过程中,最大电压与最小电压之比,是一个比值。
回波损耗(Return Loss)是指反射功率,单位是dB,RL和驻波比可以换算,RL= -20 lg [( VSWR-1 ) / ( VSWR + 1 )]2.驻波比的函意是什么?它对系统的影响有多大?答:驻波比是反映系统或单个部件的反射系数,用以考量系统的反射功率情况。
过多的反射功率会降低系统效率,增加设备负荷。
被反射的能量越多,发射出去的能量就越少,但小量的反射是可以接受的。
驻波比发射功率损失%1.1 0.23%1.2 0.83%1.3 1.70%1.42.78%1.5 4.00%1.6 5.33%1.7 6.72%2.0 11.11%4.0 36.00%3.反射可以避免吗?是不是驻波比越小越好?答:以当前的技术尚无可能,理论上在系统中每多一个节点或者说每多一个触点,都会多一点反射,由于各点的相位差异,多点反射的叠加过程是非线性的。
因此系统驻波比并不仅仅是各点反射的简单累加。
不是。
因为在多数情况下,系统驻波比之所以很小,是因为插入损耗增大造成的,原因主要是馈线长度较长,或其他的损耗部件的接入,实际上是增大了能量衰耗,同样也导致发射功率减少。
所以在系统中参数的“大或小”都是相对的,要以动态平衡的视角来看待。
4.天线的电倾角和机械倾角有什么区别?如果既有电倾角又有机械下倾,那么实际倾角如何估算?答:天线的电倾角是指天线自身通过调整激励系数在出厂时就已经具有的倾角,它的下倾波束没有变形。
机械倾角是指通过机械的方式把天线调整到一定的倾角,这时波束会有一定程度的变形。
如果两种情况都存在,实际倾角就等于电倾角加上机械倾角的总和。
5.为什么有的时候用SiteMaster测驻波比两次测试的结果差别很大?答:有多方面的原因,但可能性最大的是测试员没有完成标准的校准程序。
测试VSWR的方法如下:1、SITE MASTER天馈线的测试包括:天线、硬馈线、室内软跳线、室外软跳线、低噪声放大器(ALNA),ALNA应安装于室外接近天线的地方,主要作用是:●合并收发信号至双工天线,●对接收信号做第一级放大天线系统安装工程之后都要进行测试以证实天馈线系统能否正常操作,并将测试结果(图表)COPY至PC,后打印并提供工程竣工资料,一般是将一个小区的全部天馈线做成一张图表。
另外无线基地站的日常维护中大部分的工作也是天馈线系统(室外部分)的故障处理,如天线进水等。
WILTRON SITE MASTER只适用于测量GSM900与DCS1800(不含ALNA),目前大部分地方使用SITE MASTER,有两种型号:S331与S120A,前者是单口,后者是双口,后者增加了一个功能:收发天线隔离度测试。
SITE MASTER S331:SITE MASTER S120A 各种接口示意图:1.1预调1.1.1频率范围- 按ON按钮打开SiteMaster。
- 按FREQ 软键。
- 然后按F1 软键。
- 输入天线系统的下限(“Lower”)频率MHz值,按ENTER键。
- 再按F2 软键。
-输入天线系统的上限(“Higher”)频率MHz值,按ENTER键。
-在显示区域显示新的开始与结束值的地方检查频率数值范围FREQ scale。
-按MAIN 软键进入主菜单。
1.1.2测试仪表较准●将测试口扩充电缆(the test port extension cable)连到测试端口。
按START CAL 键。
连接标记为“OPEN”端的Open/Short器到测试扩充电缆的末端,然后按ENTER。
Result: 在测试处理过程中“Measuring OPEN”(测试开路)的信息将显示在屏幕上。
●连接标记为“SHORT”端的Open/Short器到测试扩充电缆的末端,然后按ENTER。
Result: 在测试处理过程中“Measuring OPEN”(测试开路)的信息将显示在屏幕上。
测试VSWR 指导1 打开电源• 在Site Master 上按“ON/OFF ”键打开电源,等其自测完毕后按“ENTER ”进入主菜单。
图8、功能主菜单2 选择测量模式• 型号为S331D 的SiteMaster 的选择方法:• 按“MODE”,进入测量模式选择界面,用上下选择键:选择“频率-驻波比”测量模式,然后按“ENTER ”选中。
• 其他型号的SiteMaster 选择方法:• 在主菜单中,按“MODE ”进入测量模式选择菜单。
图9、测量模式选择菜单用“上/下”箭头键选择测量模式,若测试电压驻波比,选“SWR ”;并按“ENTER ”键确认。
3 选择频率范围• 按“FREQ/DIST ”对应软键进入频率设置菜单。
• 按“F1”,输入要测试的起始频率值(单位是MHz ):输入“870”,再按“ENTER ”确认。
• 按“F2”,输入要测试的终止频率值(单位是MHz ),如:输入“880”,再按“ENTER ”确认。
