อัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้าคืออะไร? วิธีคำนวณ VSWR

"VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) คือการวัดว่ากำลังส่งคลื่นความถี่วิทยุจากแหล่งจ่ายไฟผ่านสายส่งไปยังโหลดได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด (ตัวอย่างเช่นจากเพาเวอร์แอมป์ผ่านสายส่งไปยังเสาอากาศ ).” นี่คือแนวคิดของ VSWR ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ VSWR เช่นปัจจัยที่มีอิทธิพลของ VSWR ผลกระทบต่อระบบเกียร์ความแตกต่างกับ SWR เป็นต้นบทความนี้สามารถให้คำอธิบายโดยละเอียด

#เนื้อหา

1. SWR (Standing Wave Ratio) คืออะไร?

2. ตัวบ่งชี้พารามิเตอร์ที่สำคัญของ SWR

3. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) คืออะไร?

4. VSWR มีผลต่อประสิทธิภาพในการส่งอย่างไร System?

5. วิธีการวัด SWR?

6. วิธีการคำนวณ VSWR?

7. เครื่องคิดเลข VSWR ออนไลน์ฟรี

1. SWR (Standing Wave Ratio) คืออะไร?

ตามวิกิพีเดียอัตราส่วนคลื่นนิ่ง (SWR) กำหนดเป็น:

"การวัดการจับคู่อิมพีแดนซ์ของโหลดกับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายส่งหรือท่อนำคลื่นความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์ส่งผลให้เกิดคลื่นนิ่งตามสายส่งและ SWR ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของแอมพลิจูดของคลื่นนิ่งบางส่วนที่แอนติโหนด (สูงสุด) ถึง แอมพลิจูดที่โหนด (ต่ำสุด) ตามแนวเส้น "

โดยปกติ SWR จะวัดโดยใช้เครื่องมือเฉพาะที่เรียกว่า เครื่องวัด SWR. เนื่องจาก SWR เป็นการวัดอิมพีแดนซ์ของโหลดที่สัมพันธ์กับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายส่งที่ใช้งาน (ซึ่งร่วมกันกำหนดค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง) เครื่องวัด SWR ที่กำหนดสามารถแปลค่าอิมพีแดนซ์ที่เห็นในรูปของ SWR ก็ต่อเมื่อมี ได้รับการออกแบบมาสำหรับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะนั้น ในทางปฏิบัติสายส่งส่วนใหญ่ที่ใช้ในแอพพลิเคชั่นเหล่านี้คือสายโคแอกเซียลที่มีอิมพีแดนซ์ 50 หรือ 75 โอห์มดังนั้น SWR เมตรส่วนใหญ่จึงสอดคล้องกับข้อใดข้อหนึ่ง

การตรวจสอบ SWR เป็นขั้นตอนมาตรฐานในสถานีวิทยุ. แม้ว่าข้อมูลเดียวกันนี้สามารถหาได้จากการวัดอิมพีแดนซ์ของโหลดด้วยเครื่องวิเคราะห์อิมพีแดนซ์ (หรือ "อิมพีแดนซ์บริดจ์") แต่เครื่องวัด SWR นั้นง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่าสำหรับวัตถุประสงค์นี้ ด้วยการวัดขนาดของความต้านทานที่ไม่ตรงกันที่เอาต์พุตของเครื่องส่งสัญญาณแสดงให้เห็นปัญหาอันเนื่องมาจากเสาอากาศหรือสายส่ง

อย่างไรก็ตามถ้าคุณคิดว่าคุณไม่เคยเจอคลื่นนิ่งมาก่อนก็ไม่น่าเป็นไปได้มาก คลื่นนิ่งในเตาไมโครเวฟเป็นสาเหตุที่ทำให้อาหารสุกไม่สม่ำเสมอ (จานหมุนเป็นวิธีแก้ปัญหาบางส่วน) ความยาวคลื่นของสัญญาณ 2.45 GHz อยู่ที่ประมาณ 12 เซนติเมตรหรือประมาณห้านิ้ว Nulls ในการแผ่รังสี (และความร้อน) จะถูกแยกออกในระยะทางใกล้เคียงกับความยาวคลื่น

