VSWR (más néven: Állóhullám-arány) azt jelzi, hogy a rádiófrekvenciás energiát milyen hatékonyan továbbítják egy energiaforrásból, egy átviteli vonalon keresztül egy terhelésbe (például egy erősítő átviteli vezetéken keresztül egy antenna).

Az állandó hullámok kulcsfontosságú értéket jelentenek minden olyan rendszer számára, ahol távvezetékeket / adagolókat használnak a VSWR mérése, A feszültség állandó hullámaránya fontos.

Az álló hullámok fontos kérdés az adagolók / átviteli vonalak, valamint az állandó hullámarány vagy általában a feszültség állandó hullámarányának vizsgálatakor, a VSWR az adagolón lévő álló hullámok szintjének mérése.

Az álló hullámok olyan energiát képviselnek, amelyet a terhelés nem fogad el, és amely visszatükröződik a távvezeték vagy az adagoló mentén.

Noha az állandó hullámok és a VSWR nagyon fontosak, a VSWR elmélete és számításai gyakran elfedhetik a valóban zajló képet. Szerencsére jó képet kaphatunk a témáról anélkül, hogy túl mélyen belemerülnénk a VSWR elméletbe.

Standing wave alapjai
Ha átviteli vonalakat tartalmazó rendszereket tekintünk, meg kell értenünk, hogy a források, az átviteli vezetékek / adagolók és a terhelések jellemző impedanciájúak. Az 50Ω nagyon gyakori szabvány a rádiófrekvenciás alkalmazásokban, bár egyes rendszerekben esetenként más impedanciák is láthatók.

Annak érdekében, hogy a forrástól az átviteli vonalig vagy a továbbító vonaltól a terhelésig maximális energiaátadást érjünk el, legyen ellenállás, bemenet egy másik rendszerbe vagy egy antenna, az impedanciaszinteknek meg kell egyezniük.

Más szavakkal, egy 50Ω rendszernél a forrásnak vagy a jelgenerátornak 50Ω forrásimpedanciával kell rendelkeznie, az átviteli vezetéknek 50Ω-nek kell lennie, és így a terhelésnek is.

A maximális energiaátvitelhez megfelelő adagolóra és terhelésre van szükség

Problémák merülnek fel, amikor az energiát átviszik a távvezetékbe vagy az adagolóba, és az a teher felé halad. Ha eltérés van, azaz a terhelési impedancia nem egyezik meg az átviteli vonal impedanciájával, akkor nem lehetséges az összes energia átadása.

Mivel az energia nem tűnik el, a terhelésbe nem átvitt energiának valahova kell mennie, és ott visszakerül a távvezeték mentén a forrás felé.

A teljesítmény tükröződik, amikor az adagoló és a terhelési impedanciák megteszik Nem egyezik

Lásd még: Miért kell egy adóáramkör az antenna előtt?

Amikor ez megtörténik, az előremenő és a visszavert hullámok feszültségei és áramai az adagolóban a fázisok szerint összeadják vagy levonják az adagoló különböző pontjain. Ily módon az állandó hullámok fel vannak állítva.

A hatás elérésének módja kötélhosszon bizonyítható. Ha az egyik végét szabadon hagyjuk, és a másikot felfelé mozgatjuk, akkor látható, hogy a hullámmozgás lefelé mozog a kötél mentén. Azonban ha az egyik vég rögzítve van, egy állandó hullámmozgás van beállítva, és láthatók a minimális és maximális rezgés pontjai.

Ha a terhelési ellenállás alacsonyabb, mint az adagoló impedancia feszültsége, és beállítják az áram nagyságait. Itt a teljes áram a terhelési pontnál magasabb, mint a tökéletesen illeszkedő vonalé, míg a feszültség kisebb.

A feszültség és az aktuális állóhullám minták kis impedancia-eltérés esetén, az adagoló impedanciánál alacsonyabb terheléssel

Lásd még: VSWR számítási eszközök

Az áram és a feszültség értékei az adagoló mentén változnak az adagolón. A visszatükrözött teljesítmény kis értékénél a hullámforma szinte szinuszos, de nagyobb értékeknél inkább a teljes hullámú egyenirányítású szinuszhullámhoz hasonlít. Ez a hullámforma az előremenő teljesítmény feszültségéből és áramából, valamint a visszavert teljesítményből származó feszültségből és áramból áll.

