در تئوری آنتن، VSWR به اختصار از نسبت موج ایستاده ولتاژ نامیده می شود.

VSWR اندازه گیری سطح موج ایستاده در یک خط تغذیه است که به عنوان نسبت موج ایستاده (SWR) نیز شناخته می شود.

ما می دانیم که موج ایستاده، که نسبت موج ایستاده را توضیح می دهد، عامل مهمی است که برای مهندسان هنگام انجام تحقیقات فنی RF روی آنتن ها در نظر گرفته می شود.

اگرچه امواج ایستاده و VSWR بسیار مهم هستند، اغلب تئوری و محاسبات VSWR می‌توانند نمایی از آنچه در واقع اتفاق می‌افتد را پنهان کنند. خوشبختانه، می‌توان دید خوبی از موضوع به دست آورد، بدون اینکه عمیقاً در نظریه VSWR بپردازیم.

اما در واقع VSWR چیست و چه معنایی برای پخش دارد؟ این وبلاگ کامل ترین راهنمای در مورد VSWR است، از جمله اینکه چیست، چگونه کار می کند و هر آنچه که باید در مورد VSWR بدانید.

بیایید به کاوش ادامه دهیم!

به اشتراک گذاری مراقبت!

1. VSWR چیست؟ مبانی نسبت موج ایستاده ولتاژ

1) درباره VSWR

-تعریف VSWR

VSWR چیست؟ به بیان ساده، VSWR به عنوان نسبت بین امواج ایستاده ولتاژ ارسالی و منعکس شده در یک فرکانس رادیویی سیستم انتقال الکتریکی (RF).

-مخفف VSWR

VSWR به اختصار از نسبت موج ایستاده ولتاژ، آن گاهی اوقات به عنوان "viswar" تلفظ می شود.

-چگونه VSWR آثار

VSWR به‌عنوان اندازه‌گیری میزان کارآمدی انتقال توان RF در نظر گرفته می‌شود - از منبع تغذیهd سپس می رود از طریق یک خط انتقال، و در نهایت می رود وارد بار

-VSWR در پخش

VSWR is به عنوان یک معیار کارایی برای هر چیزی که RF را منتقل می کند، شامل خطوط انتقال، کابل های الکتریکی و حتی سیگنال موجود در هوا استفاده می شود. یک مثال رایج تقویت کننده قدرت است که از طریق یک خط انتقال به آنتن متصل می شود. به همین دلیل است که شما همچنین می توانید VSWR را به عنوان نسبت حداکثر به حداقل ولتاژ در یک خط بدون تلفات در نظر بگیرید.

2) موارد اصلی چیست Functions از VSWR؟

VSWR به طور گسترده در برنامه های مختلف استفاده می شود، مانند در انتن، مخابرات، مایکروویو ، فرکانس رادیویی (RF)، و غیره

در اینجا برخی از برنامه های اصلی با توضیح آورده شده است:

برنامه های VSWR	توابع اصلی VSWR
انتقال آنتن	نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) نشانه ای از میزان عدم تطابق بین حول و حوشننه و خط تغذیه متصل به آن. این به عنوان نسبت موج ایستاده (SWR) نیز شناخته می شود. دامنه مقادیر VSWR از 1 تا is است. مقدار VSWR زیر 2 برای اکثر برنامه های آنتن مناسب در نظر گرفته می شود. آنتن را می توان به عنوان "مطابقت خوب" توصیف کرد. بنابراین وقتی کسی می گوید آنتن ضعیف مطابقت دارد ، اغلب این بدان معنی است که مقدار VSWR برای فرکانس مورد نظر از 2 فراتر می رود.
ارتباط از راه دور	در ارتباطات از راه دور ، نسبت موج ایستاده (SWR) نسبت دامنه یک موج ایستاده جزئی در یک آنتی کد (حداکثر) به دامنه در یک گره مجاور (حداقل) در یک خط انتقال برق است.
میکرو ویو	معیارهای متداول عملکردی که با خطوط انتقال و مایکروویو در ارتباط هستند VSWR ، ضریب بازتاب و بازگشتn ضرر, و همچنین ضریب انتقال و تلفات درج. همه اینها ممکن است با استفاده از پارامترهای پراکندگی بیان شوند که معمولاً به پارامترهای S گفته می شود.
RF	نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) به عنوان نسبت بین امواج ایستاده ولتاژ منتقل شده و منعکس شده در یک انتقال الکتریکی فرکانس رادیویی (RF) تعریف می شود سیستماست. این اندازه گیری میزان انتقال کارآمد انرژی RF از منبع تغذیه ، از طریق یک خط انتقال و به داخل بار است

3) نحوه بیان VSWR را از تکنسین جیمی بیاموزید

در اینجا یک لیست ساده ساده دانش RF ارائه شده توسط تکنسین RF ما جیمی است. بیایید lبیشتر بدست آوردن در باره VSWR از طریق زیر مطالب:

- بیان VSWR با استفاده از ولتاژ

طبق تعریف ، VSWR نسبت بالاترین ولتاژ (حداکثر دامنه موج ایستاده) به کمترین ولتاژ (حداقل دامنه موج ایستاده) در هر نقطه بین منبع و بار است.

VSWR = | V (حداکثر) | / | V (دقیقه) |

V (حداکثر) = حداکثر دامنه موج ایستاده
V (دقیقه) = حداقل دامنه موج ایستاده

- بیان VSWR با استفاده از امپدانس

طبق تعریف ، VSWR نسبت امپدانس بار و امپدانس منبع است.

VSWR = ZL / Zo

ZL = امپدانس بار
Zo = امپدانس منبع

ارزش ایده آل VSWR چیست؟
مقدار یک VSWR ایده آل 1: 1 است یا به زودی به صورت 1 بیان می شود. در این حالت توان منعکس شده از بار به منبع صفر است.

- بیان VSWR با استفاده از Reflection و Forward Power

با تعریف VSWR برابر است با

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

که در آن:

Pr = توان منعکس شده
Pf = قدرت رو به جلو

3) چرا باید از VSWR مراقبت کنم؟ چرا مهم است؟

تعریف VSWR اساس تمامی محاسبات و فرمول های VSWR را فراهم می کند.

در یک خط متصل، عدم تطابق امپدانس می تواند باعث انعکاس شود، که دقیقاً همان چیزی است که به نظر می رسد - موجی که به عقب برگشته و جهت اشتباه را می رود.

دلیل اصلی: تمام انرژی در انتهای خط منعکس می شود (مثلاً توسط یک مدار باز یا کوتاه)، سپس هیچ یک جذب نمی شود و یک "موج ایستاده" عالی روی خط تولید می کند.

نتیجه امواج متضاد یک موج ایستاده است. این امر قدرت دریافتی آنتن را کاهش می دهد و می تواند از آن برای پخش استفاده کند. حتی می تواند فرستنده را بسوزاند.

مقدار VSWR توان منعکس شده از بار به منبع را نشان می دهد. این اغلب برای توصیف میزان مصرف برق از منبع (معمولاً تقویت کننده فرکانس بالا) از طریق یک خط انتقال (معمولاً کابل کواکسیال) به بار (معمولاً آنتن) از بین می رود.

این وضعیت بدی است: فرستنده شما به دلیل انرژی بیش از حد می سوزد.

در واقع، هنگامی که نیرویی که قرار است تابش شود، با قدرت کامل به فرستنده باز می گردد، معمولاً وسایل الکترونیکی آنجا را می سوزاند.

درک آن سخت است؟ در اینجا مثالی آورده شده است که ممکن است به شما کمک کند:

یک قطار موج اقیانوسی که به سمت ساحل حرکت می کند، انرژی را به سمت ساحل می برد. اگر به سمت ساحلی با شیب ملایم حرکت کند، تمام انرژی جذب می شود و هیچ موجی وجود ندارد که به سواحل بازگردد.

اگر به جای یک ساحل شیبدار، یک دیوار دریایی عمودی وجود داشته باشد، قطار موج ورودی به طور کامل منعکس می شود، به طوری که هیچ انرژی در دیوار جذب نمی شود.

تداخل بین امواج ورودی و خروجی در این حالت یک "موج ایستاده" ایجاد می کند که به نظر نمی رسد در حال حرکت باشد. قله ها در همان موقعیت های مکانی باقی می مانند و فقط بالا و پایین می شوند.

