Zer da Tentsio Uhin Iraunkorraren Ratioa? Nola kalkulatu VSWR?
"VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), irrati-maiztasuneko potentzia energia iturri batetik, transmisio linea baten bidez, karga batera igortzen denaren neurria da (adibidez, potentzia anplifikadoretik transmisio linea baten bidez, antena batera). ). " Hau da VSWR kontzeptua. VSWRri buruzko informazio gehiago, hala nola, VSWRren eragile faktoreak, transmisio sisteman duen eragina, SWRrekiko aldea, etab. Artikulu honek azalpen zehatza eman dezake.
Wikipediaren arabera, uhin geldikorraren ratioa (SWR) honela definitu zen:
"kargak transmisio linea edo uhin gida baten inpedantzia ezaugarriarekin bat datorren inpedantziaren neurriaren arabera. Inpedantzia desorekak transmisio lerroan zehar uhin geldikorrak izaten dira eta SWR uhin partzialaren anplitudearen antinodoaren (gehienez) arteko erlazioa bezala definitzen da. anplitudea linearen nodo batean (gutxienez). "
SWR an izeneko tresna dedikatu baten bidez neurtzen da normalean SWR neurgailua. SWR erabiltzen den transmisio-linearen inpedantzia ezaugarriarekiko kargaren inpedantziaren neurria denez (jarraian deskribatutako islapen-koefizientea zehazten dute), SWR neurgailu jakin batek SWRren arabera ikusten duen inpedantzia SWRren arabera interpreta dezake. inpedantzia ezaugarri jakin horretarako diseinatu da. Praktikan aplikazio horietan erabiltzen diren transmisio linea gehienak 50 edo 75 ohm-ko inpedantzia duten kable koaxialak dira, beraz, SWR neurgailu gehienak horietako bati dagozkio.
SWR egiaztatzea irrati-estazioetako prozedura estandarra da. Informazio bera kargaren inpedantzia inpedantzia analizatzaile batekin (edo "inpedantzia zubia") neurtuz lor daitekeen arren, SWR neurgailua sinpleagoa eta sendoagoa da horretarako. Transmisorearen irteeran inpedantziaren desorekaren magnitudea neurtuz, antenak edo transmisio lineak eragindako arazoak agertzen dira.
Bide batez, uste baduzu ez duzula sekula olatu pertsonalik bizi izan, oso zaila da. Mikrouhin labean uhin geldikorrak dira janaria modu desegokian egostearen arrazoia (disko-mahaia arazo horren konponbide partziala da). 2.45 GHz seinalearen uhin-luzera 12 zentimetro ingurukoa da, edo bost hazbetekoa. Erradiazioko (eta berotzeko) nuluak uhin-luzeraren antzeko distantzian bereiziko dira.
Hausnarketa koefizientea a da parametroa horrek uhin elektromagnetiko baten isla islatzen du transmisio-euskarrian inpedantziaren etenaldi batek, islatutako uhinaren uhin gorabeheratuaren anplitudearen proportzioaren parekoa. Hausnarketa-koefizientea oso kalitate erabilgarria da VSWR zehazteko edo, adibidez, elikagailu baten eta kargaren arteko bat-etortzea ikertzerakoan. Grezierazko Γ letra normalean hausnarketa-koefizienterako erabiltzen da, nahiz eta σ maiz ikusten den ere.
Hausnarketa koefizientea
Hausnarketa koefizientearen oinarrizko definizioa erabiliz, ezagutza batetik kalkula daiteke gorabehera eta islatutako tentsioak.
Return galera seinalearen potentzia galtzea da zuntz optikoko lotura edo transmisio lerro batean etenaldi batek eragindako seinalearen isla edo itzulketaren ondorioz, eta bere adierazpen unitatea dezibelioetan (dB) ere bada. Inpedantzia desoreka hori lerroan sartutako gailu batekin edo amaierako kargarekin egon daiteke. Gainera, itzulera-galera hausnarketa-koefizientearen (Γ) eta uhin geldikorraren arteko erlazioa (SWR) arteko erlazioa da, eta beti zenbaki positiboa da, eta itzulera-galera handia neurketa-parametro egokia da eta normalean txertatze baxuarekin erlazionatzen da. galera. Bide batez, itzultzeko galera handitzen baduzu, SWR baxuagoa izango da.