Feszültség és az állandó hullám mintájas rövidzár betápláláshoz

Lásd Also: A reflexiók és az állandó hullámok megértése az RF áramköri kialakításban

A hullámhossz egynegyed távolsága a terheléstől a kombinált feszültségek eléri a maximális értéket, miközben az áram minimális. A terheléstől fél hullámhossz távolságban a feszültség és az áram megegyezik a terhelésnél.

Hasonló helyzet fordul elő, ha a terhelési ellenállás nagyobb, mint a betápláló impedancia, azonban ezúttal a terhelésnél a teljes feszültség meghaladja a tökéletesen illesztett vonal értékét. A feszültség a hullámhossz negyede és a terheléstől egy minimális távolságban eléri a minimumot, és az áram maximális. A terheléstől való fél hullámhossz távolságon belül a feszültség és az áram ugyanakkora, mint a terhelésnél.

A feszültség és az állandó hullám mintázata kis impedancia-eltéréshez a nagyobb terhelésselmint az adagoló impedanciája

Lásd még: VSWR (SWR) számítás

Ezután, amikor egy nyitott áramkör van elhelyezve a vonal végén, az adagoló állandó hullámmintája hasonló a rövidzárlathoz, de a feszültség és az áram mintázatai megfordulnak.

Feszültség és az aktuális állandó hullám minták nyitva áramköri adagoló lezárása

Lásd még: Készítse el otthon ezt a rádióismétlő áramkört

VSWR meghatározása
A VSWR meghatározása biztosítja az összes számítás és képlet alapját.

VSWR meghatározás:
A feszültség állandó hullámarányát (VSWR) a veszteségmentes vonal maximális és minimális feszültségének hányadosaként határozzuk meg.

A kapott arányt általában arányként fejezik ki, pl. 2: 1, 5: 1, stb. A tökéletes illeszkedés az 1: 1 és a teljes eltérés, azaz egy rövid vagy nyitott áramkör ∞: 1.

A gyakorlatban veszteség jelentkezik bármely adagolón vagy átviteli vonalon. A VSWR mérésére az előremenő és a hátrameneti teljesítmény felismerésre kerül a rendszer azon a pontján, és ezt VSWR értékre konvertálják. Ily módon a VSWR-t megmérik egy adott ponton, és a feszültség maximumát és minimumát nem kell meghatározni a vonal hossza mentén.

VSWR vs SWR
A VSWR és az SWR fogalmakat gyakran látják az irodalomban az RF rendszerek állandó hullámainak vonatkozásában, és sokan kérdezik a különbséget.

SWR: Az SWR az állandó hullámarányt jelenti. Leírja a vonalon megjelenő feszültség- és áramhullámokat. Ez egy általános leírás mind az áram, mind a feszültség állandó hullámaira. Gyakran használják az állandó hullámarány kimutatására használt mérőkkel együtt. Mind az áram, mind a feszültség megemelkedik és esik ugyanolyan arányban egy adott eltérés esetén.

VSWR: A VSWR vagy a feszültség állóhullám-aránya kifejezetten a tápvezetékre vagy az átviteli vezetékre beállított állófeszültségű hullámokra vonatkozik. Mivel a feszültség álló hullámait könnyebb észlelni, és sok esetben a feszültségek fontosabbak az eszköz meghibásodása szempontjából, gyakran használják a VSWR kifejezést, különösen az RF tervezési területeken belül.

A hatalomban álló hullám kifejezést néha is láthatjuk. Ez azonban teljes tévedés, mivel az előremenő és a visszatükrözött teljesítmény állandó (feltételezve, hogy nincs betápláló veszteség), és az energia nem emelkedik és esik ugyanúgy, mint a feszültség és az aktuális álló hullámformák, amelyek mind az előre, mind a visszavert elemek összeadódnak.