همین پدیده در یک خط انتقال رادیویی یا راداری اتفاق می افتد.

در این حالت می خواهیم امواج روی خط (اعم از ولتاژ و جریان) به یک سمت حرکت کنند و انرژی خود را به بار مورد نظر که در این حالت ممکن است آنتنی باشد که قرار است در آن تابش شود، قرار دهند.

اگر تمام انرژی در انتهای خط منعکس شود (به عنوان مثال ، با اتصال باز یا اتصال کوتاه) ، هیچ کس جذب نمی شود ، و یک "موج ایستاده" کامل روی خط تولید می کند.

برای ایجاد موج بازتابی نیازی به اتصال باز یا کوتاه نیست. تنها چیزی که لازم است عدم تطابق امپدانس بین خط و بار است.

اگر موج بازتاب شده به اندازه موج رو به جلو قوی نباشد، الگوی «موج ایستاده» مشاهده می‌شود، اما تهی‌ها به اندازه یک انعکاس کامل (یا عدم تطابق کامل) عمیق و قله‌ها نخواهد بود.

2. SWR چیست؟

1) SWR تعریف

طبق ویکی پدیا ، نسبت موج ایستاده (SWR) به این صورت تعریف شده است:

معیاری برای مطابقت امپدانس بارها با امپدانس مشخصه یک خط انتقال یا موجبر در مهندسی رادیو و ارتباطات از راه دور. SWR ، بنابراین ، نسبت بین امواج منتقل شده و منعکس شده یا نسبت بین دامنه موج ایستاده در حداکثر آن ، به دامنه در حداقل ، SWR معمولاً به عنوان نسبت ولتاژ به نام VSWR تعریف می شود.

SWR بالا نشان دهنده راندمان ضعیف خط انتقال و انرژی منعکس شده است که می تواند به فرستنده آسیب برساند و بازده فرستنده را کاهش دهد.

از آنجایی که SWR معمولاً به نسبت ولتاژ اشاره دارد، معمولاً به عنوان نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) شناخته می شود.

2) VSWR چگونه بر عملکرد سیستم فرستنده تأثیر می گذارد؟

روش های مختلفی وجود دارد که VSWR بر عملکرد سیستم فرستنده یا هر سیستمی که ممکن است از RF و امپدانس های همسان استفاده کند ، تأثیر می گذارد.

اگرچه اصطلاح VSWR معمولاً استفاده می شود ، ولتاژ و امواج ایستاده جریان می توانند مشکلاتی ایجاد کنند. برخی از تأثیرات در زیر شرح داده شده است:

- تقویت کننده های قدرت فرستنده ممکن است آسیب ببینند

افزایش سطح ولتاژ و جریان موجود در فیدر در نتیجه امواج ایستاده ، می تواند به ترانزیستورهای خروجی فرستنده آسیب برساند. وسایل نیمه هادی اگر در محدوده مشخص شده خود عمل کنند بسیار قابل اعتماد هستند ، اما ولتاژ و امواج ایستاده جریان بر روی فیدر می توانند در صورت ایجاد عملیات خارج از محدوده خود باعث آسیب فاجعه بار شوند.

حفاظت PA قدرت خروجی را کاهش می دهد

با توجه به خطر بسیار واقعی سطح بالای SWR که باعث صدمه به آمپلی فایر قدرت می شود ، بسیاری از فرستنده ها دارای مدار حفاظت هستند که با افزایش SWR ، خروجی فرستنده را کاهش می دهد. این بدان معنی است که یک مسابقه ضعیف بین فیدر و آنتن منجر به SWR زیاد می شود که باعث می شود خروجی کاهش یابد و از این رو از دست دادن قابل توجهی در قدرت منتقل می شود.

سطوح ولتاژ بالا و جریان می تواند به فیدر آسیب برساند

این امکان وجود دارد که ولتاژ بالا و سطح جریان ناشی از نسبت موج ایستاده بالا می تواند باعث آسیب رساندن به فیدر شود. اگرچه در بیشتر موارد ، فیدرها در محدوده آنها به خوبی کار می کنند و دو برابر شدن ولتاژ و جریان را می توان در آن جای داد ، اما در شرایطی می توان خسارت ایجاد کرد. حداکثر فعلی می تواند باعث گرمای بیش از حد محلی شود که می تواند پلاستیک های مورد استفاده را تحریف یا ذوب کند و ولتاژهای بالا در برخی شرایط باعث ایجاد قوس الکتریکی می شود.

-تاخیرهای ناشی از بازتاب ها می تواند باعث اعوجاج شود:

هنگامی که یک سیگنال با عدم تطابق منعکس می شود، به سمت منبع منعکس می شود و سپس می تواند دوباره به سمت آنتن منعکس شود.

تاخیری معادل دو برابر زمان ارسال سیگنال در طول فیدر وارد می شود.

اگر داده ها در حال انتقال هستند، این می تواند باعث تداخل بین نمادها شود، و در مثال دیگری که تلویزیون آنالوگ در حال انتقال است، یک تصویر "شبح" دیده می شود.

جالب توجه است که از دست دادن سطح سیگنال ناشی از یک VSWR ضعیف تقریباً آنقدر که برخی تصور می کنند زیاد نیست.

هر سیگنال منعکس شده توسط بار، به فرستنده منعکس می شود و از آنجایی که تطبیق در فرستنده می تواند سیگنال را قادر سازد تا دوباره به آنتن منعکس شود، تلفات متحمل شده اساساً همان تلفات وارد شده توسط فیدر است.

بیت های مهم دیگری نیز وجود دارد که باید در بازده آنتن اندازه گیری شوند: ضریب بازتاب، از دست دادن عدم تطابق، و از دست دادن بازگشت به نام چند. VSWR تئوری آنتن نیست، اما مهم است.

3) VSWR در مقابل SWR در مقابل PSWR در مقابل ISWR

اصطلاحات VSWR و SWR اغلب در ادبیات در مورد امواج ایستاده در سیستم های RF دیده می شود ، و بسیاری در مورد تفاوت می پرسند.

-VSWR

نسبت موج ایستاده VSWR یا ولتاژ به طور خاص برای امواج ایستاده ولتاژی که روی یک فیدر یا خط انتقال تنظیم می‌شوند اعمال می‌شود.

از آنجایی که تشخیص امواج ایستاده ولتاژ آسانتر است و در بسیاری از موارد ولتاژها از نظر خرابی دستگاه اهمیت بیشتری دارند، اصطلاح VSWR اغلب به ویژه در مناطق طراحی RF استفاده می شود.

-SWR

SWR مخفف نسبت موج ایستاده است. شما می توانید آن را به عنوان بیان ریاضی عدم یکنواختی یک میدان الکترومغناطیسی (میدان EM) در یک خط انتقال مانند کابل کواکسیال ببینید.

معمولاً SWR به عنوان نسبت حداکثر ولتاژ فرکانس رادیویی (RF) به حداقل ولتاژ RF در طول خط تعریف می شود. نسبت موج ایستاده (SWR) دارای سه ویژگی است:

SWR دارای ویژگی های زیر است:

● این ولتاژ و امواج ایستاده جریان را نشان می دهد که روی خط ظاهر می شوند.

● یک توصیف عمومی برای موج های ایستاده جریان و ولتاژ است.

● اغلب همراه با کنتورهای مورد استفاده برای تشخیص نسبت موج ایستاده استفاده می شود.

توجه: جریان و ولتاژ هر دو برای یک عدم تطابق معین با همان نسبت بالا و پایین می روند.

SWR بالا نشان دهنده ضعف در بهره وری خط انتقال و انرژی منعکس شده است که می تواند به فرستنده آسیب برساند و بازده فرستنده را کاهش دهد. از آنجا که SWR معمولاً به نسبت ولتاژ اشاره دارد ، معمولاً به عنوان نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) شناخته می شود.

● PSWR (نسبت موج ایستاده قدرت):

اصطلاح نسبت موج ایستاده توان که بعضی اوقات نیز دیده می شود ، فقط مربع VSWR تعریف می شود. با این حال این یک مغالطه کامل است زیرا توان جلو و منعکس شده ثابت است (با فرض عدم اتلاف فیدر) و قدرت به همان روشی که شکل موج ایستاده ولتاژ و جریان که جمع عناصر جلو و منعکس شده است ، بالا و پایین نمی رود.