4 进行校准•型号为S331D 的SiteMaster 校准方法: •按“3(START CAL)”开始进行校准; • 按照屏幕提示将SiteMaster 自带的负载“Model ICN50”连接上SiteMaster 的射频连接口“RF Out ”,按“ENTER ”进行自检;•之间完成后即可进入测量界面 • 其他型号的SiteMaster 校准方法:• 按屏幕右面的“START CAL ”键,并按照屏幕中的信息提示依次进行下面的步骤• 屏幕中的信息提示:“CONNECT OPEN TO REFL PORT ,PRESS ENTER ”,把校准件开路器Open 接到REFL 端口,并按“Enter ”,“Measuring OPEN ”完毕后,将开路器Open 旋下来。
• 屏幕中的信息提示:“CONNECT SHORT TO REFL PORT ,PRESS ENTER ”,把校准件短路器Short 接到REFL 端口,并按“Enter ”,“Measuring SHORT ”完毕后,将短路器Short 旋下来。
E5071C网分测试VSWR操作简介目录一.操作界面概述2(一)前面板 2(二)后面板 4(三)屏幕区域 5二.操作说明7(一)设置测量条件7(二)校准9(三)测量参数设置10(四)存储和调用11(五)控制E5091A(暂无) 12(六)其他设置12一.操作界面概述(一)前面板图1-1.11.待机开关a.首先,按此待机开关或从外部控制器发送关机命令,以启动关机过程(关闭电源所必需的软件和硬件处理)。
这将使 E5071C 进入待机状态。
b.其次,如有必要,请关闭后面板上电源的电源线插座(接电源线)。
注意::在正常使用情况下,请勿在电源接通时直接断开后面板上电源线插座的电源。
始终将线路开关(始终接通)保持为 (|)。
请勿注意将其关闭 (O)。
如果在电源接通时直接断开电源线插座的电源,或者关闭线路开关(始终接通),则关机过程将无法进行。
这可能会损坏 E5071C 的软件和硬件,并导致设备故障。
在错误关机后接通电源,可能引起系统在所谓的“安全模式”的条件下启动。
如果出现此情况,首先关闭系统使其进入待机状态,然后再次接通电源,以便在正常模式下启动系统。
2.LED屏幕E5071C 配备有10.4 英寸TFT 彩色触敏式LCD 屏幕,用于显示迹线、刻度、设置、功能键以及其他与测量相关的信息。
借助触摸屏LCD,直接用手指触摸LCD 屏幕即可操纵功能键。
注意:不要使用尖锐物体(例如,钉子、钢笔或改锥)按压LCD 屏幕的表面。
3.工作通道/迹线区:用于选择工作通道和迹线的一组按键。
Channel Next:选择下一个通道作为工作通道;Channel Prev :选择上一个通道作为工作通道; Trace Next : 选择下一条迹线作为工作迹线; Trace Prev : 选择上一条迹线作为工作迹线。
4. 响应区:主要用于在 E5071C 上设置响应测量的一组按键。
按键名称按键名称描述描述“Channel Max ”(最大化通道) 在工作通道窗口的常规显示和最大化显示之间进行切换“Trace Max ”(最大化通道) 在工作迹线扫描窗口的常规显示和最大化显示之间进行切换“Meas ”(测量)在屏幕右侧显示“Measurement”(测量)菜单。
VSWR 测试原理与方法一.S PEC(可能与实际有差别)1.客户SPEC最小功率:26~30dBmVSWR>=2.0(Return Loss<=9.6):黄色报警容差:1.7~2.5(RL 11.7~7.36)VSWR>=3.0(Return Loss<=6): 红色报警容差:2.2~4.6(RL 8.5~3.8)2.内部SPEC设定最小功率:27dBm 测试容差:26~30 dBm黄色报警设定:9.6dB 测试容差:11.5~7.6 dB红色报警设定:6 dB 测试容差: 7.6~4 dB注: FWD为前向使用的定向耦合器 (耦合度与REV相同,假定为C dB)REV 为反向使用的定向耦合器 (耦合度与FWD相同, 假定为C dB)虚线部分定时使用网络分析仪校准三.测试原理RL的计算方法:例如: 从DUT的ANT 端口到模拟负载的入射功率为A dBm从模拟负载反射到DUT的反射功率为 B dBm则:RL=(A-B) dBm功率计上的CHA测试的功率为: (A-C) dBm功率计上的CHB测试的功率为: (A-C) dBm当功率计测试CHA/CHB时,测试的值: (A-C)- (B-C)=A-B dBm,即测试回损RL四.测试方法1:向EPROM中写入最小功率门限值(27dBm),及红(6dB).黄(9.6dB)色报警的规格值调节模拟负载,使RL很大. 相位归零.调节信号发生器,使DUT的TX端口的输入功率为27dBm,将此时DUT的控制板监测到前向功率值X记录于EPROM中某一位置,作为最小功率门限值.