Rumah / Browser / Parameter listrik adalah rasio gelombang berdiri. Apa yang diukur oleh meteran SWR? Hubungan antara SWR, Return Loss dan Koefisien Refleksi

Parameter listrik adalah rasio gelombang berdiri. Apa yang diukur oleh meteran SWR? Hubungan antara SWR, Return Loss dan Koefisien Refleksi

Saat memasang dan mengkonfigurasi sistem komunikasi radio, mereka sering mengukur beberapa nilai tidak semua dan tidak sepenuhnya jelas yang disebut SWR. Apa karakteristik ini, selain spektrum frekuensi, yang ditunjukkan dalam karakteristik antena?
Kami menjawab:
Koefisien gelombang berdiri(SWR), rasio gelombang perjalanan (TWR), return loss adalah istilah yang mencirikan tingkat pencocokan jalur frekuensi radio.
Dalam saluran transmisi frekuensi tinggi, korespondensi dari impedansi sumber sinyal dengan impedansi gelombang saluran menentukan kondisi sinyal untuk melewatinya. Jika resistansi ini sama, mode gelombang berjalan terjadi di saluran, di mana semua kekuatan sumber sinyal ditransfer ke beban.

Resistansi kabel yang diukur pada arus searah oleh penguji akan menunjukkan apakah ada gangguan atau hubungan pendek, tergantung pada apa yang terhubung ke ujung kabel yang lain, dan resistansi gelombang kabel koaksial ditentukan oleh rasio diameter kabel. konduktor dalam dan luar kabel dan karakteristik isolator di antara mereka. Impedansi karakteristik adalah resistansi yang diberikan saluran ke gelombang berjalan dari sinyal frekuensi tinggi. Impedansi gelombang konstan sepanjang saluran dan tidak bergantung pada panjangnya. Untuk frekuensi radio, impedansi gelombang saluran dianggap konstan dan aktif murni. Ini kira-kira sama dengan:
di mana L dan C adalah kapasitansi dan induktansi terdistribusi dari saluran;




Dimana: D adalah diameter konduktor luar, d adalah diameter konduktor dalam, adalah konstanta dielektrik isolator.
Saat menghitung kabel RF, mereka berusaha keras untuk mendapatkan desain optimal yang memberikan Karakteristik listrik dengan konsumsi bahan yang paling rendah.
Saat menggunakan tembaga untuk konduktor dalam dan luar kabel RF, hubungan berikut ini berlaku:
redaman minimum pada kabel dicapai dengan rasio diameter

kekuatan listrik maksimum dicapai pada:

daya maksimum yang ditransmisikan pada:

Berdasarkan rasio ini, impedansi gelombang kabel RF yang diproduksi oleh industri dipilih.
Keakuratan dan stabilitas parameter kabel tergantung pada keakuratan pembuatan diameter konduktor dalam dan luar dan stabilitas parameter dielektrik.
Tidak ada refleksi dalam garis yang sangat cocok. Ketika resistansi beban sama dengan impedansi saluran transmisi, gelombang datang sepenuhnya diserap dalam beban, tidak ada gelombang yang dipantulkan dan berdiri. Mode ini disebut mode gelombang berjalan.
Pada sirkuit pendek atau pemalasan garis di akhir garis, gelombang datang sepenuhnya dipantulkan kembali. Gelombang pantul ditambahkan ke gelombang datang, dan amplitudo yang dihasilkan di setiap bagian garis adalah jumlah amplitudo gelombang datang dan gelombang pantul. Tegangan maksimum disebut antinode, tegangan minimum disebut stress node. Node dan antinode tidak bergerak relatif terhadap saluran transmisi. Mode ini disebut mode gelombang berdiri.
Jika beban sembarang dihubungkan pada keluaran saluran transmisi, hanya sebagian dari gelombang datang yang dipantulkan kembali. Tergantung pada tingkat ketidakcocokan, gelombang yang dipantulkan meningkat. Gelombang berdiri dan gelombang berjalan secara bersamaan terbentuk di garis. Ini adalah mode gelombang campuran atau gabungan.
Rasio gelombang berdiri (SWR) adalah kuantitas tak berdimensi yang mencirikan rasio datang dan gelombang yang dipantulkan dalam garis, yaitu, tingkat pendekatan ke mode gelombang berjalan:
; seperti yang terlihat menurut definisi, SWR dapat bervariasi dari 1 hingga tak terhingga;
Perubahan SWR sebanding dengan rasio resistansi beban terhadap impedansi gelombang saluran:

Rasio gelombang berjalan adalah kebalikan dari SWR:
KBV= dapat bervariasi dari 0 hingga 1;

  • Return loss adalah rasio kekuatan gelombang datang dan gelombang pantul, yang dinyatakan dalam desibel.

atau sebaliknya:
Lebih mudah menggunakan return loss saat mengevaluasi efisiensi jalur feeder, ketika rugi kabel yang dinyatakan dalam dB/m dapat dijumlahkan dengan return loss.
Jumlah kerugian ketidaksesuaian tergantung pada SWR:
dalam waktu atau dalam desibel.
Energi yang ditransmisikan dengan beban yang tidak terkoordinasi selalu lebih kecil daripada dengan beban yang cocok. Pemancar yang beroperasi pada beban yang tidak konsisten tidak memberikan semua daya ke saluran yang akan diberikan kepada pemancar yang cocok. Sebenarnya, ini bukan kerugian di saluran, tetapi penurunan daya yang dikirim ke saluran oleh pemancar. Bagaimana SWR mempengaruhi pengurangan dapat dilihat dari tabel:

Daya dikirim ke beban

Mengembalikan kerugian
RL

Penting untuk dipahami bahwa:

  • SWR sama di setiap bagian garis dan tidak dapat disesuaikan dengan mengubah panjang garis. Jika pembacaan meter SWR bervariasi secara signifikan di seluruh saluran, ini mungkin menunjukkan efek antena pengumpan yang disebabkan oleh arus yang mengalir melalui sisi luar selubung kabel koaksial dan/atau desain meteran yang buruk, tetapi bukan karena SWR bervariasi di sepanjang saluran.
  • Daya yang dipantulkan tidak kembali ke pemancar dan tidak memanaskan atau merusaknya. Kerusakan dapat disebabkan oleh pengoperasian tahap keluaran pemancar pada beban yang tidak sesuai. Keluar dari pemancar, karena pada keluarannya tegangan sinyal keluaran dan gelombang yang dipantulkan dapat berkembang dalam kasus yang tidak menguntungkan, dapat terjadi karena kelebihan tegangan maksimum yang diijinkan dari sambungan semikonduktor.
  • SWR tinggi dalam pengumpan koaksial, yang disebabkan oleh ketidakcocokan yang signifikan antara impedansi karakteristik saluran dan impedansi input antena, tidak dengan sendirinya menyebabkan munculnya arus RF pada permukaan luar selubung kabel dan radiasi antena. jalur pengumpan.

SWR diukur, misalnya, menggunakan dua skrup arah yang terhubung ke jalur dalam arah yang berlawanan atau reflektometer jembatan pengukur, yang memungkinkan untuk mendapatkan sinyal yang sebanding dengan insiden dan sinyal yang dipantulkan.

Berbagai instrumen dapat digunakan untuk mengukur SWR. Perangkat canggih termasuk generator frekuensi menyapu, yang memungkinkan Anda melihat gambar panorama SWR. Perangkat sederhana terdiri dari skrup dan indikator, dan sumber sinyal eksternal digunakan, misalnya, stasiun radio.

Misalnya, RK2-47 dua blok, karena reflektometer jembatan pita lebar, memberikan pengukuran dalam kisaran 0,5-1250 MHz.


