一文讀懂駐波比和阻抗失配

2021-03-01 Ham Radio

駐波比是大家非常關心的一個問題。大多數書本中關於駐波比的描述和介紹比較晦澀難懂,對部分新人來說難以理解。今天,我們用一種通俗易懂的說法聊聊這個話題。

聊駐波比,就不得不提天線阻抗。令我不解的是,很多時候它們被分開解釋。簡單來說,天線阻抗是天線表現出來的阻抗,是天線輸入電阻和輸入電抗的和。

天線系統的不同部分,收發信機和饋線、饋線和天線、天線和自由空間之間都會有阻抗差異。射頻信號在經過上述結合處的時候,如果阻抗差異很大,稱之為阻抗失配,此時一部分能量會被反射回去。

對於50Ω的饋線,如果用50Ω的天線來發射信號,則信號會完全通過天線輻射出去。而如果用75Ω的天線來發射,則會有一部分能量被反射。如果阻抗失配更加嚴重,輕則信號不好,重則造成電臺功放的損壞。


說了這麼多,怎麼一直沒提駐波比?其實已經說的差不多了,就差一層窗戶紙。

阻抗失配的時候,在饋線上會形成反射波,反向信號和正向信號疊加後,電波就像駐留在天線上一樣,稱之為駐波。此時可以測出電波最大能量與最小能量的比值,稱之為駐波比(SWR),通常用電壓駐波比VSWR來表示。

駐波是指頻率和振幅均相同、振動方向一致、傳播方向相反的兩列波疊加後形成的波。駐波和駐波比是兩個概念,駐波是一種現象,是客觀存在的,駐波比是對這種現象的一種應用。由此可見,駐波比和功率沒有關係。為什麼有的時候使用不同功率測量同一根天線會有不同的駐波比呢?很簡單,表不準。

從駐波比的定義上,就和功率沒有任何關係,因此功率很小的天線分析儀一樣可以測量駐波比,並很好地說明天線的狀態。超過天線額定功率,燒毀天線不在本討論之列。

再來說50Ω的傳輸線和75Ω的天線的情況,其電壓駐波比為1.5。10W的功率,結果只輻射出去9.6W,剩餘的0.4W轉換成了其它能量。

對於接收系統,比如收音機,阻抗失配在一定程度上是可容忍的,其結果是收到的信號減弱,最嚴重的結果無非是收不到信號。但對於發射系統來說,問題要嚴重的多。

 駐波比為1:1是理想情況,表示完全匹配,此時無反射能量出現。

大多數時候,1.5:1的駐波比是非常不錯的,此時反射的能量為4%。

在業餘UV段2:1的駐波比也是可以接受的,此時反射的能量為11%。也就是說,如果一個系統的發射功率是50W,此時的有效輻射功率僅為44.5W。有時候,2.5:1或者稍高的駐波比也能接受,此時50W有效輻射功率為40.9W。