调节模拟负载,使功率计显示的RL为9.6dB, 将此时DUT的控制板监测到前向功率值U(dBm ) 减去监测到反向功率值V(dBm ) ,Y=U-V记录于EPROM中某一位置,作为黄色报警的规格值.调节模拟负载,使功率计显示的RL为6dB, 将此时DUT的控制板监测到前向功率值U(dBm ) 减去监测到反向功率值W(dBm ) ,Y=U-W记录于EPROM中某一位置,作为红色报警的规格值2:测试A.报警测试分别改变信号发生器的信号频率1805MHz, 1842.5MHz, 1880MHz(TX 频率段),分别改变DUT的ANT端口的输入功率30 dBm,46 dBm(ECDU和CDU的最大功率不同)分别改变模拟负载的反射信号相位分别为0℃,90℃,180℃,270℃.调节模拟负载的反射功率,改变RL.使DUT出现红,黄报警.出现黄色报警时,RL应在SPEC(11.5~7. 6db)内,否则判定该产品不合格.出现红色报警时,RL应在SPEC(7.6~4db)内,否则判定该产品不合格B.报警保持测试当出现报警时,使DUT的ANT端口的输入功率小于26 dBm,报警应继续保持.否则判定产品不合格.C.最小功率门限测试调节模拟负载,使RL满足报警条件时.调节信号发生器,使DUT的ANT端口的输入功率由小慢慢增大,当出现报警时,使用功率计测试”DUT的ANT端口的输入功率”,应满足SPEC(26~30dBm),否则不合格.五.测试结果处理当所有的测试都通过时,才可判定该产品合格.。
VSWR的意义小谈xx电压驻波比(VSWR)是射频技术中最常用的参数,用来衡量部件之间的匹配是否良好。
当业余无线电爱好者进行联络时,当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1,如果接近1:1,当然好。
常常听到这样的问题:但如果不能达到1,会怎样呢?驻波比小到几,天线才算合格?为什么大小81这类老式的军用电台上没有驻波表?VSWR及标称阻抗发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。
如果发射机的阻抗不同,要求天线的阻抗也不同。
在电子管时代,一方面电子管本输出阻抗高,另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广,流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线,因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。
而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆,因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。
如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台,那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线,因为那样反而帮倒忙。
只要设法调到你的天线电流最大就可以了。
VSWR不是1时,比较VSWR的值没有意义天线VSWR=1说明天线系统和发信机满足匹配条件,发信机的能量可以最有效地输送到天线上,匹配的情况只有这一种。
而如果VSWR不等于1,譬如说等于4,那么可能性会有很多:天线感性失谐,天线容性失谐,天线谐振但是馈电点不对,等等。
在阻抗园图上,每一个VSWR数值都是一个园,拥有无穷多个点。
也就是说,VSWR数值相同时,天线系统的状态有很多种可能性,因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。
正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定(除非有特殊需要),所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定,甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。
由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响,多数VSWR表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。
VSWR都=1不等于都是好天线一些国外杂志文章在介绍天线时经常给出VSWR的曲线。
1.同軸線電壓駐波比含義:
對於理想的同軸電纜,在整個長度方向的物性阻抗是均勻的的,而實際因材料,工藝或結構上難以達合,所以波阻抗總是不均勻的.