ในที่สุดเรามาดูวิดีโอกัน

▲ย้อนกลับ▲

2. ตัวบ่งชี้พารามิเตอร์ที่สำคัญของ SWR

1) ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนคืออะไร

ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนคือ a พารามิเตอร์ ที่อธิบายว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สะท้อนโดยความไม่ต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์ในตัวกลางส่งมีค่าเท่าใดซึ่งเท่ากับอัตราส่วนของแอมพลิจูดของคลื่นสะท้อนกับคลื่นที่ตกกระทบ ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนเป็นคุณภาพที่มีประโยชน์มากเมื่อกำหนด VSWR หรือตรวจสอบการจับคู่ระหว่างตัวป้อนและโหลด โดยทั่วไปตัวอักษรกรีกΓจะใช้สำหรับค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแม้ว่าσก็มักจะเห็นได้เช่นกัน

สัมประสิทธิ์การสะท้อนกลับ

การใช้คำจำกัดความพื้นฐานของค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนสามารถคำนวณได้จากความรู้ เหตุการณ์และแรงดันไฟฟ้าที่สะท้อน.

ที่ไหน:
    Γ = สัมประสิทธิ์การสะท้อน
    Vref = แรงดันไฟฟ้าสะท้อน
    Vfwd = แรงดันไปข้างหน้า

2) การสูญเสียผลตอบแทนและการสูญเสียการต่อต้าน

กลับสูญเสีย คือการสูญเสียกำลังของสัญญาณเนื่องจากการสะท้อนของสัญญาณหรือส่งกลับโดยความไม่ต่อเนื่องในลิงค์ไฟเบอร์ออปติกหรือสายส่งและหน่วยของการแสดงออกยังเป็นเดซิเบล (dBs) ความต้านทานที่ไม่ตรงกันนี้อาจเกิดจากอุปกรณ์ที่เสียบอยู่ในสายหรือเมื่อโหลดสิ้นสุด ยิ่งไปกว่านั้นการสูญเสียผลตอบแทนคือความสัมพันธ์ระหว่างค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน (Γ) และอัตราส่วนคลื่นนิ่ง (SWR) และเป็นจำนวนบวกเสมอและการสูญเสียผลตอบแทนสูงเป็นพารามิเตอร์การวัดที่ดีและโดยทั่วไปจะมีความสัมพันธ์กับการแทรกต่ำ การสูญเสีย. อนึ่งหากคุณเพิ่มการสูญเสียผลตอบแทนก็จะสัมพันธ์กับ SWR ที่ต่ำกว่า

การสูญเสียสัญญาณซึ่ง เกิดขึ้นตามความยาวของลิงค์ไฟเบอร์ออปติกเรียกว่าการสูญเสียการแทรก อย่างไรก็ตามการสูญเสียการแทรกเป็นเหตุการณ์ตามธรรมชาติที่เกิดขึ้นกับการส่งข้อมูลทุกประเภทไม่ว่าจะเป็นข้อมูลหรือทางไฟฟ้า ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากโดยทั่วไปแล้วสายส่งทางกายภาพหรือเส้นทางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้ายิ่งเส้นทางยาวเท่าไรการสูญเสียก็จะสูง ยิ่งไปกว่านั้นการสูญเสียเหล่านี้ยังเกิดขึ้นที่จุดเชื่อมต่อแต่ละจุดตลอดแนวรวมทั้ง splices และ connectors พารามิเตอร์การวัดเฉพาะนี้แสดงเป็นเดซิเบลและควรเป็นจำนวนบวกเสมอ อย่างไรก็ตามควรไม่ได้หมายความว่าเสมอไปและหากบังเอิญมันเป็นลบนั่นไม่ใช่พารามิเตอร์การวัดที่ดี ในบางกรณีการสูญเสียการแทรกอาจปรากฏเป็นการวัดพารามิเตอร์เชิงลบ

ผลตอบแทนการสูญเสียและการสูญเสียการแทรก

ตอนนี้ให้เราตรวจสอบแผนภาพด้านบนโดยละเอียดเพื่อที่เราจะได้เข้าใจดีขึ้นว่าการสูญเสียการแทรกและการสูญเสียผลตอบแทนมีปฏิกิริยาอย่างไร อย่างที่คุณเห็นกำลังตกกระทบเดินทางไปตามสายส่งจากด้านซ้ายจนกระทั่งถึงส่วนประกอบ เมื่อถึงส่วนประกอบสัญญาณส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับไปตามสายส่งไปยังแหล่งที่มา นอกจากนี้โปรดทราบว่าสัญญาณส่วนนี้ไม่ได้เข้าสู่ส่วนประกอบ