Seinalearen galera, zein zuntz optikoko lotura baten luzeran gertatzen da, txertatze galera deritzo. Txertatze galera, hala ere, transmisio mota guztiekin gertatzen den gertakari naturala da, datuekin edo elektrikoekin. Gainera, funtsean transmisio linea fisiko guztiekin edo bide eroaleekin gertatzen den moduan, zenbat eta bidea luzeagoa izan, orduan eta galera handiagoa da. Gainera, galera horiek lineako konexio puntu bakoitzean ere gertatzen dira, loturak eta lokailuak barne. Neurketa parametro zehatz hori dezibelietan adierazten da eta beti zenbaki positiboa izan behar du. Hala ere, beharko luke, ez du beti esan nahi eta, kasualitatez, negatiboa bada, hori ez da neurtzeko parametro onik. Zenbait kasutan, txertatze galera parametro negatibo neurketa gisa ager daiteke.
Itzuli galera eta txertatze galera
Beraz, azter dezagun goiko diagrama zehatz-mehatz, txertatze galera eta itzulera galera nola elkarreragiten duten hobeto ulertzeko. Ikus dezakezun bezala, intzidentziaren indarra ezkerreko transmisio linea batetik behera doa osagaira iritsi arte. Osagaira iritsitakoan, seinalearen zati bat transmisio-lerroan behera islatzen da jatorrizko iturrirantz. Gainera, kontuan hartu seinalearen zati hori ez dela osagaian sartzen.
Seinalearen gainerakoa osagaian sartzen da. Hor zati bat xurgatu egiten da, eta gainerakoa osagaitik igarotzen da beste aldean dagoen transmisio linean. Osagaitik ateratzen den potentziari transmititutako potentzia deritzo, eta istiluen potentzia baino txikiagoa da bi arrazoirengatik:
① Seinalearen zati bat islatzen da.
② Osagaiak seinalearen zati bat xurgatzen du.
Beraz, laburbilduz, txertatze galera dezibelietan adierazten dugu, eta potentzia istiluen eta transmititutako potentziaren arteko erlazioa da. Gainera, itzulketaren galera laburbildu dezakegu, dezibelietan ere adierazten duguna potentzia intzidentearen eta islatutako potentziaren arteko erlazioa dela. Hori dela eta, ikus dezakegu nola laguntzen duten bi galera neurtzeko parametroek seinale eta osagai neurgarri baten eraginkortasun orokorra zehazten sistema baten barruan edo bide baten bidez.
Gaur egungo elektronika praktiketan, erabilerari dagokionez, itzulerako galera hobesten da SWR baino, uhin islatuen balio txikiagoetarako bereizmen hobea ematen baitu.
3) Zer da Inpedentziaren parekatzea
Inpedantziaren parekatzea da iturria diseinatzen kargaren inpedantziak seinaleen islapena gutxitzeko edo potentziaren transferentzia maximizatzeko. DC zirkuituetan, iturriak eta kargak berdinak izan behar dute. Korronte alternoko zirkuituetan, iturriak kargaren berdina edo kargaren konjugatu konplexua berdindu beharko luke, helburuaren arabera. Inpedantzia (Z) fluxu elektrikoarekiko oposizioaren neurri bat da, hau da, balio erreala erresistentzia (R) gisa definitzen den zati erreala da eta irudimenezko zatiari erreaktantzia deritzo (X). Inpedantziaren ekuazioa Z = R + jX definizioz da, non j irudimenezko unitatea den. DC sistemetan, erreaktantzia zero da, beraz inpedantzia erresistentzia berdina da.