VSWR基本定義如下:
(1).全反射時=(正) 無窮大
(2).無反射時=0
(3).RL&VSWR成非線性比例如關系,滿足 RL 越大,VSWR越接近1
2.回波損失(return loss),用以量測不匹配傳輸情況下發射能量損耗大小,理論上 RL 值越大越好 RL=20 log (1/ρ) ρ為反射系
數
3.影響電纜駐波比的主要因素
A.內外導體及絕緣結構尺寸的均勻性,
B.內外導的電導率,磁導率,絕緣介質常數,介質的損耗,
4..材料,工藝等制程中影響因素:
A.內導體的因素,由於內導體退火韌煉不完全或過退火等使得導體押出絕緣放線中極易受到張力波
B.因內導體易被拉細或真圓度過低等,導致內導體引發的不良造成絕緣外徑及絕緣芯線電容發生突
C.由於人員操作不當,導致絕緣的偏心以及外徑大小不一,也會使電纜的駐波比變化不一.
D.外導體的銅線直徑不均勻或表面氧化,導電率變化,
E.外導體由於各種原因產生局部的變化或損傷,連續性不一性影響最明顯.
5.以下是駐波比(VSWR) 回波損耗RL 及反射系數ρ三者換算表,請參考.。
8月16 号VSWR 整理1.VSWR 全称 电压驻波比 (V oltage Standing Wave Ratio)用来表示 天线和电波发射台是否匹配max min 00V 1VSWR V 1L L Z R Z R +G ====-GG 为反射系数, RL 为回波损耗(Return loss )。
G=0时,VSWR=1 ,说明发射机能量可以有效的传输到天线系统,一种理想状态。
手机天线一般要求驻波比<2.5回波损耗0dB 表示全反射,负无穷大表示完全匹配,手机天线一般要求回波损耗<-7dB 左右。
2. Gain (增益)定量描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。
天线在某方向的增益(),G q f 是它在该方向上的辐射强度(,)U q f 同天线以同一输入功率向空间均匀辐射的辐射强度4A P p 之比dBi 和dBd 的换算天线增益一般由dBi 、dBd 表示,dBi 是天线相对于无方向天线的功率能量密度之比 dBd 是指相对于半波振子dipole 的功率能量密度之比。
dBi 和dBd 是考征增益的值(功率增益),两者都是一个相对值,但参考基准不一样,dBi 的参考基准为全方向性天线,,dBd 的参考基准为偶极子,所以两者略不同,一般认为,表示同一个增益,用dBi 表示出来比用dBd 表示出来大2.15,半波振子增益为2.15dBi 。
0dBd=2.15dBiGSM900天线增益可以为13dBd (15dBi )。
GSM1800天线增益可以为15dBd (17dBi )3. Antenna ( 天线)天线的定义:一种导行波与自由空间电磁波之间的转换器件或换能器。
天线问题的实质——天线产生的电波场分布以及其所决定的电特性。
天线的分类用途 : 通信天线、电视天线、雷达天线;工作频段:短波天线、超短波天线、微波天线;方向性 :全向天线、定向天线;外形 :线状天线、面状天线。
反射系数与vswr的关系
反射系数与VSWR(电压驻波比)之间有着密切的关系。
首先,
让我们来解释一下这两个概念。
反射系数是衡量电磁波在从一个介质传播到另一个介质时发生
反射的程度的物理量。
它通常用Γ(gamma)来表示,其值范围在
0到1之间。
当反射系数为0时,表示没有反射,即所有的能量都
被传输到了另一个介质中;而当反射系数为1时,表示所有的能量
都被反射回原来的介质中。
VSWR(电压驻波比)是衡量电传输线上电压波的波形不匹配程
度的无量纲指标。
VSWR是由最大电压和最小电压之比得出的,通常
用VSWR或者SWR来表示。
VSWR的取值范围是1到正无穷,取值越
大表示波形不匹配程度越严重。
这两个概念之间的关系可以通过以下公式来描述:
\[ VSWR = \frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|} \]
