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什么是駐波比?

2018-08-17 14:46:04

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  一個(gè)專(zhuān)業(yè)無(wú)線(xiàn)電業(yè)余愛(ài)好者,肯定聽(tīng)過(guò)一個(gè)名詞:駐波比。什么是駐波比呢?駐波比又是如何形成的呢?

  在無(wú)線(xiàn)電通信中,天線(xiàn)與饋線(xiàn)的阻抗不匹配或天線(xiàn)與發(fā)信機的阻抗不匹配,高頻能量就會(huì )產(chǎn)生反射折回,并與前進(jìn)的部分干擾匯合發(fā)生駐波。為了表征和測量天線(xiàn)系統中的駐波特性,也就是天線(xiàn)中正向波與反射波的情況,人們建立了“駐波比”這一概念。

  駐波比的概念

  駐波比全稱(chēng)為電壓駐波比,又名VSWR和SWR,為英文VoltageStandingWaveRatio的簡(jiǎn)寫(xiě)。指駐波波腹電壓與波谷電壓幅度之比,又稱(chēng)為駐波系數、駐波比。駐波比等于1時(shí),表示饋線(xiàn)和天線(xiàn)的阻抗完全匹配,此時(shí)高頻能量全部被天線(xiàn)輻射出去,沒(méi)有能量的反射損耗;駐波比為無(wú)窮大時(shí),表示全反射,能量完全沒(méi)有輻射出去。

  駐波比正常數值的計算

  在入射波和反射波相位相同的地方,電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax ,形成波腹;在入射波和反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin ,形成波節。其它各點(diǎn)的振幅值則介于波腹與波節之間。這種合成波稱(chēng)為行駐波。駐波比是駐波波腹處的電壓幅值Vmax與波節處的電壓幅值Vmin之比。在駐波管法中,測得駐波比,就可以求出吸聲材料的聲反射系數和吸聲系數。

  SWR=R/r=(1+|K|)/(1-|K|)

  反射系數K=(R-r)/(R+r)

  (K為負值時(shí)表明相位相反)

  式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當兩個(gè)阻抗數值一樣時(shí),即達到完全匹配,反射系數K等于0,駐波比為1。這是一種理想的狀況,實(shí)際上總存在反射,所以駐波比總是大于1的。

  射頻系統阻抗匹配。特別要注意使電壓駐波比達到一定要求,因為在寬帶運用時(shí)頻率范圍很廣,駐波比會(huì )隨著(zhù)頻率而變,應使阻抗在寬范圍內盡量匹配。

  駐波比的含義

  駐波比就是一個(gè)數值,用來(lái)表示天線(xiàn)和電波發(fā)射臺是否匹配。如果 SWR 的值等于1, 則表示發(fā)射傳輸給天線(xiàn)的電波沒(méi)有任何反射,全部發(fā)射出去,這是最理想的情況。如果SWR 值大于1,則表示有一部分電波被反射回來(lái),最終變成熱量,使得饋線(xiàn)升溫。被反射的電波在發(fā)射臺輸出口也可產(chǎn)生相當高的電壓,有可能損壞發(fā)射臺。

  天線(xiàn)駐波比的意義

  天線(xiàn)駐波比的意義表示天饋線(xiàn)與基站(收發(fā)信機)匹配程度的指標。

  駐波比的定義:

  Umax——饋線(xiàn)上波腹電壓;

  Umin——饋線(xiàn)上波節電壓。

  駐波比的產(chǎn)生,是由于入射波能量傳輸到天線(xiàn)輸入端B未被全部吸收(輻射)、產(chǎn)生反射波,迭加而形成的。

  VSWR越大,反射越大,匹配越差。

  那么,駐波比差,到底有哪些壞處?在工程上可以接受的駐波比是多少?一個(gè)適當的駐波比指標是要在損失能量的數量與制造成本之間進(jìn)行折中權衡的。

 ?、?VSWR>1,說(shuō)明輸進(jìn)天線(xiàn)的功率有一部分被反射回來(lái),

 ?、?增大了饋線(xiàn)的損耗。7/8'電纜損耗4dB/100m,是在VSWR=1(全匹配)情況下測的;有了反射功率,就增大了能量損耗,

 ?、? 在饋線(xiàn)輸入端A,失配嚴重時(shí),發(fā)射機T的輸出功率達不到設計額定值。但是,現代發(fā)射機輸出功率允許在一定失配情況下如(VSWR<1.7或2.0)達到額定功率。

  在無(wú)線(xiàn)電通信中,天線(xiàn)與饋線(xiàn)的阻抗不匹配或天線(xiàn)與發(fā)信機的阻抗不匹配,高頻能量就會(huì )產(chǎn)生反射折回,并與前進(jìn)的部分干擾匯合發(fā)生駐波。為了表征和測量天線(xiàn)系統中的駐波特性,也就是天線(xiàn)中正向波與反射波的情況,人們建立了“駐波比”這一概念,SWR=R/r=(1+K)/(1-K)反射系數K=(R-r)/(R+r)(K為負值時(shí)表明相位相反)式中R和r分別是輸出阻抗和輸入阻抗。當兩個(gè)阻抗數值一樣時(shí),即達到完全匹配,反射系數K等于0,駐波比為1。這是一種理想的狀況,實(shí)際上總存在反射,所以駐波比總是大于1的。

  駐波比與反射功率的關(guān)系如下??梢?jiàn),不一定追求1.1以下的駐波比,一般1.5一下也足夠了,96%的都發(fā)射出去了。