VSWR (SWR) -laskelma

Tietoja VSWR (SWR)
Antennia ja lähetinjärjestelmää määritettäessä on tärkeää välttää impedanssien epäsovitusta missä tahansa järjestelmässä. Mikä tahansa epäsuhta tarkoittaa sitä, että jokin osuus lähtöaallosta heijastuu takaisin kohti lähetinta ja järjestelmä muuttuu tehottomaksi. Eri laitteiden, kuten lähettimen, kaapelin ja antennin, rajapinnoissa voi esiintyä virheitä. Antennien impedanssi on tyypillisesti 50 ohmia (kun antennin mitat ovat oikeat). Kun heijastus tapahtuu, kaapeliin syntyy seisovia aaltoja.

Mitkä ovat seisovat aallot
Kuorma on kytketty siirtojohdon päähän ja signaali virtaa sitä pitkin ja tulee kuormaan. Jos kuormaimpedanssi ei vastaa siirtojohdon impedanssia, niin osa kulkevasta aalosta heijastuu takaisin kohti lähdettä.

Kun heijastus tapahtuu, nämä kulkevat takaisin siirtojohtoa alaspäin ja yhdistyvät tulevien aaltojen kanssa tuottamaan seisovia aaltoja. On tärkeätä huomata, että syntyvä aalto näyttää paikallaan pysyvältä eikä etene normaalin aallon tavoin eikä siirrä energiaa kuormaa kohti. Aallolla on maksimaalisen ja minimaalisen amplitudin alueita, joita kutsutaan vastaavasti solmuiksi.

Yhdistettäessä antennia, jos VSWR on 1.5, energiatehokkuus on 96%. Kun VSWR on 3.0, silloin tehotehokkuus on 75%. Tosiasiallisessa käytössä ei suositella ylittämään VSWR: tä 3.
VSWR

Kaava VSWR: lle ja heijastuskerroin
Eq.1 - Heijastuskerroin Γ määritetään seuraavasti:

ZL = kuorman arvo ohmina (tyypillisesti antenni)
Zo = Siirtojohdon ominaisimpedanssi ohmeina

Lasketut arvot ovat välillä -1 ≦ Γ ≦ 1.

#Kun arvo on “-1”.
Tarkoittaa, että 100% heijastus tapahtuu eikä virtaa siirretä kuormaan. Heijastunut aalto on 180 astetta pois vaiheesta (käänteinen) tulevan aallon kanssa.

#Kun arvo on “1”.
Tarkoittaa, että 100% heijastus tapahtuu eikä virtaa siirretä kuormaan. Heijastunut aalto on vaiheessa tulevan aallon kanssa.

#Kun arvo on “0”.
Ei tarkoita, että heijastus tapahtuu ja kaikki voima siirtyy kuormaan. (IHANTEELLINEN)

Eq.2 - VSWR tai jännitteen seisovaaltojen suhde:


Koska ρ vaihtelee välillä 0 - 1, VSWR: n lasketut arvot ovat välillä 1 - äärettömyyteen.

Ihanteellinen tapaus on, kun ρ on 0, jolloin VSWR on 1 tai 1: 1.

Avoimessa piirissä
Tämä on avoimen piirin tila, johon ei ole kytketty antennia. Se tarkoittaa, että ZL on ääretön ja termit Zo katoavat yhtälöstä 1 jättäen Γ = 1 (100% heijastus) ja ρ = 1.
Virtaa ei siirretä ja VSWR on ääretön.

Oikosululla
Kuvittele, että kaapelin päässä on oikosulku. Se tarkoittaa, että ZL on 0 ja yhtälö 1 laskee Γ = -1 ja ρ = 1.
Virtaa ei siirretä ja VSWR on ääretön.

Oikein sovitetulla antennilla.
Kun oikein sovitettu antenni on kytketty, kaikki energia siirtyy antenniin ja muuttuu säteilyksi. ZL on 50 ohmia ja yhtälö 1 laskee Γ nollaksi. Siten VSWR on täsmälleen 1.

Väärin sovitetulla antennilla.
Kun virheellisesti sovitettu antenni kytketään, impedanssi ei ole enää 50 ohmia ja impedanssin epäsuhta tapahtuu ja osa energiasta heijastuu takaisin. Heijastuneen energian määrä riippuu yhteensopimattomuuden tasosta, joten VSWR on arvo yli 1.

Käytettäessä väärän ominaisimpedanssin kaapelia.
Antennin kytkemiseen lähettimeen käytetyn kaapelin / siirtolinjan on oltava oikea ominaisimpedanssi Zo. Koaksiaalikaapelit ovat tyypillisesti 50 ohmia (75 ohmia televisioille ja satelliiteille) ja niiden arvot tulostetaan itse kaapeleihin. Heijastuneen energian määrä riippuu yhteensopimattomuuden tasosta, joten VSWR on arvo yli 1.




Käyttöohjeet
- Syötä arvot vaalean- ja tummankeltaisissa ruuduissa ja paina sitten ENTER-painiketta.

1. Vahvista kaapelin ominaisimpedanssi ja kirjoita laatikkoon.

2. Vahvista kuorman impedanssi, heijastuskerroin, VSWR jne. Ja paina ENTER laskeaksesi.

3. Jos heijastus tapahtuu kokonaan, POWER REFLECT [%] näyttää 100% ja lähtöteho kuvaaja 0%.
Katso tarkkaan missä kohtaan D = 0. Molemmista aalloista tulee “vaiheessa” (molemmat ympyrät liikkuvat yhdessä) tai “vaiheesta poissa” (molemmat ympyrät liikkuvat vastakkaiseen suuntaan) heijastuskertoimen arvosta riippuen.

4. Lähtöteho voidaan laskea vähentämällä tulovirrasta (dBm) epäsuhtahäviö (dBm) lähtötehon (dBm) saamiseksi

Jätä viesti 

viestiluettelo