从这个公式可以看出,反射系数的大小直接影响了VSWR的数值。
当反射系数增大时,VSWR也会相应地增大。
换句话说,当介质之间的反射增加时,VSWR也会增加,从而导致波形不匹配程度加剧。
另外,VSWR还可以通过反射系数的幅度来近似计算:
\[ VSWR \approx \frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|} \]
总的来说,反射系数和VSWR之间是通过上述的数学关系相互联系的。
在实际工程中,通过对反射系数和VSWR的测量和分析,可以更好地了解电磁波在传输过程中的匹配情况,从而指导工程实践中的设计和优化。
vswr与反射系数的公式在电信和电子领域,大家对一些专业术语可说是又爱又恨,尤其是那些听起来高大上的公式,比如说VSWR和反射系数。
嘿,别担心,今天咱们就轻松聊聊这俩,保证让你听得懂、记得牢。
VSWR,听起来像个外星人名字,其实它就是“电压驻波比”的简称。
简单点说,这玩意儿就是用来描述电压波在传输线中的表现。
就像是一场舞会,大家的舞步配合得当,那就跳得欢;反之,舞步不协调,那可就闹出笑话了。
所以,VSWR越接近1,表示反射越小,电压波的舞会就越成功。
接着说说反射系数,这东西跟VSWR可谓是“兄弟连”。
反射系数代表了电信号在接口处的反射情况。
想象一下,你在一条长长的滑梯上滑下去,结果滑到底部却撞上了个墙,反射系数就是衡量你撞墙程度的指标。
数值从1到1,如果你能平稳到底,那就是0,如果老是撞墙,那就接近1。
听上去复杂,但其实没那么吓人。
就像咱们生活中的琐事,学会处理好每个细节,自然就不会出乱子。
VSWR和反射系数究竟有什么关系呢?这就像是一对完美的搭档。
通过反射系数,你可以算出VSWR,公式是VSWR = (1 + |Γ|) / (1 |Γ|),其中|Γ|就是反射系数的绝对值。
听起来像天书,其实用个简单的图示就能搞懂。
就好比你在超市买东西,看到标价和折扣,心里一算就知道最终要花多少钱。
把这些公式放在心里,绝对能让你在电路设计时游刃有余。
咱们再聊聊这玩意儿对实际应用的影响。
在无线电和通信中,VSWR的值直接关系到信号的传输质量。
如果VSWR太高,那信号就像个害羞的小猫,不愿意出来见人,结果传输效率低下,信息就像泡沫一样,一碰就碎。
这种情况下,设备的性能肯定打折扣,搞得你心里五味杂陈,甚至还得花钱维修。
可别小瞧这点小东西,它能决定你的信号强度,是强是弱,真是生死攸关。
再说,如何降低VSWR和反射系数。
这就跟咱们日常生活中处理人际关系一样,越早发现问题,越容易解决。
使用合适的匹配器,调整电路中的阻抗,能有效降低反射。
天线驻波比天线驻波比表示天馈线与基站(收发信机)匹配程度的指标。
驻波比的定义:Umax——馈线上波腹电压;Umin——馈线上波节电压。
驻波比的产生,是由于入射波能量传输到天线输入端未被全部吸收(辐射)、产生反射波,迭加而形成的。
VSWR越大,反射越大,匹配越差。
一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进行折中权衡的。
驻波比对天线反射功率、所增大的馈线损耗与完全匹配(VSWR=1)时相比,所减小的总辐射功率的关系,见下表1。
从上表可以看出:⑴ VSRW=3.0时,天线反射25%的功率(1.25dB),馈线新增损耗0.9dB,与完全匹配(VSRW=1)相比,功率多损失40%(2.15dB);⑵ VSWR=1.5时,天线反射4%的功率(0.17dB),馈线新增损耗0.19dB,与完全匹配(VSWR=1)相比,功率多损失8%(0.36dB);⑶ VSWR=1.4时,天线反射2.8%的功率(0.12dB),馈线新增损耗0.09dB,与完全匹配(VSWR=1)相比,功率多损失4.7%(0.21dB);⑷ VSWR=1.3时,天线反射1.7%的功率(0.07dB),馈线新增损耗0.06dB,与完全匹配(VSWR=1)相比,功率多损失2.9%(0.13dB)。