ส่วนที่เหลือของสัญญาณจะเข้าสู่องค์ประกอบอย่างแท้จริง มีบางส่วนถูกดูดซึมและส่วนที่เหลือจะผ่านส่วนประกอบไปยังสายส่งอีกด้านหนึ่ง พลังงานที่ออกมาจากส่วนประกอบเรียกว่าพลังที่ส่งผ่านและน้อยกว่ากำลังของเหตุการณ์ด้วยเหตุผลสองประการ:

① สัญญาณบางส่วนได้รับการสะท้อนกลับ

②ส่วนประกอบดูดซับส่วนหนึ่งของสัญญาณ

ดังนั้นโดยสรุปเราแสดงการสูญเสียการแทรกเป็นเดซิเบลและเป็นอัตราส่วนของกำลังตกกระทบต่อกำลังส่ง นอกจากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าการสูญเสียผลตอบแทนซึ่งเราแสดงเป็นเดซิเบลคืออัตราส่วนของกำลังตกกระทบต่อกำลังสะท้อน ดังนั้นเราสามารถดูได้ว่าพารามิเตอร์การวัดการสูญเสียทั้งสองประเภทช่วยในการวัดประสิทธิภาพโดยรวมของสัญญาณและส่วนประกอบที่วัดได้ภายในระบบหรือในเส้นทางผ่านได้อย่างไร

ในการปฏิบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันในแง่ของการใช้งานการสูญเสียผลตอบแทนจะดีกว่าสำหรับ SWR เนื่องจากให้ความละเอียดที่ดีกว่าสำหรับค่าที่น้อยกว่าของคลื่นสะท้อน

3) การจับคู่ความต้านทานคืออะไร

การจับคู่ความต้านทานคือ แหล่งที่มาของการออกแบบ และ ความต้านทานโหลด เพื่อลดการสะท้อนของสัญญาณหรือเพิ่มการถ่ายโอนพลังงาน ในวงจร DC แหล่งที่มาและโหลดควรเท่ากัน ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับแหล่งที่มาควรเท่ากับโหลดหรือคอนจูเกตที่ซับซ้อนของโหลดขึ้นอยู่กับเป้าหมาย อิมพีแดนซ์ (Z) เป็นการวัดการต่อต้านการไหลของกระแสไฟฟ้าซึ่งเป็นค่าเชิงซ้อนที่มีการกำหนดส่วนจริงเป็นความต้านทาน (R) และส่วนจินตภาพเรียกว่ารีแอคแตนซ์ (X) จากนั้นสมการสำหรับอิมพีแดนซ์จะเป็นไปตามนิยาม Z = R + jX โดยที่ j คือหน่วยจินตภาพ ในระบบ DC ค่ารีแอกแตนซ์เป็นศูนย์ดังนั้นอิมพีแดนซ์จึงเหมือนกับความต้านทาน

▲ย้อนกลับ▲

3. VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) คืออะไร

1) ความหมายของ VSWR คืออะไร

อัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้า (VSWR) คือ การบ่งชี้ปริมาณที่ไม่ตรงกัน ระหว่างเสาอากาศและสายป้อนที่เชื่อมต่อกับเสาอากาศ (คลิก โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม เพื่อเลือกผลิตภัณฑ์เสาอากาศของเรา) สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า Standing Wave Ratio (SWR) ช่วงของค่า VSWR คือตั้งแต่ 1 ถึง∞ มีการพิจารณาค่า VSWR ที่ต่ำกว่า 2 เหมาะสม สำหรับการใช้งานเสาอากาศส่วนใหญ่ เสาอากาศสามารถอธิบายได้ว่ามี "การจับคู่ที่ดี" ดังนั้นเมื่อมีคนบอกว่าเสาอากาศจับคู่ได้ไม่ดีบ่อยครั้งก็หมายความว่าค่า VSWR เกิน 2 สำหรับความถี่ที่น่าสนใจ การสูญเสียผลตอบแทนเป็นข้อกำหนดอื่นที่น่าสนใจและครอบคลุมรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนทฤษฎีเสาอากาศ การแปลงที่จำเป็นโดยทั่วไปอยู่ระหว่างการสูญเสียผลตอบแทนและ VSWR และค่าบางค่าจะแสดงเป็นตารางในแผนภูมิพร้อมกับกราฟของค่าเหล่านี้เพื่อการอ้างอิงอย่างรวดเร็ว

