电压驻波比指驻波波腹电压与波节电压幅度之比,又称为驻波系数、驻波比。驻波比等于1时,表示馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部被天线辐射出去,没有能量的反射损耗;驻波比为无穷大时,表示全反射,能量完全没有辐射出去。
驻波比
驻波比(SWR)又称电压驻波比(VSWR)
Voltage Standing Wave Ratio
传输特点
波传递从甲介质传导到乙介质,会由于
介质不同,波的能量会有一部分被反射。
这种被反射的波与入射波叠加的后形成的波称为驻波,这是基本的物理原理。
在
电磁波有同样的特性,电波在甲组件传导到乙组件,由于阻抗特性的不同,一部分电磁波的
能量被反射回来,我们常称此现象为阻抗不
匹配。
驻波比,一般指的就是电压驻波比,是指驻波的电压
峰值与电压
谷值之比。
理想的比例为 1:1 ,即输入阻抗等于传输线的特性阻抗,但几乎不可能达到。
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,驻波比越大,反射功率越高,也就是阻抗不匹配。
电压驻波比:端口的电压驻波比(英语:Standing wave ratio)(VSWR)用小写s表示,是与回波损耗相匹配的一个类似量度,不过不同之处在于电压驻波比这个线性标量描述的是驻波最大
电压与驻波最小电压的比。因此,其与电压反射系数的大小有关,也与输入端口的S11和输出端口的S22的大小有关。
对于输入端口,电压驻波比Sin定义为Sin=(1+|S11|)/(1-|S11|)
对于输出端口,电压驻波比Sout定义为Sout=(1+|S22|)/(1-|S22|)
由于是因为阻抗不匹配造成,把甲组件跟乙组件间的阻抗调到接近匹配即可
另外,VSWR又可转换成另一项
射频参数叫S参数里的S11,这项参数被称为反射损失(Return Loss) 跟VSWR是同意思,但是实际应用要看你是做什么东西来决定如何解决。
什么是驻波?
波在介质中传播时其波形不断向前推进,故称行波。频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列行波叠加后形成的波为驻波,若振幅不相同,则形成行驻波。在行波中
能量随波的传播而不断向前传递,其平均
能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在
波节与
波腹间来回运行。
在电磁学中,电磁波也是如此。
功率匹配
对进入传输线的功率来说,在传输线和终端负载知道阻抗完全匹配时,才能形成行波传输,从而达到最大功率传输,而驻波比是在表示馈电线与负载的失配程度。
在不匹配的情况下, 馈线上同时存在
入射波和反射波。在入射波和
反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成
波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成
波节。其它各点的振幅值则介于
波腹与
波节之间。这种合成波称为行驻波。
反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数,记为 R
反射波幅度 (ZL-Z0)
R = ───── == ───────
入射波幅度 (ZL+Z0 )
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,记为VSWR
波腹电压幅度Vmax (1 + R)
VSWR = ────────────── = = ────
波节电压辐度Vmin (1 - R)
终端负载阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近,反射系数 R 越小,驻波比VSWR 越接近于1,匹配也就好
电压驻波比:天线输入阻抗和馈线的特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成的磁波,其相邻电压的最大值和最小值之比是电压驻波比,它是检验馈线传输效率的依据,电压驻波比小于1.5,在工作频点的电压驻波比小于1.2,电压驻波比过大,将缩短通信距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。