Tentsioaren Uhin Iraunkorraren Ratioa (VSWR) da desoreka kopuruaren adierazpena antena baten eta harekin konektatzen den jarioaren artean. (Egin klik hemen gure antenako produktuak hautatzeko) Uhin Iraunkorreko Ratioa (SWR) izenarekin ere ezagutzen da. VSWR balioen tartea 1etik ∞ra bitartekoa da. 2 azpiko VSWR balioa hartzen da kontuan egokia antena aplikazio gehienetarako. Antena "Partida ona" duela esan daiteke. Beraz, norbaitek antena gaizki egokitzen dela esaten duenean, askotan esan nahi du VSWR balioa 2 baino handiagoa dela interes maiztasunerako. Itzultzeko galera interesaren beste zehaztapen bat da eta Antena Teoriaren atalean xehetasun gehiagorekin azaltzen da. Normalean beharrezkoa den bihurketa itzulketaren galeraren eta VSWRren artekoa da, eta balio batzuk taulan daude taulatuta, balio horien grafikoarekin batera erreferentzia azkarra lortzeko.
Ikus dezagun VSWR-ri buruzko bideoa!
2) Faktoreak VSWR eragiten du
· Frequency
· Antena lurra
· Inguruko objektu metalikoak
· Antena eraikitzeko mota
· tenperatura
3) SWR vs VSWR vs ISWR vs PSWR
SWR kontzeptua da, hau da, uhin geldikorraren ratioa. VSWR da neurketa nola egiten duzun, SWR zehazteko tentsioak neurtuz. SWR ere neur dezakezu korronteak edo potentzia ere neurtuz (ISWR eta PSWR). Helburu gehienetarako, norbaitek SWR esaten duenean VSWR esan nahi du, ohiko elkarrizketan trukagarriak dira.
· SWR: SWRek uhin geldikorraren erlazioa adierazten du. Linean agertzen diren tentsio eta korronte uhin geldikorrak deskribatzen ditu. Korronte zein tentsio uhin geldikorren deskribapen generikoa da. Uhin geldikorraren ratioa detektatzeko erabiltzen diren neurgailuekin batera erabili ohi da. Korrontea eta tentsioa proportzio berean igotzen eta jaisten dira desoreka jakin batean. · VSWR: VSWR edo tentsio uhin geldikorraren erlazioa elikadore edo transmisio linea batean ezarritako tentsio uhin geldikorrei aplikatzen zaie bereziki. Tentsio uhin geldikorrak hautematea errazagoa denez, eta kasu askotan gailuak apurtzeari dagokionez tentsioak garrantzitsuagoak direnez, VSWR terminoa maiz erabiltzen da, batez ere RF diseinurako eremuetan.
Helburu praktiko gehienetarako, ISWR VSWR bezalakoa da. Baldintza ezin hobeetan, seinalea igortzeko lineako RF tentsioa berdina da linearen puntu guztietan, lineako kableetan erresistentzia elektrikoak eta linearen eroaleak bereizten dituen material dielektrikoan akatsak eragindako potentzia galerak alde batera utzita. VSWR ideala, beraz, 1: 1 da. (Sarritan SWR balioa erlazioaren lehen zenbakia edo zenbakitzailearekin bakarrik idazten da, bigarren zenbakia edo izendatzailea beti 1. delako. VSWR 1 denean, ISWR ere 1. Baldintza ezin hobea izan daiteke existitzen dira soilik karga (adibidez, antena edo haririk gabeko hargailua), zeinetan RF potentzia ematen den, transmisio linearen inpedantziaren berdina den inpedantzia bat denean. Horrek esan nahi du kargaren erresistentziak transmisio linearen inpedantziaren berdina izan behar duela, eta kargak ez duela erreaktantziarik izan behar (hau da, kargak induktantzia edo kapazitantziarik gabe egon behar du). Beste edozein egoeratan, tentsioa eta korrontea aldatu egiten dira lineako hainbat puntutan, eta SWR ez da 1.