Tipikus VSWR mérő használt transzkovács

Hogyan befolyásolja a VSWR a teljesítményt?
A VSWR számos módon befolyásolja a adó rendszer, vagy bármilyen olyan rendszer, amely RF és egyező impedanciákat használhat.

Noha a VSWR kifejezést általában használják, mind a feszültség, mind az állandó hullámok problémákat okozhatnak. Az alábbiakban részletezzük néhány befolyást:

Az adó teljesítményerősítői megsérülhetnek: Az adagolón az állandó hullámok eredményeként megnövekedett feszültség és áram szint károsíthatja a kimenetet radarirányítás átadásanszisztorok az adó jele. A félvezető eszközök nagyon megbízhatóak, ha a megadott határokon belül működnek, de az adagolón lévő feszültség és áram hullámai katasztrofális károkat okozhatnak, ha a készülék határain kívül működik.

A PA védelem csökkenti a kimeneti teljesítményt: Tekintettel arra, hogy a magas SWR-szintek nagyon erős veszélyt jelentenek az erősítő károsodására, sok adóegység védőáramkört tartalmaz, amely csökkenti az adó teljesítményét, amikor az SWR emelkedik. Ez azt jelenti, hogy az adagoló és az antenna közötti rossz illesztés magas SWR-t eredményez, amely csökkenti a kimenetet, és ezáltal az átviteli teljesítmény jelentős veszteségét okozza.

A magas feszültség és áram károsíthatja az adagolót: Lehetséges, hogy a magas álló hullámarány által okozott magas feszültség és áram szint károsíthatja az adagolót. Noha a legtöbb esetben az adagolók korlátozottan működnek, és a feszültség és az áram megduplázódásának képesnek kell lennie arra, hogy alkalmazkodjon, vannak olyan körülmények, amelyekben kárt okozhatnak. A jelenlegi maximumok túlzott helyi melegítést okozhatnak, amely eltorzíthatja vagy megolvaszthatja a használt műanyagokat, és a magas feszültségekről ismert, hogy bizonyos körülmények között ívelt.

A visszaverődés által okozott késések torzítást okozhatnak: Ha egy jelet eltérés tükrözi, akkor a forrás felé visszatükröződik, majd az antenna felé ismét visszaverődhet. Késleltetést vezetünk be, amely megegyezik a jel továbbításának kétszeresével az adagoló mentén. Az adatok továbbítása esetén szimbólumok közötti interferenciát okozhat, és egy másik példában, ahol az analóg televízió továbbításra került, egy „szellem” kép látható.

A jel csökkentése a tökéletesen illeszkedő rendszerhez képest: Érdekes módon a gyenge VSWR által okozott jelszintvesztés közel sem olyan nagy, mint egyesek elképzelhetik. Bármely jel, amelyet a terhelés tükröz, visszaverődik az adóra, és mivel az adónál történő illesztés lehetővé teszi a jel visszavert visszavezetését az antennára, a felmerült veszteségek alapvetően azok, amelyeket az adagoló vezet be. Iránymutatásként a 30 méter hosszú koaxia kb. 1.5 dB veszteséggel 30 MHz-en azt jelenti, hogy egy VSWR-rel működő antenna csak valamivel több, mint 1dB veszteséget okoz ezen a frekvencián egy tökéletesen illeszkedő antennához képest.

Az állandó hullámarány minden adagolórendszer fontos paramétere. Noha az áram- és a feszültség állandó hullámok fel vannak állítva, gyakran a feszültség állandó hullámarányát tárgyalják szélesebb körben, ennek eredményeként könnyebb észlelni és mérni.

Lehet is, mint: Hogyan kell kiszámítani a VSWR-t?
Mi a VSWR és a visszatérési veszteség??
Hogyan használjuk a VSWR Meter

Előző:Az 5G 2019-ben érkezett Chicagóba. Mi fog történni 2020-ban az ötödik generációs vezeték nélküli vezetéknél?

Következő:VSWR (SWR) számítás

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista

Hozzászólások Loading ...

termékek kategória

termékek Címkék

Fmuser Sites

Mi az VSWR?

Hagyjon üzenetet

Üzenetlista