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。