4. VSWR-k nola eragiten dion errendimenduari transmisio sisteman
VSWRk transmisio sistema baten edo irrati frekuentziak eta inpedantzia berdinak erabil ditzakeen edozein sistemaren errendimenduan eragina du. VSWR normaltasunez erabiltzen den arren, tentsioak eta korronte uhinek arazoak sor ditzakete.
· Igorlearen potentzia anplifikadoreak kaltetu daitezke: Uhin geldikorren ondorioz elikaduran ikusten den tentsio eta korronte maila handituek igorlearen irteerako transistoreak kaltetu ditzakete. Gailu erdieroaleak oso fidagarriak dira zehaztutako mugen barruan funtzionatzen badute, baina elikaduraren tentsio eta korronte uhin geldiek hondamendi kalteak sor ditzakete gailuak mugetatik kanpo funtzionatzen badu.
· PA Babesak irteerako potentzia murrizten du: SWR maila altuek potentzia anplifikadorean kalteak eragiteko arrisku erreala ikusita, igorle askok babes zirkuituak dituzte, igorlearen irteera murrizten duen SWRa igo ahala. Horrek esan nahi du elikaduraren eta antenaren arteko lotura txarra izateak SWR handia sortuko duela eta horrek irteera murriztea eragiten duela eta, beraz, transmititutako potentziaren galera nabarmena izatea.
· Goi tentsio eta korronte mailek elikadura kaltetu dezakete: Baliteke tentsio altuko eta korronte maila altuko uhin erlazio altuak eragindakoak elikadura kalteak eragitea. Gehienetan elikadurak beren mugen barruan ondo funtzionatuko badituzte ere, eta tentsioa eta korrontea bikoiztea egokitu behar bada ere, kalteak sor daitezkeen zenbait egoera daude. Uneko maximoek gehiegizko berokuntza lokala sor dezakete eta horrek erabilitako plastikoak desitxuratu edo urtu ditzake, eta tentsio altuek arkua eragiten dutela jakin da zenbait kasutan.
· Islapenek eragindako atzerapenak distortsioa sor dezake: Seinale bat ez etortzearen ondorioz islatzen denean, iturrirantz islatzen da berriro, eta gero berriro antenara isla daiteke. Atzerapen bat seinalearen transmisio-denboraren bikoitzaren berdina sartzen da elikagailuan zehar. Datuak transmititzen badira, horrek sinboloen arteko interferentziak sor ditzake, eta telebista analogikoa transmititzen ari zen beste adibide batean, irudi "mamua" ikusi zen.
· Seinalearen murrizketa bikain bat datorren sistemarekin alderatuta: Interesgarria da VSWR txar batek eragindako seinale mailaren galera ez dela batzuek pentsa dezaketen bezain handia. Kargak islatzen duen edozein seinale igorlearengana islatzen da eta igorlearen parekatzeak seinalea berriro antenara islatzea ahalbidetu dezakeenez, sortutako galerak funtsean elikatzaileak sartutakoak dira. Gidari gisa 30 metroko 213 dB inguruko galera duen 1.5 metroko luzera duen RG30 koaxuala esan nahi du VSWR batekin funtzionatzen duen antenak maiztasun horretan 1 dB baino gehiagoko galera baino ez duela emango, guztiz bat datorren antena batekin alderatuta.