可见,VSWR=1.3与VSWR=1.5相比,功率损失仅减少了0.23dB,这在移动通信的衰落传播中,影响基本可以忽略。
然而天线的制造成本却高得多。
因此,不要盲目一味追求低的驻波比。
(国家标准中,对驻波比的要求是不大于1.5)两列振幅相同的相干波沿相反方向传播时叠加而成的波称为驻波。
驻波是波的一种干涉现象,在声学和光学中都有重要的应用。
我们可以用简谐波表达式对驻波作定量描述。
设沿轴正向和负向传播的波在轴原点处都出现波峰的时刻,选作为开始计时的时刻,即,因此,它们的表达式分别为,两波叠加后,介质中各处质元振动的合位移为这是合成后所得的驻波表达式。
电压驻波比(VSWR)和插入损耗(Insertion Loss)是无线通信领域中常用的两个重要概念。
它们分别反映了信号在传输过程中的反射和能量损耗情况。
本文将就电压驻波比与插入损耗之间的关系展开深入探讨,以帮助读者更好地理解这两个概念及其相互关联的实际意义。
1. 电压驻波比(VSWR)的定义与意义电压驻波比是衡量信号在传输线路中反射程度的一个重要参数。
它通常用于描述电磁波在传输线上的传输特性,是传输线上反射波和驻波的度量。
VSWR的计算公式为:VSWR = (1 + Γ) / (1 - Γ)其中,Γ代表传输线上信号的反射系数。
当传输线上存在反射时,VSWR会增大;反之,VSWR趋近于1。
VSWR的大小对信号传输的质量和效率有着重要的影响,因此在无线通信系统中,保持较低的VSWR是十分关键的。
2. 插入损耗(Insertion Loss)的定义与意义插入损耗是另一个衡量信号在传输过程中损耗程度的重要参数。
它通常用于描述信号经过某个元件或器件后产生的能量损耗情况。
插入损耗的计算公式为:Insertion Loss = 10 * log10 (P_in / P_out)其中,P_in代表输入信号的功率,P_out代表输出信号的功率。
插入损耗的大小直接影响了信号的覆盖范围和可靠性,因此在无线通信系统中,降低插入损耗是保证信号传输质量的关键。
3. 电压驻波比与插入损耗的关系电压驻波比和插入损耗是两个相互关联的参数。
在实际的无线通信系统中,它们之间的关系体现在以下几个方面:- 电压驻波比的增大会导致插入损耗的增加。
因为较大的VSWR代表着更多的信号反射,从而增加了信号传输过程中的能量损耗。
- 插入损耗的增加会影响电压驻波比的大小。
因为较大的插入损耗意味着更多的信号能量被耗散,从而减少了反射波的影响,使得VSWR相对较小。
- 优化传输线路的匹配和阻抗能够降低VSWR和插入损耗,从而提高信号的传输效率和可靠性。
电子工程术语定义:VSWR
术语表:VSWR
定义
VSWR (电压驻波比),用来衡量无线信号通过功率源、传输线、最终进入
负载(例如,功率放大器输出通过传输线,最终到达天线)的有效传输功率。
对于一个理想系统,传输能量为100%,需要源阻抗、传输线及其它连接
器的特征阻抗、负载阻抗之间精确匹配。
由于理想的传输过程不存在干扰,信号的交流电压在两端保持相同。
实际系统中,由于阻抗失配将会导致部分功率向信号源方向反射(如同一
个回波)。
反射引起相消干扰,沿着传输线在不同时间、距离产生电压波
峰、波谷。
VSWR用于度量这些电压的变化,是传输线上最高电压与最低电压之比。
由于理想系统中电压保持不变,所以,对应的VSWR是1.0 (或者表示为
1:1)。
产生反射时,电压发生变化,VSWR增大—例如:1.2 (或表示为1.2:1)。
计算:
VSWR是传输线上的电压比:
VSWR = |V(max)|/|V(min)|
其中,V(max)是传输线上信号电压的最大值,V(min)是传输线上信号电压
的最小值。
也可以利用阻抗计算:
VSWR = (1+Γ)/(1-Γ)
其中,Γ是靠近负载端的电压反射系数,由负载阻抗(ZL)和源阻抗(Zo)
确定:
Γ = (ZL-Zo)/(ZL+Zo)
如果负载与传输线完全匹配,Γ = 0,VSWR = 1:1。