มาดูวิดีโอสั้น ๆ เกี่ยวกับ VSWR กันเถอะ!

2) ปัจจัยที่มี มีผลกับ VSWR

· เวลา

· สายอากาศ

· วัตถุโลหะที่อยู่ใกล้ ๆ

· ประเภทของการก่อสร้างเสาอากาศ

· อุณหภูมิ

3) SWR กับ VSWR เทียบกับ ISWR เทียบกับ PSWR

SWR เป็นแนวคิดเช่นอัตราส่วนคลื่นนิ่ง VSWR เป็นวิธีที่คุณทำการวัดโดยการวัดแรงดันไฟฟ้าเพื่อกำหนด SWR คุณยังสามารถวัด SWR ได้โดยการวัดกระแสหรือแม้แต่กำลังไฟฟ้า (ISWR และ PSWR) แต่สำหรับเจตนาและวัตถุประสงค์ส่วนใหญ่เมื่อมีคนพูดว่า SWR พวกเขาหมายถึง VSWR ในการสนทนาทั่วไปพวกเขาสามารถใช้แทนกันได้

· SWR: SWR ย่อมาจากอัตราส่วนคลื่นนิ่ง อธิบายแรงดันไฟฟ้าและคลื่นนิ่งปัจจุบันที่ปรากฏบนเส้น เป็นคำอธิบายทั่วไปสำหรับทั้งคลื่นนิ่งในปัจจุบันและแรงดันไฟฟ้า มักใช้ร่วมกับมิเตอร์ที่ใช้ในการตรวจจับอัตราส่วนคลื่นนิ่ง ทั้งกระแสและแรงดันเพิ่มขึ้นและลดลงตามสัดส่วนที่เท่ากันสำหรับความไม่ตรงกันที่กำหนด
· VSWR: อัตราส่วน VSWR หรือคลื่นนิ่งแรงดันใช้เฉพาะกับคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งค่าบนอุปกรณ์ป้อนหรือสายส่ง เนื่องจากง่ายต่อการตรวจจับคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้าและในหลาย ๆ กรณีแรงดันไฟฟ้ามีความสำคัญมากกว่าในแง่ของการพังทลายของอุปกรณ์จึงมักใช้คำว่า VSWR โดยเฉพาะในพื้นที่ออกแบบ RF

สำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติส่วนใหญ่ ISWR จะเหมือนกับ VSWR ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมแรงดันไฟฟ้า RF บนสายส่งสัญญาณจะเท่ากันทุกจุดบนสายโดยละเลยการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากความต้านทานไฟฟ้าในสายไฟและความไม่สมบูรณ์ในวัสดุอิเล็กทริกที่แยกตัวนำของเส้น VSWR ในอุดมคติจึงเป็น 1: 1 (โดยมากค่า SWR จะเขียนในรูปของจำนวนแรกหรือตัวเศษของอัตราส่วนเนื่องจากจำนวนที่สองหรือตัวส่วนเป็น 1 เสมอ) เมื่อ VSWR เท่ากับ 1 ISWR จะเป็น 1 เงื่อนไขที่เหมาะสมนี้สามารถ จะมีอยู่ก็ต่อเมื่อโหลด (เช่นเสาอากาศหรือตัวรับสัญญาณไร้สาย) ซึ่งส่งพลังงาน RF มีอิมพีแดนซ์เหมือนกับอิมพีแดนซ์ของสายส่ง ซึ่งหมายความว่าความต้านทานโหลดจะต้องเหมือนกับอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายส่งและโหลดต้องไม่มีรีแอคแตนซ์ (นั่นคือโหลดต้องปราศจากการเหนี่ยวนำหรือความจุ) ในสถานการณ์อื่น ๆ แรงดันและกระแสจะผันผวนตามจุดต่างๆตามแนวเส้น และ SWR ไม่ใช่ 1