P4-11 digunakan untuk mengukur VSWR, fase koefisien refleksi, modulus dan fase penguatan pada kisaran 1-1250 MHz.
Instrumen impor untuk mengukur SWR yang telah menjadi klasik dari Bird dan Telewave:

Atau lebih mudah dan lebih murah:

Pengukur panorama sederhana dan murah dari AEA sangat populer:

Pengukuran SWR dapat dilakukan baik pada titik tertentu dalam spektrum maupun panorama. Dalam hal ini, nilai SWR dalam spektrum yang ditentukan dapat ditampilkan di layar penganalisis, yang nyaman untuk menyetel antena tertentu dan menghilangkan kesalahan saat memotong antena.
Sebagian besar penganalisis sistem memiliki kepala kontrol - jembatan reflektometri yang memungkinkan Anda mengukur SWR pada titik frekuensi atau panorama dengan akurasi tinggi:

Pengukuran praktis adalah menghubungkan meteran ke konektor perangkat yang diuji atau ke pemutusan jalur saat menggunakan perangkat tipe tembus. Nilai SWR tergantung pada banyak faktor:

  • Tekukan, cacat, ketidakhomogenan, adhesi pada kabel.
  • Kualitas terminasi kabel di konektor RF.
  • Ketersediaan konektor adaptor
  • Kelembaban masuk ke dalam kabel.

Saat mengukur SWR antena melalui pengumpan lossy, sinyal uji di saluran dilemahkan dan pengumpan akan menimbulkan kesalahan yang sesuai dengan kerugian di dalamnya. Baik gelombang datang maupun gelombang pantul mengalami atenuasi. Dalam kasus seperti itu, VSWR dihitung:
di mana k adalah koefisien atenuasi dari gelombang pantul, yang dihitung: k=2BL; PADA- redaman spesifik, dB/m; L- panjang kabel, m, sedangkan
faktor 2 memperhitungkan bahwa sinyal dilemahkan dua kali - dalam perjalanan ke antena dan dalam perjalanan dari antena ke sumber, dalam perjalanan kembali.
Misalnya, menggunakan kabel dengan atenuasi spesifik 0,04 dB / m, redaman sinyal pada panjang feeder 40 meter akan menjadi 1,6 dB di setiap arah, total 3,2 dB. Ini berarti bahwa alih-alih nilai sebenarnya dari SWR = 2.0, perangkat akan menampilkan 1,38; dengan SWR = 3,00, perangkat akan menunjukkan sekitar 2,08.

Misalnya, jika Anda menguji jalur umpan dengan kehilangan 3dB, antena dengan SWR 1,9, dan menggunakan pemancar 10W sebagai sumber sinyal untuk pengukur lintasan, maka daya insiden yang diukur oleh instrumen akan menjadi 10W. Sinyal yang diberikan akan dilemahkan oleh pengumpan sebanyak 2 kali, 0,9 dari sinyal yang masuk akan dipantulkan dari antena, dan akhirnya, sinyal yang dipantulkan dalam perjalanan ke perangkat akan dilemahkan 2 kali lagi. Perangkat akan dengan jujur ​​​​menunjukkan rasio insiden dan sinyal yang dipantulkan, daya insiden adalah 10W dan daya pantul adalah 0,25W. SWR akan menjadi 1,37 bukannya 1,9.

Jika perangkat dengan generator internal digunakan, maka daya generator ini mungkin tidak cukup untuk menghasilkan tegangan yang diperlukan pada detektor gelombang yang dipantulkan dan Anda akan melihat trek kebisingan.

Secara umum, upaya yang dilakukan untuk mengurangi SWR di bawah 2:1 pada saluran koaksial mana pun tidak menghasilkan peningkatan efisiensi radiasi antena, dan disarankan dalam kasus di mana rangkaian proteksi pemancar dipicu, misalnya, pada SWR > 1,5 atau sirkuit yang bergantung pada frekuensi yang terhubung ke pengumpan dimatikan.

Perusahaan kami menawarkan jangkauan luas peralatan pengukur dari berbagai produsen, kami akan mempertimbangkannya secara singkat:
MFJ
MFJ-259– perangkat yang cukup mudah digunakan untuk pengukuran kompleks parameter sistem yang beroperasi dalam kisaran 1 hingga 170 MHz.

Pengukur SWR MFJ-259 sangat ringkas dan dapat digunakan dengan keduanya sumber luar pasokan tegangan rendah, dan dengan satu set internal baterai AA.