● ISWR (نسبت موج ایستاده فعلی):

SWR همچنین می تواند به عنوان نسبت حداکثر جریان RF به حداقل جریان RF روی خط (نسبت موج ایستاده جریان یا ISWR) تعریف شود. برای بیشتر اهداف عملی ، ISWR همان VSWR است.

از درک برخی از مردم از SWR و VSWR در شکل اساسی آنها این است که 1: 1 کامل است. SWR به این معنی است که تمام نیرویی که شما روی خط قرار می دهید از آنتن خارج می شود. اگر SWR 1: 1 نباشد ، شما بیشتر از مقدار مورد نیاز برق مصرف می کنید و مقداری از آن پس از آن از خط به سمت فرستنده خود منعکس می شود و باعث برخورد می شود که سیگنال شما تمیز و تمیز نیست روشن

اما ، تفاوت بین VSWR و SWR چیست؟ SWR (نسبت موج ایستاده) یک مفهوم است ، یعنی نسبت موج ایستاده. VSWR در واقع نحوه اندازه گیری شما با اندازه گیری ولتاژها برای تعیین SWR است. همچنین می توانید SWR را با اندازه گیری جریان ها یا حتی توان (ISWR و PSWR) اندازه گیری کنید. اما برای بیشتر اهداف ، وقتی کسی می گوید SWR منظور وی VSWR است ، در مکالمه مشترک آنها قابل تعویض هستند.

به نظر می رسد این ایده را درک کرده اید که مربوط به نسبت بین میزان انتقال برق به آنتن در مقابل میزان بازگرداندن آن و (در بیشتر موارد) انتقال نیرو به آنتن است. با این حال ، عبارات "شما بیش از آنچه لازم است انرژی می دهید" و "سپس باعث برخورد می شود که باعث می شود سیگنال شما تمیز نباشد" نادرست است

VSWR در مقابل قدرت انعطاف پذیر

در موارد SWR بالاتر ، مقداری یا مقدار زیادی از انرژی به سادگی به فرستنده منعکس می شود. این هیچ ارتباطی با سیگنال تمیز ندارد و همه چیز در ارتباط با محافظت از فرستنده شما در برابر سوختن و SWR صرف نظر از میزان نیرو شما در خارج است. این به معنای ساده این است که در فرکانس ، سیستم آنتن به اندازه یک رادیاتور کارآمد نیست. البته ، اگر می خواهید با فرکانس انتقال دهید ، ترجیح می دهید آنتن شما کمترین SWR ممکن را داشته باشد (معمولاً هر چیزی کمتر از 2: 1 در باند های پایین بد نیست و 1.5: 1 در باند های بالاتر خوب است) ، اما بسیاری از آنتن های چند باند ممکن است در برخی از باند ها در 10: 1 باشند و شما می توانید توانایی کارکرد قابل قبول را داشته باشید.

4) VSWR و کارایی سیستم
در یک سیستم ایده آل ، 100٪ انرژی از مراحل قدرت به بار منتقل می شود. این امر مستلزم تطابق دقیق بین امپدانس منبع (امپدانس مشخصه خط انتقال و کلیه اتصالات آن) و امپدانس بار است. ولتاژ متناوب سیگنال از انتها به انتها یکسان خواهد بود زیرا بدون تداخل از آن عبور می کند.

VSWR در مقابل٪ Reflected Power

در یک سیستم واقعی ، امپدانس های ناسازگار باعث می شود که مقداری از قدرت به سمت منبع منعکس شود (مانند پژواک). این بازتاب ها باعث ایجاد تداخل سازنده و مخرب می شوند و منجر به قله ها و دره های ولتاژ می شوند که با توجه به زمان و مسافت در امتداد خط انتقال متفاوت است. VSWR این واریانس های ولتاژ را کمی می کند ، بنابراین تعریف دیگری که برای ولتاژ نسبت موج ثابت استفاده می شود این است که نسبت بالاترین ولتاژ به کمترین ولتاژ در هر نقطه از خط انتقال است.

برای یک سیستم ایده آل ، ولتاژ تغییر نمی کند. بنابراین ، VSWR آن 1.0 است (یا بیشتر معمولاً با نسبت 1: 1 بیان می شود). وقتی انعکاس رخ می دهد ، ولتاژ تغییر می کند و VSWR بالاتر است ، به عنوان مثال 1.2 (یا 1.2: 1). افزایش VSWR با کاهش کارایی خط انتقال (و در نتیجه فرستنده کلی) ارتباط دارد.

کارایی خطوط انتقال توسط:
1. افزایش ضریب ولتاژ و توان
2. افزایش ولتاژ و کاهش ضریب توان
3. کاهش ولتاژ و ضریب توان
4. کاهش ولتاژ و افزایش ضریب توان

چهار کمیت وجود دارد که تأثیر انتقال نیرو از یک خط به یک بار یا آنتن را توصیف می کند: VSWR ، ضریب بازتاب ، از دست دادن عدم تطابق و از دست دادن بازگشت.

در حال حاضر ، برای به دست آوردن احساس معنای آنها ، آنها را به صورت گرافیکی در شکل بعدی نشان می دهیم. سه شرط:

lines خطوط متصل به یک بار همسان.
● خطوط متصل به آنتن کوتاه تک قطبی که مطابقت ندارد (امپدانس ورودی آنتن 20 - j80 اهم است ، در مقایسه با امپدانس خط انتقال 50 اهم).
● خط در انتهای جایی که باید آنتن متصل باشد باز است.

منحنی سبز - موج ایستاده روی خط 50 اهم با بار همسان 50 اهم در انتها

با پارامترها و مقدار عددی آن به شرح زیر است:

پارامترهای	مقدار عددی
امپدانس بار	اهم 50
ضریب بازتاب	0
VSWR	1
عدم تطابق ضرر	0 دسی بل
برگشت ضرر	- ∞ دسی بل
توجه کنید: [این عالی است؛ بدون موج ایستاده تمام توان به آنتن / بار می رود]

منحنی آبی - موج ایستاده روی خط 50 اهم به سمت آنتن کوتاه کوتاه

با پارامترها و مقدار عددی آن به شرح زیر است:

پارامترهای	مقدار عددی
امپدانس بار	20 - j80 اهم
ضریب بازتاب	0.3805 - j0.7080
مقدار مطلق ضریب بازتاب	0.8038
VSWR	9.2
عدم تطابق ضرر	- 4.5 دسی بل
برگشت ضرر	-1.9 دسی بل
توجه: [این خیلی خوب نیست ؛ برق در بار یا آنتن از 4.5/XNUMX دسی بل از میزان موجود در خط پایین پایین است]

منحنی قرمز - موج ایستاده روی خط با مدار باز در انتهای سمت چپ (پایانه های آنتن)

با پارامترها و مقدار عددی آن به شرح زیر است:

پارامترهای	مقدار عددی
امپدانس بار	∞
ضریب بازتاب	1
VSWR	∞
عدم تطابق ضرر	- 0 دسی بل
برگشت ضرر	0 دسی بل
توجه: [این بسیار بد است: هیچ قدرتی از انتهای خط منتقل نشده است]

▲بازگشت▲

3. شاخص های مهم پارامتر SWR

1) خطوط Trasmission و SWR

با هر رسانای حامل جریان AC می توان به عنوان یک خط انتقال برخورد کرد ، مانند غول های سربار توزیع برق کمکی در سراسر منظره. گنجاندن همه اشکال مختلف خطوط انتقال به طور قابل توجهی خارج از محدوده این مقاله است ، بنابراین ما بحث را به فرکانس های حدود 1 مگاهرتز تا 1 گیگاهرتز و دو نوع خط معمول محدود می کنیم: هم محور (یا "هم محور") و هادی موازی (با نام مستعار ، سیم باز ، خط پنجره ، خط نردبان یا دو سرب به نام ما آن را صدا می کنیم) همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است.

توضیحات: کابل کواکسیال (A) متشکل از یک سیم رسانای جامد یا رشته ای است که توسط پلاستیک عایق یا دی الکتریک هوا و یک محافظ لوله ای محصور شده است که به صورت نوار پارچه ای جامد یا بافته شده است. یک ژاکت پلاستیکی برای محافظت از هادی ها ، سپر را احاطه کرده است. سرب دوقلو (B) از یک جفت سیم موازی یا رشته موازی تشکیل شده است. سیمها توسط پلاستیک قالب (خط پنجره ، سرب دوقلو) یا مقره های سرامیکی یا پلاستیکی (خط نردبان) در جای خود قرار می گیرند.

