驻波比与回波损耗的换算关系

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%

1.4 2.78%

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。

回波损耗反射系数电压驻波比以及S参数的物理意义

回波损耗（Return Loss）是指信号在信号路径中由于阻抗不匹配造成的信号反射的程度。它是指反射功率与输入功率之比的负数的对数的倒数。回波损耗越大，表示信号的反射越小，系统的阻抗匹配性越好。在实际应用中，回波损耗通常被用来评估信号源、功放器、天线、连接器等的质量，较低的回波损耗意味着更高的信号传输效率。

反射系数（Reflection Coefficient）是指信号被阻抗不匹配的负载反射回调源时，反射信号的幅度与入射信号的幅度之比。它是一个复数，表示反射系数的模是反射信号与入射信号复数幅值之比，相位则表示反射信号与入射信号之间的相对相位差。反射系数的绝对值越大，意味着反射信号的幅度越大，同时可能存在较大的相对相位差，这会导致信号的畸变和失真。

电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio，VSWR）是用来衡量信号在传输线上传输时的阻抗匹配性和信号波动情况的一个参数。它是指传输线上最大电压与最小电压的比值。VSWR的值通常介于1和无穷之间，1表示完全匹配，无穷表示完全不匹配。VSWR越小，表示传输线的阻抗匹配性越好，信号传输能力越高。

S参数（Scattering Parameters）是描述电路中信号的传输和反射特性的一组参数。S参数是复数，用来表示输入信号和输出信号间的关系。例如，S11表示输入端口的信号反射系数，S21表示输入输出端口之间信号的传输系数。S参数可用于衡量电路的阻抗匹配性、传输效率、幅频响应、相位延迟等特性，是无源和线性有源器件的常用参数。通过测量S参数可以了解电路元件和网络之间的电特性，帮助优化和改善电路设计。 总结：回波损耗用来评估信号路径中的阻抗匹配性，反射系数用来描述信号反射的程度，电压驻波比用来衡量信号的阻抗匹配性和波动情况，S参数则是描述信号传输和反射特性的一组参数。这些参数对于电路设计和分析中的信号传输质量和阻抗匹配性有重要的物理意义。

在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。两者叠加，在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大，形成波腹；而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相减为最小，形成波节。其它各点的振幅则介于波幅与波节之间。这种合成波称为驻波。反射波和入射波幅度之比叫作反射系数，也叫做回波损耗。 反射波幅度 （Ｚ －Ｚ。）

反射系数Γ＝───── ＝─────── 入射波幅度 （Ｚ ＋Ｚ。）

驻波波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数，也叫电压驻波比(VSWR) 驻波波腹电压幅度最大值Ｖmax （1+Γ）

驻波系数Ｓ＝──────────────＝──── 驻波波节电压辐度最小值Ｖmin （1-Γ）

终端负载阻抗和特性阻抗越接近，反射系数越小，驻波系数越接近于１，匹配也就越好。

回波损耗与电压驻波比的区别

这个问题论及电压驻波比和回波损耗, 都是相同参数的一种测量方法,也就是连接器反射的信号数量,是影响连接器总信号效率的一个重要因素。

回波损耗(Return Loss)是由于线缆上间断性功率反射而造成的损失的信号的一部分。回波损耗类似与电压驻波比，在无线电行业中一般比较倾向于电压驻波比。因为它是一种对数测量，当表示很小的反射时是非常有用的。

VSWR是Voltage Standing Wave Ratio首个字母的缩写，电压驻波比是一个适用于反射电压的电压比率。电压驻波比类似于回波损失，在连接器行业中，一般比较倾向于回波损耗，因为它是一次线性测量，在对数测量中很小的误差是在所难免的，所以在表示较大的反射时电压驻波比是很有用的。

驻波比与回波损耗的换算关系

驻波比（VSWR）: Voltage Standing Wave Ratio

ReturnLoss(dB)VSWRReturnLoss(dB)VSWRReturnLoss(dB)VSWR44.42161.38281.0863.0116.21.3728.51.0782.3216.41.36291.07101.9216.61.3529.51.0710.51.8516.81.34301.06111.79171.3330.51.0611.21.7617.21.32311.0511.41.7417.41.3131.51.0511.61.7117.61.3321.0511.81.6917.81.2932.51.04121.67181.29331.0412.21.6518.51.2733.51.0412.41.63191.25341.0412.61.6119.51.2334.51.0312.81.59201.22351.03131.5820.51.2135.51.0313.21.56211.2361.0313.41.5421.51.1836.51.0313.61.53221.17371.0213.81.5122.51.1637.51.02141.5231.15381.0214.21.4823.51.1438.51.0214.41.47241.13391.0214.61.4624.51.1239.51.0214.81.44251.12401.02151.4325.51.1140.51.0115.21.42261.1411.0115.41.4126.51.141.51.0115.61.4271.09421.0115.81.3927.51.0842.51.01