▲ย้อนกลับ▲

4. VSWR มีผลต่อประสิทธิภาพในระบบเกียร์อย่างไร

มีหลายวิธีที่ VSWR มีผลต่อประสิทธิภาพของระบบส่งหรือระบบใด ๆ ที่อาจใช้ความถี่วิทยุและอิมพีแดนซ์ที่เหมือนกัน แม้ว่าจะใช้ VSWR ตามปกติ แต่ทั้งคลื่นแรงดันและกระแสอาจทำให้เกิดปัญหาได้

· เพาเวอร์แอมป์เครื่องส่งอาจเสียหายได้: ระดับแรงดันและกระแสที่เพิ่มขึ้นที่เห็นบนตัวป้อนอันเป็นผลมาจากคลื่นนิ่งอาจทำให้ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตของเครื่องส่งเสียหายได้ อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีความน่าเชื่อถือมากหากใช้งานภายในขีด จำกัด ที่กำหนด แต่แรงดันไฟฟ้าและคลื่นนิ่งปัจจุบันบนตัวป้อนอาจทำให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงหากทำให้อุปกรณ์ทำงานนอกขีด จำกัด

· PA Protection ช่วยลดกำลังขับ: ในแง่ของอันตรายที่แท้จริงของระดับ SWR ที่สูงซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายกับเพาเวอร์แอมป์เครื่องส่งสัญญาณจำนวนมากจะรวมวงจรป้องกันซึ่งจะช่วยลดเอาต์พุตจากเครื่องส่งเมื่อ SWR เพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าการจับคู่ที่ไม่ดีระหว่างตัวป้อนและเสาอากาศจะส่งผลให้ SWR สูงซึ่งทำให้เอาต์พุตลดลงและทำให้สูญเสียกำลังส่งอย่างมาก

· ระดับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงอาจทำให้ตัวป้อนเสียหายได้: เป็นไปได้ว่าระดับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสูงที่เกิดจากอัตราส่วนคลื่นนิ่งสูงอาจทำให้เกิดความเสียหายกับตัวป้อนได้ แม้ว่าในกรณีส่วนใหญ่ตัวป้อนจะทำงานได้ดีภายในขีด จำกัด และควรจะสามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าได้เป็นสองเท่า แต่ก็มีบางสถานการณ์ที่อาจทำให้เกิดความเสียหายได้ กระแสไฟฟ้าสูงสุดอาจทำให้เกิดความร้อนเฉพาะที่มากเกินไปซึ่งอาจทำให้พลาสติกที่ใช้บิดเบี้ยวหรือหลอมละลายและเป็นที่ทราบกันดีว่าแรงดันไฟฟ้าสูงจะทำให้เกิดการเกิดประกายไฟในบางสถานการณ์

· ความล่าช้าที่เกิดจากการสะท้อนแสงอาจทำให้เกิดความผิดเพี้ยนได้: เมื่อสัญญาณสะท้อนโดยไม่ตรงกันสัญญาณจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งสัญญาณจากนั้นสามารถสะท้อนกลับไปที่เสาอากาศได้อีกครั้ง ความล่าช้าจะถูกนำมาใช้เท่ากับสองเท่าของเวลาในการส่งสัญญาณไปตามตัวป้อน หากมีการส่งข้อมูลสิ่งนี้อาจทำให้เกิดการรบกวนระหว่างสัญลักษณ์และในอีกตัวอย่างหนึ่งที่มีการส่งโทรทัศน์แบบอะนาล็อกจะเห็นภาพ "โกสต์"