جریان در امتداد سطح هادی ها جریان دارد (به نوار کناری "جلد پوست" مراجعه کنید) در جهت مخالف. با کمال تعجب ، انرژی RF که در امتداد خط جریان دارد واقعاً در هادی هایی که جریان هستند جریان ندارد. به صورت یک موج الکترومغناطیسی (EM) در فضای بین هادی ها و اطراف آن حرکت می کند.

شکل 1 نشان می دهد که میدان در هر دو حالت هم محور و دو سربی قرار دارد. برای کواکس ، این میدان کاملاً درون دی الکتریک بین هادی مرکز و سپر قرار دارد. اگرچه برای سرب دوقلو ، میدان در اطراف و بین هادی ها قوی ترین است اما بدون محافظ اطراف ، برخی از میدان ها به فضای اطراف خط گسترش می یابد.

به همین دلیل است که coax بسیار محبوب است - به سیگنال های داخل اجازه نمی دهد با سیگنال ها و هادی های خارج از خط ارتباط برقرار کنند. از طرف دیگر ، سرب دوقلو باید از سایر خطوط خوراک و هر نوع سطح فلز به خوبی دور باشد (چند عرض خط کافی است). چرا از دوقلوی استفاده کنیم؟ به طور کلی تلفات کمتری نسبت به کواکس دارد ، بنابراین انتخاب بهتر هنگام از دست دادن سیگنال یک نکته مهم است.

آموزش خط انتقال برای مبتدیان (منبع: AT&T)

Skin Effect چیست؟

بالاتر از حدود 1 کیلوهرتز ، جریان های متناوب در یک لایه نازک به طور فزاینده در امتداد سطح هادی ها جریان می یابند. این است اثر پوست. این اتفاق می افتد زیرا جریان های گردابی داخل هادی باعث ایجاد میدان های مغناطیسی می شوند که جریان را به سطح خارجی هادی می رسانند. در 1 مگاهرتز در مس ، بیشترین جریان به 0.1 میلی متر خارجی رسانا محدود می شود و با 1 گیگاهرتز ، جریان به لایه ای ضخامت چند میکرومتر فشرده می شود.

2) ضریب بازتاب و انتقال

ضریب بازتاب کسری از یک سیگنال حادثه است که از عدم تطابق بازتاب می شود. ضریب انعکاس به صورت ρ یا Γ بیان می شود ، اما این نمادها ممکن است برای نشان دادن VSWR نیز استفاده شوند. به طور مستقیم با VSWR مرتبط است

| Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

شکل. این کسری از سیگنال است که توسط امپدانس بار منعکس می شود ، و گاهی اوقات به صورت درصد بیان می شود.

برای یک تطابق کامل ، هیچ سیگنالی توسط بار منعکس نمی شود (یعنی کاملاً جذب می شود) ، بنابراین ضریب بازتاب صفر است.

برای یک اتصال باز یا اتصال کوتاه ، کل سیگنال منعکس می شود ، بنابراین ضریب بازتاب در هر دو حالت 1 است. توجه داشته باشید که این بحث فقط با اندازه ضریب بازتاب سروکار دارد.

Γ همچنین دارای یک زاویه فاز مرتبط است که بین اتصال کوتاه و مدار باز و همچنین تمام حالات بین یکدیگر تمایز قائل می شود.

به عنوان مثال ، بازتاب از یک مدار باز منجر به یک زاویه فاز 0 درجه بین حادثه و موج منعکس می شود ، به این معنی که سیگنال منعکس شده در فاز با سیگنال ورودی در محل مدار باز اضافه می شود. دامنه موج ایستاده دو برابر موج ورودی است.

در مقابل ، یک اتصال کوتاه منجر به زاویه فاز 180 درجه بین حادثه و سیگنال منعکس می شود ، به این معنی که سیگنال منعکس شده در فاز با سیگنال ورودی مخالف است ، بنابراین دامنه های آنها کم می شود و در نتیجه صفر می شود. این را می توان در شکل 1a و b مشاهده کرد.

هرگاه ضریب بازتاب کسری از سیگنال حادثه باشد که از عدم تطابق امپدانس در مدار یا خط انتقال منعکس می شود ، ضریب انتقال کسری از سیگنال حادثه است که در خروجی ظاهر می شود.

این تابعی از سیگنال است که منعکس می شود و همچنین فعل و انفعالات مدار داخلی. همچنین دارای دامنه و فاز مربوطه است.

3) از دست دادن بازگشت و از دست دادن درج چیست؟

از دست دادن بازگشت نسبت سطح قدرت سیگنال منعکس شده به سطح توان سیگنال ورودی بیان شده در دسی بل (دسی بل) است ، به عنوان مثال ،

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

شکل 2. از دست دادن بازگشت و افت درج در یک مدار بدون خطا یا خط انتقال.

در شکل 2 ، یک سیگنال 0-dBm ، Pi ، روی خط انتقال اعمال می شود. توان منعکس شده ، Pr ، به صورت −10 dBm نشان داده شده و بازده بازگشت 10 دسی بل است. هرچه مقدار بالاتر باشد ، مطابقت بهتر است ، یعنی برای یک مسابقه عالی ، در ازای ایده آل ، ضرر برگشت ∞ است ، اما ضرر برگشتی 35 تا 45 دسی بل ، معمولاً مطابقت خوبی محسوب می شود. به طور مشابه ، برای یک مدار باز یا یک اتصال کوتاه ، قدرت حادثه برگشت می یابد. ضرر برگشتی برای این موارد 0 دسی بل است.

از دست دادن درج نسبت سطح قدرت سیگنال منتقل شده به سطح قدرت سیگنال ورودی بیان شده در دسی بل (دسی بل) است ، به عنوان مثال ،

IL (دسی بل) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr ؛ Pt / Pi + Pr / Pi = 1

با اشاره به شکل 2 ، Pr از -10 dBm به این معنی است که 10 درصد از قدرت حادثه منعکس می شود. اگر مدار یا خط انتقال فاقد ضرر باشد ، 90 درصد از نیروی حادثه منتقل می شود. از دست دادن درج تقریباً 0.5 دسی بل است و در نتیجه قدرت منتقل می شود -0.5 دسی بل. اگر تلفات داخلی وجود داشته باشد ، افت درج بیشتر خواهد بود.

▲بازگشت▲

4) پارامترهای S چیست؟

شکل. نمایش پارامتر S از مدار مایکروویو دو پورت.

با استفاده از پارامترهای S ، عملکرد RF مدار بدون نیاز به دانستن ترکیب داخلی آن کاملاً مشخص می شود. برای این منظور ، مدار معمولاً "جعبه سیاه" نامیده می شود. اجزای داخلی می توانند فعال (یعنی تقویت کننده ها) یا منفعل باشند. تنها شرطها این است که پارامترهای S برای همه فرکانسها و شرایط (مثلاً دما ، انحراف تقویت کننده) مورد نظر تعیین می شوند و مدار به صورت خطی است (یعنی خروجی آن مستقیماً با ورودی آن متناسب است). شکل 3 نمایشی از یک مدار مایکروویو ساده با یک ورودی و یک خروجی است (پورت نامیده می شود). هر پورت دارای یک سیگنال حادثه (a) و یک سیگنال منعکس شده (b) است. با دانستن پارامترهای S (به عنوان مثال S11 ، S21 ، S12 ، S22) این مدار ، می توان تأثیر آن را بر روی هر سیستمی که در آن نصب شده است ، تعیین کرد.