在短波中,一般是3:1以下,高達3~5:1的駐波比也可出現在相應的設備中。

 駐波比為無窮大表示全反射,完全失配。

相關焦點

  • 電壓駐波比(VSWR)量化傳輸線的阻抗失配
    由於SWR通常用電壓比表示,也稱為電壓駐波比(VSWR)。VSWR和系統效率一個理想系統是從功率源100%地將能量傳送到負載,這需要信號源阻抗、傳輸線及其它連接器的特徵阻抗與負載阻抗精確匹配。由於理想的傳輸過程不存在幹擾,信號交流電壓在傳輸線兩端保持相同。
  • 移動通信中的駐波比詳解
    只有負載阻抗與信號源阻抗完全匹配,才能最大化地把信號從信號源傳送到負載。對於基站系統,信號源就是發射機,負載就是天饋線子系統,天饋線子系統包括天線、饋線、射頻連接頭以及避雷器等附屬設備。如果負載和信號源不能做到完全匹配,部分信號就會反射回信號源,這是我們所不希望的,這時就會產生前向波和反向波,這兩個信號組合在一起就形成了駐波。
  • RF中的阻抗匹配和50歐姆是怎麼來的?
    30歐姆和77歐姆的算術平均值為53.5歐姆,30歐姆和77歐姆的幾何平均值是48歐姆,我們經常所說的50歐姆系統阻抗其實是53.5歐姆和48歐姆的一個工程上的折中考慮,考慮最大功率傳輸和最小損耗儘可能同時滿足。而且通過實踐發現,50歐姆的系統阻抗,對於半波長偶極子天線和四分之一波長單極子天線的埠阻抗也是匹配的,引起的反射損耗是最小的。
  • 採用定向耦合器和RF對數放大器實現VSWR的檢測和保護(08-100)
    電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)是用於描述電路阻抗失配程度的參數。差的VSWR可能引起RF電路中的許多問題。
  • 一文讀懂電容傳感器
    藍色標題,獲取文章】 10、一文讀懂光纖傳感器 11、一文讀懂溫溼度傳感器 12
  • 一文看懂復阻抗和阻抗的區別
    打開APP 一文看懂復阻抗和阻抗的區別 發表於 2018-03-14 15:55:37   復阻抗的概念   在關聯參考方向下,正弦交流電路中任一線性無源單口的埠電壓相量與電流相量的比稱為該單口的復阻抗,用Z表示,即:Z==|Z|《Ψz。
  • 應該知道的駐波比常識
    駐波比小到幾,天線才算合格?為什麼大小81這類老式的軍用電臺上沒有駐波表?  VSWR及標稱阻抗  發射機與天線匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果發射機的阻抗不同,要求天線的阻抗也不同。在電子管時代,一方面電子管本輸出阻抗高,另一方面低阻抗的同軸電纜還沒有得到推廣,流行的是特性阻抗為幾百歐的平行饋線,因此發射機的輸出阻抗多為幾百歐姆。
  • 回損與駐波比換算表
    兩者疊加,在入射波和反射波相位相同的地方振幅相加最大,形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方振幅相減為最小,形成波節。其它各點的振幅則介于波幅與波節之間。這種合成波稱為駐波。反射波和入射波幅度之比叫作反射係數,也叫做回波損耗。 反射波幅度 (Z-Z。) 反射係數Γ=───── =─────── 入射波幅度 (Z+Z。)
  • 採用定向耦合器和RF對數放大器實現VSWR的檢測和保護
    電壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)是用於描述電路阻抗失配程度的參數。差的VSWR可能引起RF電路中的許多問題。
  • 降低射頻連接器電壓駐波比的研究
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259582.htm一、引言射頻連接器是無線電電子設備和儀表中必不可少甚至是關鍵的電子元件。
  • 運用史密斯圓圖對N B-IO T模塊天線進行阻抗匹配
    NB-IoT模塊提供1個RF天線PAD供天線使用,通過使用電容和電感等元器件組成π形匹配電路,用於調節天線埠的性能,線路阻抗保持在50 Ω左右。通過對負載阻抗進行歸一化,畫出其圓。負載阻抗的實數部分與阻抗圓和導納圓有2個交點,其對應的x值為的x值與負載阻抗的x值之差,所以兩者的差為匹配網絡需要串入歸一化電抗值,通過還原,可得串聯元件值,同理,通過導納圓可求得所需並聯元件值。
  • 一文讀懂磁傳感器(必須收藏)
    【點擊藍色標題,獲取文章】 >、一文讀懂接近傳感器 3、一文讀懂磁傳感器 4、一文讀懂流量傳感器
  • 一文讀懂MEMS傳感器(必須收藏)
    【點擊藍色標題,獲取文章】 1
  • 從阻抗匹配解析射頻傳輸線技術
    因為駐波的能量粒子是靜止不動的,所以,沒有能量流進駐波或從駐波流出來。上述敘述較抽象,但是這裡舉個類似的例子,就可說明什麼是駐波:做個物理實驗,將兩個口徑、流速都相同的水管,面對面相噴,在兩水管之間將會激起一個上下飛奔的水柱,這個水柱就是駐波。如果是在無地心引力的空間中,這個水柱將靜止在那裡不會墜地。電磁波在傳輸在線流動,入射波和反射波相遇時就會產生駐波。
  • 用一個接地阻抗電流傳感器重建輸入電流
    可以對流入一個接地阻抗的小信號電流做重建,該阻抗是一個較大電路的組成部分。這個電流可以是多個電流之和,例如它是流入一隻電容的幾個電流模式四次濾波器的高通濾波輸出(並且是濾波器的一個工作阻抗)。
  • 一文讀懂UHF RFID天線的設計技術
    打開APP 一文讀懂UHF RFID天線的設計技術 發表於 2017-10-05 13:09:09 由於電磁波會被金屬反射導致普通電子標籤在金屬表面無法被正確識別,這一缺點嚴重限制了其在物流行業的廣泛應用,因此UHF標籤天線的抗金屬性成為了研究的熱點和攻克的難點。本文在分析了金屬對標籤天線電磁場影響作用的基礎上,提出了一種成本相對較低可用於金屬環境的超高頻RFID無源標籤天線。該天線將環形微帶與偶極子結構結合實現了在金屬環境下高增益的特性。
  • 射頻電路阻抗匹配原理
    信號傳輸過程中負載阻抗和信源內阻抗之間的特定配合關係。一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應滿足的某種關係,以免接上負載後對器材本身的工作狀態產生明顯的影響。對電子設備互連來說,例如信號源連放大器,前級連後級,只要後一級的輸入阻抗大於前一級的輸出阻抗5-10倍以上,就可認為阻抗匹配良好;對於放大器連接音箱來說,電子管機應選用與其輸出端標稱阻抗相等或接近的音箱,而電晶體放大器則無此限制,可以接任何阻抗的音箱。
  • 輸出阻抗怎麼理解?多大比較好?
    這將導致電源輸出電壓的下降,從而限制了最大輸出功率(關於為什麼會限制最大輸出功率,請看後面的「阻抗匹配」一問)。同樣的,一個理想的電流源,輸出阻抗應該是無窮大,但實際的電路是不可能的。  一般來說,電壓源的輸出阻抗越小越好,而電流源的輸出阻抗越大越好(註:只適合於低頻電路,在高頻電路中,還要考慮阻抗匹配問題,請看「阻抗匹配」一問。另外,要求限流或限壓保護的信號源除外)。
  • Y電容布局和接地阻抗對濾波器的共模插損影響到底有多大?
    打開APP Y電容布局和接地阻抗對濾波器的共模插損影響到底有多大?Y電容的接地阻抗對插損到底有多大的影響呢?下面小編就通過電路仿真為大家解釋這兩個疑問。 一|Y電容的PCB布局 對於電源模塊的共模傳導噪聲,我們希望共模噪聲的回流路徑越小越好。當Y電容越靠近電源模塊時,電源模塊的共模傳導噪聲能更快的流入機殼,然後回到噪聲源端,此時迴路面積最小,Y電容的失配效果會更好,下面通過仿真來感性的認識一下。