驻波比的定义是什么?要求的值是多少?
天线驻波比表示天馈和基站。
匹配程度的指标。
驻波比的定义:
馈线上的umax-反节点电压;
umin——馈线上的节点电压。
驻波比的产生是由于传输到天线输入端B的入射波能量没有被完全吸收(辐射),产生反射波和叠加。
VSWR越大,反射越大,匹配越差。
那么,驻波比差有什么坏处呢?工程上可以接受的驻波比是多少?合适的VSWR指数是能量损失量和制造成本之间的折衷。
(1) VSWR > 1,说明输入天线的部分功率被反射回来,从而降低了天线的辐射功率;
⑵增加馈线损耗。7/8”线缆损耗为4dB/100m,在VSWR=1(全匹配)条件下测得;随着入射功率的增加,能量损失增加,从而降低了从馈线到天线的输入功率;
(3)在馈线输入A处,当失配严重时,发射机T的输出功率无法达到设计额定值。但是,现代发射机的输出功率在某些失配条件下是允许达到额定功率的,比如(VSWR < 1.7或2.0)。
在无线电通信中,如果天线和馈线的阻抗不匹配或者天线和发射机的阻抗不匹配,那么高频能量就会被反射并折回,与一些前向干扰融合产生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性,即天线中前向波和反射波的情况,人们建立了“驻波比”的概念。
SWR=R/r=(1+K)/(1-K)
反射系数K=(R-r)/(R+r)
(k的负值表示相反的相位)
其中r和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗值相同时,完全匹配,反射系数k等于0,驻波比为1。这是一个理想的情况,实际上总有反射,所以驻波比总是大于1。
驻波比和入射功率的关系如下。
可以看出,1.1以下的驻波比是不需要追求的。一般1.5就够了,96%已经上线。
驻波比反射率
1.0 0.00%
1.1 0.23%
1.2 0.83%
1.3 1.70%
1.5 4.00%
1.7 6.72%
1.8 8.16%
2.0 11.11%
2.5 18.37%
3.0 25.00%
4.0 36.00%
5.0 44.44%
7.0 56.25%
10 66.94%
驻波比称为电压驻波比,又称VSWR和SWR,是英文电压驻波比的缩写。指驻波波腹电压与波谷电压的幅度之比,也称为驻波系数和驻波比。当驻波比等于1时,说明馈线和天线的阻抗完全匹配,此时高频能量全部由天线辐射,没有能量的反射损失;当驻波比无穷大时,意味着全反射,根本没有能量辐射。
在入射波和反射波具有相同相位的情况下,电压振幅加起来达到最大电压振幅Vmax,形成波腹;在入射波和反射波的相位相反的情况下,将电压幅度减去最小电压幅度Vmin,形成波谷。其他点的振幅值在波腹和波谷之间。这种合成波称为驻波。驻波比是驻波的波腹处的电压幅度Vmax与波谷处的电压幅度Vmin的比值。在驻波管法中,通过测量驻波比,可以得到吸声材料的声反射系数和吸声系数。
驻波比是一个数值,用来表示天线和无线电波发射台是否匹配。如果SWR值等于1,说明发射到天线的无线电波全部发射出去,没有任何反射,这是最理想的情况。如果SWR值大于1,说明部分无线电波被反射回来,最终变成热量,使得馈线发热。反射的电波也会在发射站的输出端口产生相当高的电压,这可能会损坏发射站。