MFJ-269
MFJ-269 SWR meter adalah instrumen gabungan bertenaga mandiri yang ringkas.
Indikasi mode operasi dilakukan pada layar kristal cair, dan hasil pengukuran - pada LCD dan instrumen penunjuk yang terletak di panel depan.
MFJ-269 memungkinkan Anda untuk memproduksi sejumlah besar pengukuran antena tambahan: impedansi RF, kehilangan kabel dan panjang listriknya hingga titik putus atau korsleting.


spesifikasi

Rentang frekuensi, MHz

Karakteristik terukur

  • panjang listrik (dalam kaki atau derajat);
  • rugi-rugi saluran pengumpan (dB);
  • kapasitansi (pF);
  • impedansi atau nilai Z (ohm);
  • sudut fase impedansi (dalam derajat);
  • induktansi (µH);
  • reaktansi atau X (ohm);
  • resistansi aktif atau R (ohm);
  • frekuensi resonansi(MHz);
  • kembali rugi (dB);
  • frekuensi sinyal (MHz);
  • SWR (Zo dapat diprogram).

200x100x65 mm

Rentang frekuensi operasi meter SWR dibagi menjadi sub-rentang: 1,8 ... 4 MHz, 27 ... 70 MHz, 415 ... 470 MHz, 4.0 ... 10 MHz, 70 ... 114 MHz, 10 . .. 27 MHz, 114 ... 170 MHz

SWR dan Pengukur Dayakomet
Seri Comet power dan SWR diwakili oleh tiga model: CMX-200 (SWR dan pengukur daya, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (SWR dan pengukur daya, 1,8-60 MHz, 30/ 300/3kW) dan, yang paling menarik, CMX2300 T (SWR dan Pengukur Daya, 1,8-60/140-525MHz, 30/300/3kW, 20/50/200W)
CMX2300T
Daya CMX-2300 dan meteran SWR terdiri dari dua sistem independen di pita 1,8-200MHz dan 140-525MHz, dengan kemampuan untuk mengukur rentang ini secara bersamaan. Struktur pass-through perangkat dan, sebagai akibatnya, kehilangan daya yang rendah memungkinkan pengukuran dilakukan untuk waktu yang lama.


spesifikasi

Rentang M1

Rentang M2

rentang frekuensi

1,8 - 200 MHz

140 - 525 MHz

Area pengukuran daya

0 - 3KW (HF), 0 - 1KW (VHF)

Rentang pengukuran daya:

Kesalahan pengukuran daya

±10% (skala penuh)

Area pengukuran SWR

dari 1 hingga tak terhingga

Perlawanan

SWR sisa

1.2 atau kurang

Kerugian Penyisipan

0,2 dB atau kurang

Daya minimum untuk pengukuran SWR

Sekitar 6W.

berbentuk M

Catu daya untuk lampu latar

11 - 15V arus searah, sekitar 450 mA

Dimensi (data dalam tanda kurung termasuk tonjolan)

250(L) x 93 (98) (T) x 110 (135) (D)

Sekitar 1540

Pengukur daya dan SWRNissen
Seringkali, pekerjaan di tempat tidak memerlukan gambaran yang kompleks dan lengkap, melainkan instrumen yang fungsional dan mudah digunakan. Seri pengukur daya dan SWR Nissen adalah "Pekerja keras" seperti itu.
Struktur pass-through yang sederhana dan batas daya tinggi hingga 200 W, bersama dengan spektrum frekuensi 1,6-525 MHz, membuat perangkat Nissen menjadi alat yang sangat berharga di mana tidak diperlukan karakteristik garis yang kompleks, tetapi kecepatan dan akurasi pengukuran.
NISSEI TX-502
Nissen TX-502 dapat berfungsi sebagai perwakilan karakteristik dari seri meteran Nissen. Pengukuran kerugian langsung dan pengembalian, pengukuran SWR, panel panah dengan kelulusan yang terlihat jelas. Fungsionalitas maksimal dengan desain yang ringkas. Dan pada saat yang sama, dalam proses penyetelan antena, ini seringkali cukup untuk penyebaran sistem komunikasi dan penyesuaian saluran yang cepat dan efisien.

Apakah Anda pemilik bangga dari portabel atau? Radio mobil? Sekarang saatnya mempersiapkan radio untuk bekerja. Bagian mekanis dari pekerjaan yang dijelaskan oleh pabrikan dalam instruksi tidak menimbulkan masalah - ini membutuhkan seperangkat alat minimum dan sedikit kecerdikan. Tetapi dengan menyetel antena tidak begitu sederhana.