پارامترهای S با اندازه گیری در شرایط کنترل شده تعیین می شوند. با استفاده از قطعه خاصی از تجهیزات آزمایش به نام تجزیه و تحلیل شبکه ، سیگنال (a1) به پورت 1 وارد می شود که پورت 2 در سیستم با امپدانس کنترل شده خاتمه می یابد (به طور معمول 50 اهم). تجزیه و تحلیل به طور همزمان a1 ، b1 و b2 را اندازه گیری و ضبط می کند (a2 = 0). سپس فرآیند معکوس می شود ، یعنی با یک سیگنال (a2) ورودی به پورت 2 ، آنالیز اندازه گیری a2 ، b2 و b1 (a1 = 0). در ساده ترین شکل ، تحلیل گر شبکه فقط دامنه این سیگنال ها را اندازه گیری می کند. این یک تحلیلگر شبکه اسکالر نامیده می شود و برای تعیین مقادیری مانند VSWR ، RL و IL کافی است. برای توصیف مدار کامل ، فاز نیز مورد نیاز است و نیاز به استفاده از تحلیلگر شبکه برداری دارد. پارامترهای S با روابط زیر تعیین می شوند:

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

S11 و S22 به ترتیب ضرایب بازتاب ورودی و خروجی مدار هستند. در حالی که S21 و S12 ضرایب انتقال جلو و معکوس مدار هستند. RL توسط روابط به ضرایب بازتاب مربوط می شود

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | و RLPort 2 (دسی بل) = -20 log10 | S22 | (E)

IL با روابط به ضرایب انتقال مدارها مربوط می شود

از پورت 1 تا پورت 2 (دسی بل) = -20 log10 | S21 | و IL از پورت 2 تا پورت 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

این نمایش را می توان به مدارهای مایکروویو با تعداد دلخواه پورت گسترش داد. تعداد پارامترهای S بر اساس مربع تعداد پورت ها افزایش می یابد ، بنابراین ریاضیات بیشتر درگیر می شوند ، اما با استفاده از جبر ماتریس قابل کنترل هستند.

5) امپدانس تطبیق چیست؟

امپدانس با فاصله گرفتن از منبع انرژی ، تقاربی است که انرژی الکتریکی با آن روبرو می شود.

همگام سازی بار و امپدانس منبع ، منجر به حداکثر انتقال نیرو می شود.

این قضیه به عنوان قضیه انتقال حداکثر توان شناخته می شود: قضیه انتقال حداکثر توان در مجموعه های انتقال فرکانس رادیویی و به ویژه در تنظیم آنتن های RF حیاتی است.

تطبیق امپدانس برای عملکرد کارآمد تنظیمات RF در جایی که می خواهید ولتاژ و توان را به صورت بهینه منتقل کنید بسیار مهم است. در طراحی RF ، مطابقت امپدانس های منبع و بار انتقال قدرت RF را به حداکثر می رساند. آنتن ها در صورت مطابقت امپدانس خود با امپدانس خروجی منبع انتقال ، انتقال حداکثر یا بهینه را دریافت می کنند.

امپدانس 50 اهم استاندارد طراحی اکثر سیستم ها و اجزای RF است. کابل کواکسیال که زیربنای اتصال در طیف وسیعی از برنامه های RF است ، دارای امپدانس معمولی 50 اهم است. تحقیقات RF که در دهه 1920 انجام شد نشان داد که امپدانس بهینه برای انتقال سیگنال های RF بسته به انتقال ولتاژ و توان بین 30 تا 60 اهم است. داشتن امپدانس نسبتاً استاندارد امکان مطابقت بین کابل کشی و اجزایی مانند آنتن WiFi یا بلوتوث را فراهم می کند بورد مدار چاپی و میراگرها. تعدادی از انواع آنتن اصلی دارای امپدانس 50 اهم از جمله GPS ZigBee GSM و LoRa هستند

ضریب بازتاب - ویکی پدیا

ضریب بازتاب - منبع: ویکی پدیا

عدم تطابق در امپدانس منجر به بازتابش ولتاژ و جریان می شود و در تنظیمات RF این بدان معنی است که توان سیگنال به منبع خود بازتاب می شود ، نسبت با توجه به درجه عدم تطابق. این را می توان با استفاده از نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) که معیاری برای کارایی انتقال توان RF از منبع آن به یک بار ، مانند آنتن است ، مشخص کرد.

عدم تطابق بین امپدانس های منبع و بار ، به عنوان مثال یک آنتن 75 اهم و کابل کواکس 50 اهم ، می تواند با استفاده از طیف وسیعی از دستگاه های همسان ساز امپدانس مانند مقاومت های سری ، ترانسفورماتورها ، پد های تطبیق امپدانس سطح نصب شده یا تنظیم کننده های آنتن برطرف شود.

در الکترونیک ، تطبیق امپدانس شامل ایجاد یا تغییر یک مدار یا برنامه الکترونیکی یا قطعه تنظیم شده است به طوری که امپدانس بار الکتریکی با امپدانس منبع تغذیه یا منبع برق مطابقت داشته باشد. مدار مهندسی یا دنده است تا امپدانس ها یکسان به نظر برسند.

هنگام نگاهی به سیستمهایی که شامل خطوط انتقال هستند ، لازم است بدانیم که منابع ، خطوط انتقال / فیدرها و بارها همه دارای یک امپدانس مشخصه هستند. 50Ω یک استاندارد بسیار رایج برای برنامه های RF است اگرچه بعضی مواقع امپدانس ها گاهی اوقات در برخی سیستم ها مشاهده می شود.

برای دستیابی به حداکثر انتقال نیرو از منبع به خط انتقال یا خط انتقال به بار ، چه یک مقاومت ، چه ورودی به سیستم دیگر یا آنتن ، باید سطح امپدانس مطابقت داشته باشد.

به عبارت دیگر برای یک سیستم 50Ω منبع یا سیگنال تولید کننده باید دارای امپدانس منبع 50Ω باشد ، خط انتقال باید 50Ω باشد و باید بار را نیز داشته باشد.

هنگام انتقال نیرو به خط انتقال یا فیدر و هنگام حرکت به سمت آن ، مشکلاتی بوجود می آید. اگر عدم تطابق وجود داشته باشد ، یعنی امپدانس بار با خط انتقال مطابقت نداشته باشد ، در این صورت امکان انتقال تمام توان وجود ندارد.

از آنجا که قدرت نمی تواند ناپدید شود ، نیرویی که به بار منتقل نمی شود باید به جایی برود و در آنجا به امتداد خط انتقال به سمت منبع حرکت کند.

در این حالت ولتاژها و جریانهای امواج رو به جلو و بازتاب شده در فیدر با توجه به فازها در نقاط مختلف در امتداد فیدر اضافه یا کم می شوند. در این روش امواج ایستاده تنظیم می شوند.

روشی که اثر در آن رخ می دهد را می توان با طناب نشان داد. اگر یک انتها آزاد باشد و دیگری به سمت بالا حرکت کند ، می توان حرکت موج را مشاهده کرد که در امتداد طناب حرکت کند. اما اگر یک سر ثابت باشد ، یک حرکت موج ایستاده تنظیم شده و نقاط حداقل و حداکثر لرزش را می توان مشاهده کرد.

وقتی مقاومت بار کمتر از ولتاژ امپدانس فیدر است و بزرگی جریان تنظیم می شود. در اینجا جریان کل در نقطه بار بالاتر از خط کاملاً همسان است ، در حالی که ولتاژ کمتر است.

مقادیر جریان و ولتاژ در طول فیدر در امتداد فیدر متفاوت است. برای مقادیر کمی از قدرت بازتابی ، شکل موج تقریبا سینوسی است ، اما برای مقادیر بزرگتر بیشتر شبیه موج سینوسی اصلاح شده با موج کامل می شود. این شکل موج از ولتاژ و جریان از قدرت رو به جلو به علاوه ولتاژ و جریان از قدرت بازتاب یافته تشکیل شده است.

در فاصله یک ربع طول موج از بار ، ولتاژهای ترکیبی به حداکثر مقدار می رسند در حالی که جریان حداقل است. در فاصله نیمی از طول موج از بار ، ولتاژ و جریان همانند بار هستند.

شرایط مشابه هنگامی رخ می دهد که مقاومت بار بیشتر از امپدانس فیدر باشد اما این بار ولتاژ کل در بار بالاتر از مقدار خط کاملاً مطابق است. ولتاژ در فاصله یک چهارم طول موج از بار به حداقل می رسد و جریان حداکثر است. اما در فاصله نیم موج از بار جریان ولتاژ و جریان برابر با بار هستند.

سپس هنگامی که یک مدار باز در انتهای خط قرار گرفته است ، الگوی موج ایستاده برای فیدر شبیه به مدار کوتاه است ، اما با ولتاژ و الگوهای جریان معکوس می شود.