· สัญญาณลดลงเมื่อเทียบกับระบบการจับคู่ที่สมบูรณ์แบบ: ที่น่าสนใจคือการสูญเสียระดับสัญญาณที่เกิดจาก VSWR ที่ไม่ดีนั้นไม่ได้เกือบจะดีเท่าที่บางคนคิด สัญญาณใด ๆ ที่สะท้อนโดยโหลดจะสะท้อนกลับไปที่เครื่องส่งและเมื่อการจับคู่ที่เครื่องส่งสัญญาณสามารถทำให้สัญญาณสะท้อนกลับไปที่เสาอากาศได้อีกครั้งการสูญเสียที่เกิดขึ้นเป็นพื้นฐานที่ตัวป้อน ในฐานะที่เป็นแนวทางความยาว 30 เมตรของ RG213 coax โดยมีการสูญเสียประมาณ 1.5 dB ที่ 30 MHz จะหมายความว่าเสาอากาศที่ทำงานด้วย VSWR จะให้การสูญเสียเพียงมากกว่า 1dB ที่ความถี่นี้เมื่อเทียบกับเสาอากาศที่จับคู่กันอย่างสมบูรณ์

▲ย้อนกลับ▲

5. วิธีการวัด SWR

สามารถใช้วิธีการต่างๆมากมายในการวัดอัตราส่วนคลื่นนิ่ง วิธีที่ง่ายที่สุด ใช้เส้นแบ่ง ซึ่งเป็นส่วนของสายส่งที่มีช่องเปิดซึ่งช่วยให้หัววัดตรวจจับแรงดันไฟฟ้าจริงตามจุดต่างๆตามแนวเส้น ดังนั้นจึงสามารถเปรียบเทียบค่าสูงสุดและต่ำสุดได้โดยตรง วิธีนี้ใช้ที่ VHF และความถี่ที่สูงขึ้น ที่ความถี่ต่ำเส้นดังกล่าวจะยาวไม่สามารถใช้งานได้จริง สามารถใช้ตัวเชื่อมต่อแบบกำหนดทิศทางที่ HF ผ่านความถี่ไมโครเวฟ คลื่นบางส่วนเป็นคลื่นหนึ่งในสี่หรือยาวกว่าซึ่ง จำกัด การใช้งานไว้ที่ความถี่ที่สูงขึ้น ตัวเชื่อมต่อทิศทางประเภทอื่น ๆ จะสุ่มตัวอย่างกระแสและแรงดันที่จุดเดียวในเส้นทางการส่งผ่านและรวมเข้าด้วยกันทางคณิตศาสตร์ในลักษณะที่แสดงถึงกำลังที่ไหลไปในทิศทางเดียว SWR / พาวเวอร์มิเตอร์ทั่วไปที่ใช้ในการใช้งานมือสมัครเล่นอาจมีตัวเชื่อมแบบสองทิศทาง ประเภทอื่น ๆ ใช้ตัวต่อเดี่ยวซึ่งสามารถหมุนได้ 180 องศาเพื่อสุ่มตัวอย่างกำลังที่ไหลไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ตัวเชื่อมต่อแบบทิศทางเดียวประเภทนี้มีให้เลือกหลายช่วงความถี่และระดับพลังงานและมีค่าการมีเพศสัมพันธ์ที่เหมาะสมสำหรับมิเตอร์อนาล็อกที่ใช้

เส้น Slotted

กำลังไปข้างหน้าและสะท้อนที่วัดโดยตัวเชื่อมต่อทิศทางสามารถใช้ในการคำนวณ SWR ได้ การคำนวณสามารถทำได้ทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบอะนาล็อกหรือดิจิทัลหรือโดยใช้วิธีการแบบกราฟิกที่ติดตั้งไว้ในมิเตอร์เป็นมาตราส่วนเพิ่มเติมหรืออ่านจากจุดตัดระหว่างเข็มสองเข็มในมิเตอร์เดียวกัน

เครื่องมือวัดข้างต้นสามารถใช้ "ในสาย" นั่นคือกำลังเต็มของเครื่องส่งสามารถส่งผ่านอุปกรณ์วัดเพื่อให้สามารถตรวจสอบ SWR ได้อย่างต่อเนื่อง เครื่องมืออื่น ๆ เช่นเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายตัวเชื่อมต่อทิศทางพลังงานต่ำและสะพานเสาอากาศใช้พลังงานต่ำในการวัดและต้องเชื่อมต่อแทนเครื่องส่งสัญญาณ วงจรบริดจ์สามารถใช้เพื่อวัดส่วนจริงและส่วนจินตภาพของอิมพีแดนซ์โหลดโดยตรงและใช้ค่าเหล่านั้นเพื่อรับ SWR วิธีการเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลได้มากกว่าแค่ SWR หรือกำลังส่งต่อและสะท้อนกลับ เครื่องวิเคราะห์เสาอากาศแบบสแตนด์อะโลนใช้วิธีการวัดที่หลากหลายและสามารถแสดง SWR และพารามิเตอร์อื่น ๆ ที่พล็อตกับความถี่ได้ ด้วยการใช้ตัวเชื่อมต่อแบบกำหนดทิศทางและบริดจ์ร่วมกันจึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเครื่องมือในสายที่อ่านโดยตรงในอิมพีแดนซ์เชิงซ้อนหรือใน SWR นอกจากนี้ยังมีเครื่องวิเคราะห์เสาอากาศแบบสแตนด์อโลนที่วัดพารามิเตอร์หลายตัว