Jika, mengikuti diagram, sambungkan kabel secara mekanis, maka kemungkinan besar Anda tidak akan terdengar. Kami mulai mengerti, dan muncul pertanyaan: berapa rasio gelombang berdiri antena, atau SWR, jika instruksinya dalam bahasa Inggris.

Ini adalah koefisien yang menunjukkan berapa banyak energi gelombang radio yang masuk ke antena, dan berapa banyak yang kembali ke feeder. Tanpa pengaturan yang benar SWR walkie-talkie Anda tidak akan berfungsi dengan benar dan tidak akan memberikan komunikasi yang nyaman.

Rasio gelombang berdiri antena

Jika cukup sederhana, maka ini adalah angka pada alat pengukur yang mencirikan pengaturan stasiun radio Anda yang benar. Mari kita memahami esensi fisik dari SWR.

Gelombang radio merambat dalam pandu gelombang - jalur pengumpan antena. Artinya, sinyal yang datang dari pemancar jatuh pada antena melalui sambungan kabel-pengumpan. Tanpa mempelajari teori gelombang, pengguna stasiun radio perlu memahami bahwa dalam setiap pandu gelombang ada gelombang datang dan gelombang pantul. Gelombang datang tiba langsung di antena, dan yang dipantulkan kembali ke feeder dan tidak melakukan apa pun selain memanaskan atmosfer di sekitarnya. Semua gelombang cenderung bertambah. Sebagai hasil dari penambahan amplitudo gelombang pantul dan gelombang datang, ini menciptakan medan yang tidak rata di sepanjang kabel pengumpan. Dengan demikian, return loss dari SWR terbentuk. Semakin banyak, semakin sinyal lebih lemah stasiun radio Anda dan pelanggan yang lebih buruk akan mendengar Anda.

Para ahli membedakan antara rasio gelombang berdiri tegangan (VSWR) dan rasio daya (VSWR). Dalam praktiknya, konsep-konsep ini sangat saling berhubungan sehingga tidak ada perbedaan bagi pengguna yang mengatur stasiun radionya.

Rasio Gelombang Berdiri: Rumus Perhitungan

Koefisien KSV saat mengatur stasiun radio tidak dihitung dengan rumus, tetapi ditentukan menggunakan perangkat khusus. Apa itu SWR meter? Sangat mudah bagi pengguna peralatan elektronik, yang menunjukkan perbedaan amplitudo osilasi, dan ini adalah koefisien gelombang berdiri.

Rumus perhitungan SWR bukan yang paling rumit:

SWR = Umax/Umin

Di dalamnya, dalam pembilang dan penyebut, amplitudo maksimum dan minimum adalah:

  • Umax adalah jumlah kekuatan datang dan gelombang yang dipantulkan;
  • Umin - perbedaan antara modalitas kejadian dan sinyal yang dipantulkan.

Sangat mudah untuk menyimpulkan bahwa jika Umax dan Umin sama, SWR akan sama dengan satu dan ini adalah kondisi ideal untuk pengoperasian stasiun radio Anda secara efisien. Namun, karena tidak ada kondisi ideal di alam, saat menyetel SWR antena, Anda harus mencoba menarik SWR hingga satu.

Apa yang bisa menyebabkan SWR tinggi? Banyak faktor:

  • impedansi gelombang dari kabel dan sumber sinyal radio;
  • lonjakan yang salah, ketidakhomogenan pandu gelombang;
  • pemotongan kabel berkualitas buruk di lobus konektor;
  • adaptor;
  • peningkatan resistensi di persimpangan kabel dengan antena;
  • perakitan pemancar dan VSWR antena yang berkualitas buruk.

Jika kita tidak masuk ke rumus untuk menghitung SWR, yang kurang menarik bagi pemilik radio mobil, maka mari kita beralih ke aspek praktis penyetelan antena.