Uhin geldikorraren ratioa neurtzeko metodo desberdin asko erabil daitezke. Metodo intuitiboena lerro zirrikitua erabiltzen du hau da, zirrikitu batek lineako hainbat puntutan benetako tentsioa hautemateko aukera ematen duen zirrikitu irekiko transmisio-linearen sekzioa. Horrela, balio maximoak eta minimoak zuzenean alderatu daitezke. Metodo hau VHF eta maiztasun altuagoetan erabiltzen da. Maiztasun baxuagoetan, lerro hauek ez dira hain luzeak. Norabidezko akoplamenduak HFan erabil daitezke mikrouhin frekuentzien bidez. Batzuk uhin laurden edo gehiago luze dira, eta horrek erabilera maiztasun altuetara mugatzen du. Beste norabide-akoplamendu mota batzuek korrontea eta tentsioa hartzen dituzte transmisio bideko puntu bakarrean eta matematikoki konbinatzen dituzte norabide bakarrean doan potentzia irudikatzeko moduan. Afizionatuetan erabiltzen den SWR / potentzia neurgailu arruntak noranzko akoplamendu bikoitza izan dezake. Beste mota batzuek akoplamendu bakarra erabiltzen dute, 180 gradutan biratu daitekeena noranzko bietan isurtzen den potentziaren lagin gisa. Mota horretako noranzko bakarreko akoplamenduak eskuragarri daude maiztasun tarte eta potentzia maila askotan eta erabilitako neurgailu analogikoaren akoplamendu balio egokiekin.
Lerro zirrikitua
Noranzko akoplamenduek neurtutako aurrera eta islatutako potentzia SWR kalkulatzeko erabil daiteke. Kalkuluak matematikoki egin daitezke modu analogikoan edo digitalean edo neurgailuan barneratutako metodo grafikoak eskala osagarri gisa erabiliz edo neurgailu berean bi orratzaren arteko zeharkalditik irakurrita.
Goian neurtzeko tresnak "lerroan" erabil daitezke, hau da, igorlearen potentzia osoa neurtzeko gailutik igaro daiteke SWR etengabe kontrolatzea ahalbidetzeko. Beste tresna batzuek, esate baterako, sareko analizatzaileek, potentzia txikiko noranzko akoplamenduek eta antena zubiek neurtzeko potentzia txikia erabiltzen dute eta transmisorearen ordez konektatu behar dira. Zubietako zirkuituak erabil daitezke karga inpedantzia baten zati errealak eta imajinarioak zuzenean neurtzeko eta balio horiek SWR lortzeko. Metodo hauek SWR edo aurrera eta islatutako potentzia baino informazio gehiago eman dezakete. Antena analizatzaile autonomoek hainbat neurketa metodo erabiltzen dituzte eta SWR eta maiztasunen arabera irudikatutako beste parametro batzuk bistaratu ditzakete. Noranzko akoplamenduak eta zubia konbinatuta erabiliz, inpedantzia konplexuan edo SWRan zuzenean irakurtzen duen lineako tresna bat egitea posible da. Parametro anitzak neurtzen dituzten antenen analizatzaile autonomoak ere eskuragarri daude.
Potentzia neurgailu bat
OHARRA: Zure SWR irakurketa 1etik beherakoa bada, arazo bat duzu. Baliteke SWR neurgailu txarra izatea, antena edo antena konexioan arazoren bat izatea edo irrati kaltetua edo akastuna izatea.
Transmisio-uhinek galerarik gabeko transmisio-lerroaren eta kargaren arteko muga bat aurkitzen duenean (1 irudia), energia batzuk kargara igorriko dira eta beste batzuk islatuko dira. Hausnarketa koefizienteak sarrerako eta islatutako uhinak erlazionatzen ditu:
Γ = V-/V+ (1. ek.)
V- islatutako uhina eta V + sarrerako olatua da. VSWR tentsioaren islapen koefizientearen magnitudearekin erlazionatuta dago (Γ):
VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (2. ekuazioa)
1. irudia Transmisio-linearen zirkuitua, transmisio-linearen eta kargaren arteko inpedantziaren desoreka-muga erakusten duena. Hausnarketak Γ-k izendatutako mugan gertatzen dira. Uhin gorabeheratsua V + da eta uhin islatzailea V-.
VSWR zuzenean neur daiteke SWR neurgailu batekin. Sarrerako portuaren (S11) eta irteerako portuaren (S22) islapen-koefizienteak neurtzeko RF test tresna bektoriala (VNA) erabil daiteke. S11 eta S22 Γren sarrerako eta irteerako portuan baliokideak dira, hurrenez hurren. Matematika moduak dituzten VNAek zuzenean kalkulatu eta erakutsi dezakete lortutako emaitza VSWR balioa.