▲بازگشت▲

6) انعکاس انرژی چیست؟
هنگامی که یک موج منتقل شده به مرزی مانند مرز بین خط انتقال بدون بار و بار برخورد می کند (شکل 1 را ببینید) ، مقداری انرژی به بار منتقل می شود و مقداری منعکس می شود. ضریب بازتاب امواج ورودی و منعکس شده را به صورت زیر مرتبط می کند:

Γ = V- / V + (معادله 1)

جایی که V- موج منعکس شده و V + موج ورودی است. VSWR به بزرگی ضریب بازتاب ولتاژ (Γ) با:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (معادله 2)

شکل 1. مدار خط انتقال که نشان دهنده مرز عدم تطابق امپدانس بین خط انتقال و بار است. بازتاب در مرزی که توسط Γ مشخص شده است رخ می دهد. موج حادثه V + و موج بازتابنده V- است.

VSWR را می توان مستقیماً با یک متر SWR اندازه گیری کرد. یک ابزار تست RF مانند آنالایزر شبکه بردار (VNA) می تواند برای اندازه گیری ضرایب بازتاب درگاه ورودی (S11) و درگاه خروجی (S22) استفاده شود. S11 و S22 به ترتیب برابر G در درگاه ورودی و خروجی هستند. VNA های دارای حالت ریاضی همچنین می توانند به طور مستقیم مقدار VSWR حاصل را محاسبه و نمایش دهند.

ضرر بازگشت در پورت های ورودی و خروجی را می توان از ضریب بازتاب ، S11 یا S22 محاسبه کرد ، به شرح زیر:

RLIN = 20log10 | S11 | دسی بل (معادله 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | دسی بل (معادله 4)

ضریب بازتاب از امپدانس مشخصه خط انتقال و امپدانس بار به شرح زیر محاسبه می شود:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL + ZO) (معادله 5)

جایی که ZL امپدانس بار است و ZO امپدانس مشخصه خط انتقال است (شکل 1).

VSWR همچنین می تواند از نظر ZL و ZO بیان شود. با جایگزین کردن معادله 5 به معادله 2 ، ما بدست می آوریم:

برای ZL> ZO ، | ZL - ZO | = ZL - ZO

از این رو:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL + ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (معادله 6)
برای ZL <ZO ، | ZL - ZO | = ZO - ZL

از این رو:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL + ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (معادله 7)

ما در بالا خاطر نشان کردیم که VSWR مشخصاتی است که به نسبت نسبت به 1 ارائه می شود ، به عنوان نمونه 1.5: 1. دو مورد خاص از VSWR وجود دارد ، ∞: 1 و 1: 1. نسبت بی نهایت به یک وقتی رخ می دهد که بار یک مدار باز باشد. نسبت 1: 1 وقتی اتفاق می افتد که بار کاملاً با امپدانس مشخصه خط انتقال مطابقت داشته باشد.

VSWR از موج ایستاده ای که در خط انتقال خود بوجود می آید تعریف می شود:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (معادله 8)

جایی که VMAX حداکثر دامنه و VMIN حداقل دامنه موج ایستاده است. با دو موج فوق تحمیل ، حداکثر با تداخل سازنده بین امواج ورودی و بازتاب رخ می دهد. بدین ترتیب:

VMAX = V + + V- (معادله 9)

برای حداکثر تداخل سازنده حداقل دامنه با تداخل ساختاری رخ می دهد ، یا:

VMIN = V + - V- (معادله 10)

معادلات 9 و 10 را به بازده 8 تبدیل می کنید

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

معادله 1 را به معادله 11 جایگزین کنید ،

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

معادله 12 معادله 2 است که در ابتدای این مقاله بیان شده است.

▲بازگشت▲

4. ماشین حساب VSWR: چگونه VSWR را محاسبه کنیم؟

عدم تطابق امپدانس منجر به امواج ایستاده در امتداد خط انتقال می شود و SWR به عنوان نسبت دامنه موج ایستاده جزئی در یک آنتی گره (حداکثر) به دامنه در یک گره (حداقل) در طول خط تعریف می شود.

نسبت نتیجه به طور معمول به صورت یک نسبت بیان می شود ، به عنوان مثال 2: 1 ، 5: 1 و غیره.

در عمل در هر فیدر یا خط انتقال ضرر دارد. برای اندازه گیری VSWR ، توان جلو و عقب در آن نقطه از سیستم شناسایی می شود و این برای VSWR به شکل تبدیل می شود.

به این ترتیب VSWR در یک نقطه خاص اندازه گیری می شود و نیازی به تعیین حداکثر ولتاژ و حداقل ولتاژ در طول خط نیست.

م voltageلفه ولتاژ یک موج ایستاده در یک خط انتقال یکنواخت شامل موج رو به جلو (با دامنه Vf) است که روی موج منعکس شده (با دامنه Vr) قرار می گیرد. بازتاب ها در نتیجه ناپیوستگی ها ، مانند نقص در یک خط انتقال یکنواخت دیگر ، یا هنگامی که یک خط انتقال غیر از امپدانس مشخصه آن خاتمه می یابد ، رخ می دهد.

اگر علاقه مند به تعیین عملکرد آنتن ها هستید ، VSWR باید همیشه در ترمینال های آنتن اندازه گیری شود تا در خروجی فرستنده. به دلیل تلفات اهمی در کابل انتقال ، توهم داشتن آنتن بهتر VSWR ایجاد خواهد شد ، اما این فقط به این دلیل است که این تلفات تأثیر انعکاس ناگهانی در ترمینال های آنتن را کاهش می دهد.

از آنجا که آنتن معمولاً در فاصله کمی از فرستنده قرار دارد ، برای انتقال نیرو بین این دو به یک خط تغذیه نیاز دارد. اگر خط تغذیه فاقد ضرر باشد و هم با امپدانس خروجی فرستنده و هم با امپدانس ورودی آنتن مطابقت داشته باشد ، حداکثر توان به آنتن تحویل داده می شود. در این حالت ، VSWR 1: 1 خواهد بود و ولتاژ و جریان در کل طول خط تغذیه ثابت خواهد بود.

1) محاسبه VSWR

از دست دادن بازگشت اندازه گیری در دسی بل نسبت قدرت موج حادثه به موج منعکس شده است و ما تعریف می کنیم که مقدار منفی داشته باشد.

از دست دادن بازگشت = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

به عنوان مثال ، اگر یک بار از دست دادن بازگشت -10 دسی بل داشته باشد ، در این صورت 1/10 از قدرت حادثه منعکس می شود. هرچه ضرر برگشت بیشتر باشد ، در واقع قدرت کمتری از دست می رود.

همچنین مورد توجه قابل توجه از دست دادن عدم تطابق است. این معیاری است برای میزان کاهش قدرت انتقال یافته در اثر بازتاب. با رابطه زیر داده می شود:

عدم تطابق از دست دادن = 10 log (1 -p2)

به عنوان مثال ، از جدول شماره 1 ، یک آنتن با VSWR 2: 1 دارای ضریب بازتاب 0.333 ، افت عدم تطابق -0.51 دسی بل و از دست دادن بازگشت -9.54 -11 دسی بل است (XNUMX٪ از قدرت فرستنده شما منعکس می شود) )

2) نمودار رایگان VSWR Caculation

در اینجا یک نمودار ساده محاسبه VSWR آورده شده است.

همیشه بخاطر بسپارید که VSWR باید عددی بزرگتر از 1.0 باشد
VSWR	ضریب بازتاب (Γ)	توان منعکس شده (٪)	کاهش ولتاژ	توان منعکس شده (دسی بل)	برگشت ضرر	عدم تطابق ضرر (دسی بل)
1	0.00	0.00	0	-بی نهایت	ابدیت	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	∞	∞	∞
خواندن اضافی: VSWR در آنتن نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) نشانه میزان عدم تطابق آنتن با خط تغذیه متصل به آن است. این به عنوان نسبت موج ایستاده (SWR) نیز شناخته می شود. دامنه مقادیر VSWR از 1 تا is است. مقدار VSWR زیر 2 برای اکثر برنامه های آنتن مناسب در نظر گرفته می شود. آنتن را می توان به عنوان "مطابقت خوب" توصیف کرد. بنابراین وقتی کسی می گوید آنتن ضعیف مطابقت دارد ، اغلب این بدان معنی است که مقدار VSWR برای فرکانس مورد نظر از 2 فراتر می رود. از دست دادن بازگشت یکی دیگر از مشخصات مورد علاقه است و در قسمت تئوری آنتن با جزئیات بیشتری توضیح داده شده است. یک تبدیل معمولاً مورد نیاز بین بازده بازگشت و VSWR است و برخی از مقادیر به همراه نمودار این مقادیر برای ارجاع سریع در نمودار جدول بندی شده اند.