มิเตอร์ไฟฟ้า

หมายเหตุ: หากค่า SWR ของคุณต่ำกว่า 1 แสดงว่าคุณมีปัญหา คุณอาจมีเครื่องวัด SWR ที่ไม่ดีมีบางอย่างผิดปกติกับเสาอากาศหรือการเชื่อมต่อเสาอากาศของคุณหรืออาจมีวิทยุชำรุดหรือชำรุด

▲ย้อนกลับ▲

6. วิธีการคำนวณ VSWR

เมื่อคลื่นที่ส่งผ่านมาถึงขอบเขตเช่นหนึ่งระหว่างสายส่งแบบไม่สูญเสียและโหลด (รูปที่ 1) พลังงานบางส่วนจะถูกส่งไปยังโหลดและบางส่วนจะสะท้อนออกมา ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนเกี่ยวข้องกับคลื่นขาเข้าและคลื่นสะท้อนเป็น:

Γ = ว^-/V⁺ (ข้อ 1)

โดยที่ V- คือคลื่นที่สะท้อนกลับและ V + เป็นคลื่นที่เข้ามา VSWR เกี่ยวข้องกับขนาดของสัมประสิทธิ์การสะท้อนแรงดันไฟฟ้า (reflection) โดย:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (สมการ 2)

รูปที่ 1. วงจรสายส่งแสดงขอบเขตของความต้านทานที่ไม่ตรงกันระหว่างสายส่งและโหลด การสะท้อนเกิดขึ้นที่ขอบเขตที่กำหนดโดยΓ คลื่นตกกระทบคือ V + และคลื่นสะท้อนแสงคือ V-

VSWR สามารถวัดได้โดยตรงด้วยเครื่องวัด SWR เครื่องมือทดสอบ RF เช่นเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายแบบเวกเตอร์ (VNA) สามารถใช้วัดค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของอินพุตพอร์ต (S11) และพอร์ตเอาต์พุต (S22) S11 และ S22 เทียบเท่ากับΓที่พอร์ตอินพุตและเอาต์พุตตามลำดับ VNA ที่มีโหมดคณิตศาสตร์สามารถคำนวณและแสดงค่า VSWR ที่ได้โดยตรง

การสูญเสียย้อนกลับที่พอร์ตอินพุตและเอาต์พุตสามารถคำนวณได้จากสัมประสิทธิ์การสะท้อน, S11 หรือ S22 ดังนี้:

RLIN = 20log10 | S11 | เดซิเบล (สมการ 3)
RLOUT = 20log10 | S22 | เดซิเบล (Eq.4)

ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนถูกคำนวณจากความต้านทานลักษณะของสายส่งและความต้านทานโหลดดังนี้:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL + ZO) (Eq.5)

โดยที่ ZL คืออิมพีแดนซ์ของโหลดและ ZO คืออิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของสายส่ง (รูปที่ 1)

ดังนั้น:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL + ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL (ฎ. 7)

เราตั้งข้อสังเกตข้างต้นว่า VSWR เป็นข้อกำหนดที่กำหนดในรูปแบบอัตราส่วนเทียบกับ 1 เป็นตัวอย่าง 1.5: 1 มีสองกรณีพิเศษของ VSWR, ∞: 1 และ 1: 1 อัตราส่วนของอินฟินิตี้ต่อหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อโหลดเป็นวงจรเปิด อัตราส่วนของ 1: 1 เกิดขึ้นเมื่อโหลดสอดคล้องกับความต้านทานลักษณะสายส่ง