Sarrerako eta irteerako portuetako itzulera-galera erreflexio-koefizientetik, S11 edo S22, kalkula daiteke, honela:
RLIN = 20log10 | S11 | dB (3. eku.)
RLOUT = 20log10 | S22 | dB (4. eku.)
Hausnarketa koefizientea honela kalkulatzen da: transmisio-linearen inpedantzia ezaugarria eta karga-inpedantzia.
Γ = (ZL - ZO) / (ZL + ZO) (5. ekuazioa)
ZL kargaren inpedantzia den eta ZO transmisio linearen inpedantzia ezaugarria den (1. irudia).
VSWR ZL eta ZO terminoetan ere adieraz daiteke. 5 ekuazioa 2 ekuazioan ordezkatuz, honako hau lortuko dugu:
VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL + ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL + ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)
ZL> ZOrako, | ZL - ZO | = ZL - ZO
Beraz:
VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL + ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (7. ek.)
Gorago aipatu dugu VSWR 1-rekin erlazioan emandako erlazioan emandako zehaztapena dela, adibide gisa 1.5: 1. Bi kasu berezi daude: VSWR, ∞: 1 eta 1: 1. Infinituaren arteko erlazioa karga zirkuitu irekia denean gertatzen da. 1: 1 ratioa karga transmisio-lerroko inpedantziarekin guztiz parekatzen denean gertatzen da.
VSWR transmisio-linean sortzen den uhin zurretik definitzen da:
VSWR = | VMAX | / | VMIN | (8. ek.)
Non VMAX gehieneko anplitudea den eta VMIN zutik dagoen uhinen anplitude minimoa da. Bi inposatutako uhinekin, gehienezko sarrerako eta islatutako uhinen arteko interferentzia eraikitzaileekin gertatzen da. Horrela:
VMAX = V + + V- (9. ekuazioa)
interferentzia eraikitzaile maximoa lortzeko. Anplitude minimoa interferentzia deseraikitzaileekin gertatzen da, edo:
VMIN = V + - V- (10. ekuazioa)
Ekuazioak 9 eta 10 Ekuazioak 8 emaitzetan ordezkatzea
VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (11. ekuazioa)
Uhin elektrikoa antena sistemaren atal desberdinetan zehar (hargailua, elikatze linea, antena, espazio librea) inpedantzien desberdintasunak sor ditzake. Interfaze bakoitzean, uhinaren energiaren zati batzuk iturrira islatuko dira, elikatze-lerroan uhin geldikorra osatuz. Olatuan gehienezko potentziaren eta gutxieneko potentziaren arteko erlazioa neur daiteke eta tentsio uhin geldikorraren erlazioa (VSWR) deritzo. 1.5: 1 baino txikiagoa den VSWR bat aproposa da, 2: 1eko VSWR bat gutxi onargarritzat jotzen da potentzia txikiko aplikazioetan potentzia galtzea kritikoagoa den arren, 6: 1 bezain altuagoa den VSWR bat eskuinekoarekin erabil daitekeen arren. ekipamendua. Ekuazio matematikoak zaintzen ez badituzu, hona hemen "tranpa orria" taula txiki bat, VSWR-ren korrelazioa itzuliko den islatutako potentziaren ehunekoarekin duen erlazioa ulertzeko.
VSWR
Itzulitako boterea
(gutxi gorabeherako)
1:1
0%
2:1
10%
3:1
25%
6:1
50%
10:1
65%
14:1
75%
2. Zerk eragiten du VSWR altua?
VSWR handiegia bada, potentzia anplifikadorean islatutako energia gehiegi sor liteke, barneko zirkuituetan kalteak sortuz. Sistema ideal batean, 1: 1eko VSWR bat egongo litzateke. VSWR maila altuaren arrazoiak karga desegokia edo ezezaguna den zerbait erabiltzea izan daiteke, hala nola kaltetutako transmisio linea.