این محاسبات از کجا آمده است؟ خوب ، با فرمول VSWR شروع کنید:

اگر این فرمول را معکوس کنیم ، می توانیم ضریب بازتاب (یا بازده بازگشت s11) را از VSWR محاسبه کنیم:

اکنون ، این ضریب بازتاب در واقع از نظر ولتاژ تعریف شده است. ما واقعاً می خواهیم بدانیم که چه میزان قدرت منعکس می شود. این متناسب با مربع ولتاژ (V ^ 2) خواهد بود. از این رو ، قدرت منعکس شده در درصد:

ما می توانیم قدرت منعکس شده را به دسی بل تبدیل کنیم:

سرانجام ، نیرو یا منعکس می شود یا به آنتن می رسد. مبلغ تحویل آنتن بصورت () نوشته می شود و به سادگی (1- ^ 2) می باشد. این به عنوان از دست دادن عدم تطابق شناخته می شود. این مقدار نیرو است که به دلیل عدم تطابق امپدانس از دست می رود و ما می توانیم آن را به راحتی محاسبه کنیم:

و این همان چیزی است که باید بدانیم تا بین VSWR ، s11 / ضرر برگشتی و عدم تطابق ضرر به عقب و جلو برویم. امیدوارم که شما به اندازه من در یک زمان عالی گذشته باشید.

جدول تبدیل - dBm به dBW و W (وات)

در این جدول نحوه ارائه مقدار توان در dBm ، dBW و Watt (W) با یکدیگر را نشان می دهیم.

قدرت (dBm)	قدرت (dBW)	توان ((W) وات)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 کیلووات
70	40	10 کیلووات
60	30	1 کیلووات
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 مگاوات
10	-20	10 مگاوات
0	-30	1 مگاوات
-10	-40	100 میکرووات
-20	-50	10 میکرووات
-30	-60	1 میکرووات
-40	-70	100 نیوتون وات
-50	-80	10 نیوتون وات
-60	-90	1 نیوتون وات
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
که در آن: dBm = دسی بل - میلی وات dBW = دسی بل وات مگاوات = مگاوات KW = کیلووات W = وات مگاوات = میلی وات μW = میکرووات nW = نانووات pW = پیکووات

▲بازگشت▲

3) فرمول VSWR

این برنامه برنامه ای برای محاسبه نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) است.

هنگام راه اندازی سیستم آنتن و فرستنده ، مهم است که از عدم تطابق امپدانس در هر نقطه از سیستم خودداری کنید. هر عدم تطابق یعنی بخشی از موج خروجی را به سمت فرستنده بازگردانده و سیستم ناکارآمد می شود. عدم تطابق در اتصالات بین تجهیزات مختلف مانند فرستنده ، کابل و آنتن ممکن است رخ دهد. آنتن ها امپدانس هستند ، که معمولاً 50 اهم است (وقتی آنتن از ابعاد صحیح است). هنگامی که بازتاب رخ می دهد ، امواج ایستاده در کابل تولید می شوند.

فرمول VSWR و ضریب بازتاب:

معادله 1	ضریب بازتاب Γ به این صورت تعریف می شود	معادله 2	نسبت موج ایستاده VSWR یا ولتاژ
فرمول		فرمول
گاما	ZL = مقدار اهم بار (معمولاً آنتن) Zo = امپدانس مشخصه خط انتقال در اهم	سیگما	با توجه به اینکه ρ از 0 تا 1 متغیر است ، مقادیر محاسبه شده برای VSWR از 1 تا بی نهایت خواهد بود.
مقادیر محاسبه شده	بین -1 ≦ Γ ≦ 1.	مقادیر محاسبه شده	نسبت 1 یا 1: 1.
وقتی مقدار "-1" باشد.	به معنای بازتاب 100٪ است و هیچ نیرویی به بار منتقل نمی شود. موج بازتاب شده 180 درجه از فاز (معکوس) با موج حادثه است.	با مدار باز	این یک حالت مدار باز است و آنتن متصل نیست. این بدان معناست که ZL نامحدود است و اصطلاحات Zo در معادله 1 ناپدید می شوند ، و باعث می شوند Γ = 1 (بازتاب 100٪) و ρ = 1. هیچ نیرویی منتقل نمی شود و VSWR بی نهایت خواهد بود.
وقتی مقدار "1" باشد.	به معنای بازتاب 100٪ است و هیچ نیرویی به بار منتقل نمی شود. موج منعکس شده با موج حادثه در حال فاز است.	با اتصال کوتاه	تصور کنید انتهای کابل دارای اتصال کوتاه است. این بدان معناست که ZL 0 است و Eq.1 Γ = 1 و ρ = 1 را محاسبه می کند. هیچ نیرویی منتقل نمی شود و VSWR بی نهایت است.
وقتی مقدار "0" باشد.	به معنای انعکاس نیست و تمام نیرو به بار منتقل می شود. (ایده آل)	با آنتن مناسب.	وقتی یک آنتن منطبق به درستی متصل شود ، تمام انرژی به آنتن منتقل شده و به تابش تبدیل می شود. ZL 50 اهم است و معادله 1 Γ صفر را محاسبه می کند. بنابراین VSWR دقیقاً 1 خواهد بود.
N / A	N / A	با آنتن نادرست همسان.	هنگامی که یک آنتن ناسازگار نادرست به هم وصل شود ، دیگر مقاومت 50 امه نخواهد بود و عدم تطابق امپدانس اتفاق می افتد و بخشی از انرژی برگشت داده می شود. مقدار انرژی منعکس شده به سطح عدم تطابق بستگی دارد و بنابراین VSWR مقداری بالاتر از 1 خواهد بود.
هنگام استفاده از کابل از امپدانس مشخصه نادرست کابل / خط انتقال مورد استفاده برای اتصال آنتن به فرستنده باید امپدانس مشخصه صحیح Zo باشد. به طور معمول ، کابل های کواکسیال 50 اهم (75 اهم برای تلویزیون و ماهواره) هستند و مقادیر آنها روی خود کابل ها چاپ می شود. مقدار انرژی منعکس شده به سطح عدم تطابق بستگی دارد و بنابراین VSWR مقداری بالاتر از 1 خواهد بود.

نقد و بررسی:

امواج ایستاده چیست؟ یک بار به انتهای خط انتقال متصل می شود و سیگنال در امتداد آن جریان می یابد و وارد بار می شود. اگر امپدانس بار با امپدانس خط انتقال مطابقت نداشته باشد ، بخشی از موج در حال حرکت به سمت منبع منعکس می شود.

هنگامی که بازتاب رخ می دهد ، اینها به پایین خط انتقال می روند و با امواج حادثه ترکیب می شوند تا امواج ایستاده تولید کنند. لازم به ذکر است که موج حاصل مانند ثابت به نظر می رسد و مانند یک موج عادی پخش نمی شود و انرژی را به سمت بار منتقل نمی کند. موج دارای مناطقی از حداکثر و حداقل دامنه به نام های ضد گره و گره است.

هنگام اتصال آنتن ، اگر VSWR از 1.5 تولید شود ، بازده انرژی 96٪ است. هنگامی که یک VSWR 3.0 تولید می شود ، بازده انرژی 75٪ است. در استفاده واقعی ، تجاوز بیش از 3 از VSWR توصیه نمی شود.

▲بازگشت▲

5. چگونه می توان نسبت موج ایستاده را اندازه گیری کرد - توضیح ویکی پدیا
از روشهای مختلف می توان برای اندازه گیری نسبت موج ایستاده استفاده کرد. بصری ترین روش از یک خط شکافدار که بخشی از خط انتقال با شکاف باز است استفاده می کند و به یک پروب اجازه می دهد تا ولتاژ واقعی را در نقاط مختلف امتداد خط تشخیص دهد.

بنابراین حداکثر و حداقل مقادیر را می توان مستقیماً مقایسه کرد. این روش در فرکانسهای VHF و بالاتر استفاده می شود. در فرکانس های پایین ، چنین خطوطی از نظر عملی طولانی هستند. از اتصال دهنده های جهت دار می توان در HF از طریق فرکانس های مایکروویو استفاده کرد.