VSWR ถูกกำหนดจากคลื่นนิ่งที่เกิดขึ้นบนสายส่งเองโดย:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (ฎ. 8)

โดยที่ VMAX เป็นแอมพลิจูดสูงสุดและ VMIN เป็นแอมพลิจูดขั้นต่ำของคลื่นนิ่ง ด้วยคลื่นที่กำหนดสองคลื่นสูงสุดค่าสูงสุดนี้เกิดขึ้นจากสัญญาณรบกวนเชิงสร้างสรรค์ระหว่างคลื่นขาเข้าและคลื่นสะท้อน ดังนั้น:
VMAX = V + + V- (สมการ 9)

เพื่อการรบกวนที่สร้างสรรค์สูงสุด แอมพลิจูดต่ำสุดเกิดขึ้นพร้อมกับสัญญาณรบกวนแบบแยกโครงสร้างหรือ:

VMIN = V + - V- (สมการ 10)

การแทนสมการ 9 และ 10 ให้เป็นสมการ 8 ให้ผลตอบแทน
VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (ฎ. 11)

แทนสมการ 1 ลงในสมการ 11 เราได้รับ:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq. 12)

▲ย้อนกลับ▲

คำถามที่ถามบ่อย

1. ค่า VSWR ที่ดีคืออะไร

เมื่อคลื่นไฟฟ้าเคลื่อนที่ผ่านส่วนต่างๆของระบบเสาอากาศ (ตัวรับ, สายป้อน, เสาอากาศ, พื้นที่ว่าง) อาจพบความต้านทานที่แตกต่างกัน ที่อินเทอร์เฟซแต่ละส่วนพลังงานของคลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิดกลายเป็นคลื่นนิ่งในสายป้อน อัตราส่วนของกำลังสูงสุดต่อกำลังไฟฟ้าต่ำสุดในคลื่นสามารถวัดได้และเรียกว่าอัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้า (VSWR) VSWR ที่น้อยกว่า 1.5: 1 เหมาะอย่างยิ่ง VSWR ของ 2: 1 ถือว่าเป็นที่ยอมรับได้ในระดับเล็กน้อยในการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำซึ่งการสูญเสียพลังงานมีความสำคัญมากกว่าแม้ว่า VSWR ที่สูงถึง 6: 1 อาจยังคงสามารถใช้งานได้ด้วยด้านขวา อุปกรณ์. ในกรณีที่คุณไม่สนใจสมการทางคณิตศาสตร์นี่คือตาราง "สูตรโกง" เล็กน้อยเพื่อช่วยให้เข้าใจความสัมพันธ์ของ VSWR กับเปอร์เซ็นต์ของกำลังสะท้อนที่จะกลับมา

VSWR	พลังที่ส่งคืน (โดยประมาณ)
1:1	0%
2:1	ลด 10%
3:1	ลด 25%
6:1	ลด 50%
10:1	ลด 65%
14:1	ลด 75%

2. อะไรทำให้ VSWR สูง?

หาก VSWR สูงเกินไปอาจมีพลังงานมากเกินไปสะท้อนกลับไปยังเพาเวอร์แอมป์ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายต่อวงจรภายใน ในระบบอุดมคติจะมี VSWR เท่ากับ 1: 1 สาเหตุของการจัดอันดับ VSWR ที่สูงอาจเกิดจากการใช้โหลดที่ไม่เหมาะสมหรือสิ่งที่ไม่ทราบสาเหตุเช่นสายส่งที่เสียหาย

3. เครื่องคิดเลข VSWR ออนไลน์ฟรี

https://fmuser.org/download/Conversions-between-VSWR-Return-Loss-Reflection-coefficient.html

ยินดีแบ่งปันโพสต์นี้หากเป็นประโยชน์กับคุณ!

หากคุณต้องการสร้างสถานีวิทยุหรือซื้ออุปกรณ์สถานีวิทยุใด ๆ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา

ติดต่อ: บลูสกาย
โทรศัพท์มือถือ: + 8615915959450
WhatsApp: + 8615915959450
วีแชท: +8615915959450
QQ: 727926717
skype: sky198710021
E-mail: [ป้องกันอีเมล]