反射电压的计算见下图:(原文件名:匹配.jpg)因为电压都是以同一个地作为参考的,叠加在一起就是相加了;电流是按某一个正方向来定义的,反射电流和入射电流方向是相反的,就是减了。
应该很容易理解的。
小谈驻波比VSWR的意义电压驻波比(VSWR)是射频技术中最常用的参数,用来衡量部件之间的匹配是否良好。
当业余无线电爱好者进行联络时,当然首先会想到测量一下天线系统的驻波比是否接近1:1,如果接近1:1,当然好。
常常听到这样的问题:但如果不能达到1,会怎样呢?驻波比小到几,天线才算合格?VSWR及标称阻抗发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。
如果发射机的阻抗不同,要求天线的阻抗也不同。
在电子管时代,一方面电子管本输出阻抗高,另一方面低阻抗的同轴电缆还没有得到推广,流行的是特性阻抗为几百欧的平行馈线,因此发射机的输出阻抗多为几百欧姆。
而现代商品固态无线电通信机的天线标称阻抗则多为50欧姆,因此商品VSWR表也是按50欧姆设计标度的。
如果你拥有一台输出阻抗为600欧姆的老电台,那就大可不必费心血用50欧姆的VSWR计来修理你的天线,因为那样反而帮倒忙。
只要设法调到你的天线电流最大就可以了。
VSWR不是1时,比较VSWR的值没有意义天线VSWR=1说明天线系统和发信机满足匹配条件,发信机的能量可以最有效地输送到天线上,匹配的情况只有这一种。
而如果VSWR不等于1,譬如说等于4,那么可能性会有很多:天线感性失谐,天线容性失谐,天线谐振但是馈电点不对,等等。
在阻抗园图上,每一个VSWR数值都是一个园,拥有无穷多个点。
也就是说,VSWR数值相同时,天线系统的状态有很多种可能性,因此两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。
正因为VSWR除了1以外的数值不值得那么精确地认定(除非有特殊需要),所以多数VSWR表并没有象电压表、电阻表那样认真标定,甚至很少有VSWR给出它的误差等级数据。
1.1.主题内容。
本文件规定CINRAD雷达发射机(即14所研制的GLF-2型S波段多普勒气象雷达(发射机)大功率输出端口的主要保护电路——馈线系统的驻波检测及保护电路的校准步骤。
1.2.适用范围:本校准步骤适用于CINRAD雷达发射机出厂前驻波检测电路的联调、检验、以及雷达现场对这部分电路的检查与复核。
2.依据2.1.本文件系在根据WSR—88D的发射机使用说明书(NWS EAB6-511)中关于驻波检测电路校准步骤,从而对原有的设计意图,并根据CINRAD雷达发射机馈线的实际联调情况作变通处理后而定的。
WSR—88D的校准步骤参见附件一。
2.2.本校准步骤拟订依据是:2.2.1、发射机远端的驻波检测器按驻波ρ=3调定。
2.2.2、发射机近端的驻波检测器,依据发射机允许的最大驻波系数ρ=.1.5,并考虑到主波导中的实际驻波系数调定到两者的某一中间值。
2.2.3、环流器(UD1WG04)是为防止其后端(即与2端口联接的馈线异常情况时,保护发射机免遭伤害设置的,其中与3端口联接的中功率负载上的温控开关,是为保护环流器自身而设置的。
因此对这个温控开关的设计要求是:如果温控开关因馈线驻波过大(ρ3)而跳闸时,环流器不会因此时的升温而影响其工作性能。
2.2.4、由2.2.3可见,本驻波检测电路的设计,坚持了发射机双重保护原则:一是由1CR1及温控开关加以保护;二是由环流器及1CR2加以保护。
根据双重保护原则,对于不选用谱滤波器的站点(此时以直波导取代谱滤波器),温控开关也可以不用,因为直波导不会发生大驻波的情况。
3.内容3.1.所需仪表:SMA阳到N型阴的转换头;50Ω同轴匹配负载。
功率计。
功率传感器。
20dB固定衰减器。
3.2预备操作。
3.2.1发射机能正常工作,各类指示灯齐全,发射机的工作能在维护面板上正常加以控制;功率计和功率传感器在雷达工作频率上经过校准;可变衰减器1AT10和1AT11反时针旋转既调在最大衰减值。