طول بعضی از آنها یک ربع موج یا بیشتر است که استفاده از آنها را به فرکانس های بالاتر محدود می کند. انواع دیگر اتصال دهنده های جهت دار جریان و ولتاژ را در یک نقطه از مسیر انتقال نمونه برداری می کنند و از نظر ریاضی آنها را به گونه ای ترکیب می کنند که نشان دهنده توان جریان یافته در یک جهت باشد.

نوع متداول SWR / توان سنجی که در عملیات آماتوری استفاده می شود ممکن است شامل یک اتصال دهنده دو جهته باشد. انواع دیگر از یک کوپلر منفرد استفاده می کنند که می تواند 180 درجه چرخانده شود تا از توان جریان یافته در هر دو جهت استفاده کند. اتصال دهنده های یک طرفه از این نوع برای بسیاری از دامنه های فرکانس و سطح قدرت و با مقادیر اتصال مناسب برای متر آنالوگ مورد استفاده در دسترس هستند.

یک وات متر جهت دار با استفاده از یک عنصر اتصال دهنده جهت دار قابل چرخش

برای محاسبه SWR می توان از توان جلو و منعکس شده توسط اتصال دهنده های جهت دار استفاده کرد. محاسبات را می توان به صورت ریاضی به صورت آنالوگ یا دیجیتال یا با استفاده از روش های گرافیکی تعبیه شده در متر به عنوان مقیاس اضافی یا با خواندن از نقطه عبور بین دو سوزن روی یک متر انجام داد.

از ابزار اندازه گیری فوق می توان به صورت "خطی" استفاده کرد ، یعنی قدرت کامل فرستنده می تواند از طریق دستگاه اندازه گیری عبور کند تا امکان نظارت مداوم SWR را فراهم کند. ابزارهای دیگر مانند آنالایزر شبکه ، اتصال دهنده های جهت دار کم قدرت و پل های آنتن از انرژی کم برای اندازه گیری استفاده می کنند و باید به جای فرستنده متصل شوند. از مدارهای پل می توان برای اندازه گیری مستقیم قطعات واقعی و خیالی امپدانس بار و استفاده از این مقادیر برای استخراج SWR استفاده کرد. این روش ها می توانند اطلاعاتی بیش از SWR یا توان منعکس و رو به جلو را فراهم کنند. [11] آنالایزرهای آنتن به صورت مستقل از روش های مختلف اندازه گیری استفاده می کنند و می توانند SWR و سایر پارامترهای رسم شده در برابر فرکانس را نمایش دهند. با استفاده از اتصال دهنده های جهت دار و یک پل به صورت ترکیبی ، می توان ابزاری در خط ساخت که مستقیماً در امپدانس پیچیده یا SWR خوانده شود. [12] آنالایزرهای آنتن ایستاده نیز وجود دارند که پارامترهای مختلفی را اندازه گیری می کنند.

▲بازگشت▲

6. مرتباً س askال کنید

1) چه عواملی باعث VSWR بالا می شود؟

اگر VSWR خیلی بالا باشد ، به طور بالقوه ممکن است انرژی زیادی به یک آمپلی فایر بازتابانده شود و باعث آسیب به مدارهای داخلی شود. در یک سیستم ایده آل ، یک VSWR 1: 1 وجود دارد. دلایل درجه بندی بالای VSWR می تواند استفاده از بار نامناسب یا موارد ناشناخته مانند خط انتقال آسیب دیده باشد.

2) چگونه VSWR را کاهش می دهید؟

یک روش برای کاهش سیگنال منعکس شده از ورودی یا خروجی هر دستگاه ، قرار دادن میراگر قبل یا بعد از دستگاه است. میراگر سیگنال منعکس شده را دو برابر مقدار میرایی کاهش می دهد ، در حالی که سیگنال ارسالی مقدار میرایی نامی را دریافت می کند. (نکات: برای تأکید بر اهمیت VSWR و RL برای شبکه شما ، کاهش عملکرد از VSWR به میزان 1.3: 1 به 1.5: 1 را در نظر بگیرید - این تغییر در بازگشت ضرر 16 دسی بل به 13 دسی بل است).

3) آیا بازگشت S11 ضرر دارد؟

در عمل ، متداول ترین پارامتر مربوط به آنتن ها S11 است. S11 نشان دهنده میزان انعکاس توان از آنتن است و از این رو به عنوان ضریب انعکاس شناخته می شود (که بعضاً به عنوان گاما نوشته می شود: یا از دست دادن برگشت ... این توان پذیرفته شده یا تابش می شود یا به عنوان تلفات درون آنتن جذب می شود.

4) چرا VSWR اندازه گیری می شود؟

VSWR (نسبت موج ایستاده ولتاژ) ، اندازه گیری میزان انتقال کارآمد انرژی فرکانس رادیویی از یک منبع قدرت ، از طریق یک خط انتقال به یک بار است (به عنوان مثال ، از یک تقویت کننده قدرت از طریق یک خط انتقال ، به یک آنتن) . در یک سیستم ایده آل ، 100٪ انرژی منتقل می شود.

5) چگونه VSWR بالا را برطرف کنم؟

اگر آنتن شما پایین روی خودرو نصب شده باشد ، مانند سپر یا پشت كابین وانت ، سیگنال می تواند به آنتن برگردد و باعث ایجاد SWR زیاد شود. برای کاهش این مسئله ، حداقل 12 اینچ بالای آنتن را بالای خط سقف نگه دارید و آنتن را تا جایی که ممکن است روی خودرو قرار دهید.

6) خواندن خوب VSWR چیست؟
بهترین قرائت ممکن 1.01: 1 (از دست دادن بازگشت 46dB) است ، اما معمولاً قرائت زیر 1.5: 1 قابل قبول است. در خارج از دنیای کامل ، در اکثر موارد 1.2: 1 (20.8dB ضرر بازگشت) قابل مشاهده است. برای اطمینان از قرائت دقیق ، بهتر است متر را در پایه آنتن وصل کنید.

7) 1.5 SWR خوب است؟
بله محدوده ایده آل SWR 1.0-1.5 است. وقتی دامنه SWR 1.5 - 1.9 باشد ، جای پیشرفت وجود دارد ، اما SWR در این محدوده باید عملکرد کافی را ارائه دهد. گاهی اوقات ، به دلیل نصب یا متغیرهای وسیله نقلیه ، پایین آوردن SWR کمتر از این غیرممکن است.

8) چگونه SWR خود را بدون متر بررسی کنم؟
در اینجا مراحل تنظیم رادیوی CB بدون کنتور SWR وجود دارد:
1) منطقه ای با تداخل محدود پیدا کنید.
2) مطمئن شوید که یک رادیوی اضافی دارید.
3) هر دو رادیو را در یک کانال تنظیم کنید.
4) در یک رادیو صحبت کنید و از طریق رادیو دیگر گوش دهید.
5) یک رادیو را دور کنید و وقتی صدا واضح است یادداشت کنید.
6) آنتن خود را در صورت نیاز تنظیم کنید.

9) آیا همه آنتن های CB نیاز به تنظیم دارند؟
اگرچه تنظیم سیستم آنتن برای کارکردن سیستم CB شما مورد نیاز نیست ، اما دلایل مهمی وجود دارد که شما باید همیشه آنتن را تنظیم کنید: عملکرد بهتر - آنتن تنظیم شده مناسب همیشه از یک آنتن تنظیم نشده کارایی بیشتری دارد.

10) چرا وقتی صحبت می کنم SWR من بالا می رود?

یکی از مهمترین دلایل قرائت SWR زیاد ، اتصال نادرست SWR متر به رادیو و آنتن است. وقتی به اشتباه وصل شود ، گزارش ها بسیار زیاد گزارش می شوند حتی اگر همه چیز کاملاً نصب شده باشد. لطفاً در مورد اطمینان از نصب صحیح کنتور SWR خود به این مقاله مراجعه کنید.

7. بهترین رایگان آنلاین ماشین حساب VSWR در سال 2021

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

▲بازگشت▲

به اشتراک گذاری مراقبت!

قبلی:نحوه تقویت سیگنال رادیویی FM

بعد:چرا رادیو هنوز اهمیت دارد؟

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...