Bagaimana mengukur SWR

Pertama-tama, Anda memerlukan meteran SWR. Itu bisa dibeli atau disewa. Kemudian:

  • nyalakan radio dan atur sakelarnya ke posisi SWR;
  • tekan transmisi pada PTT dan sesuaikan meteran SWR untuk membawa panah ke maksimum;
  • klik REF dan tekan PTT lagi;
  • lihat apa yang ditunjukkan panah pada skala SWR - ini adalah SWR Anda.

Dia, tentu saja, akan jauh dari unit yang ideal, tetapi sekarang Anda memiliki sesuatu untuk dilakukan. Omong-omong, dengan indikator di dalam:

  • 1.1-1.5 dapat bekerja;
  • 1,5-2,5 - pada prinsipnya, memuaskan;
  • lebih dari 2,5 - Anda harus bekerja.

Apa yang harus dilakukan? Ini adalah subjek dari artikel besar yang terpisah atau alasan untuk beralih ke master yang tahu apa itu SWR dan bagaimana cara menggunakannya.

Anda dapat membeli perangkat untuk menentukan SWR sekarang di situs web kami. Katalog menyajikan kepada Anda modifikasi profesional dan amatir dari merek VEGA dan Optim, yang dapat digunakan tidak hanya saat memasang antena, tetapi juga untuk pemantauan stasiun radio secara terus-menerus.

Saat ini, pengukur SWR tersedia di hampir semua stasiun radio amatir - terpasang pada peralatan berpemilik, instrumen bermerek independen, atau buatan sendiri. Hasil mereka
kerja (SWR dari jalur antena-feeder) banyak dibahas oleh amatir radio.

Seperti diketahui, rasio gelombang berdiri di feeder secara unik ditentukan oleh impedansi input antena dan impedansi gelombang feeder. Karakteristik jalur pengumpan antena ini tidak bergantung pada tingkat daya atau impedansi keluaran pemancar. Dalam praktiknya, itu harus diukur pada jarak tertentu dari antena - paling sering langsung di transceiver. Diketahui bahwa pengumpan mengubah impedansi input antena menjadi beberapa nilainya, yang ditentukan oleh panjang pengumpan. Tetapi pada saat yang sama, di bagian mana pun dari pengumpan, mereka sedemikian rupa sehingga nilai SWR yang sesuai tidak berubah. Dengan kata lain, tidak seperti impedansi yang dikurangi ke ujung pengumpan terjauh dari antena, itu tidak tergantung pada panjang pengumpan, sehingga Anda dapat mengukur SWR baik secara langsung di antena dan pada jarak tertentu darinya (misalnya , pada pemancar).

Ada banyak legenda di kalangan radio amatir tentang "pengulang setengah gelombang" yang dianggap meningkatkan SWR. Pengumpan dengan panjang listrik setengah panjang gelombang operasi (atau bilangan bulat dari mereka) memang "pengikut" - impedansi di ujung terjauh dari antena akan sama dengan impedansi input antena. Satu-satunya keuntungan dari efek ini adalah kemampuan untuk mengukur impedansi input antena dari jarak jauh. Seperti yang telah dicatat, ini tidak mempengaruhi nilai SWR (yaitu, rasio energi di jalur antena-feeder).

Faktanya, ketika SWR diukur dari jarak jauh dari titik koneksi pengumpan ke antena, nilai yang direkamnya selalu agak berbeda dari yang sebenarnya. Perbedaan ini dijelaskan oleh kerugian di feeder. Mereka ditentukan secara ketat dan hanya dapat "meningkatkan" nilai SWR yang tercatat. Namun, efek ini sering diabaikan dalam praktiknya jika digunakan kabel dengan rugi-rugi linier rendah dan panjang penyulang itu sendiri relatif pendek.

Jika impedansi input antena tidak sepenuhnya aktif dan sama dengan impedansi karakteristik pengumpan, gelombang berdiri terbentuk di dalamnya, yang didistribusikan di sepanjang pengumpan dan terdiri dari tegangan RF minimum dan maksimum bergantian.

pada gambar. Gambar 1 menunjukkan distribusi tegangan pada saluran dengan beban resistif murni, sedikit lebih besar dari impedansi gelombang penyulang. Jika ada reaktivitas pada beban, distribusi tegangan dan arus digeser ke kiri atau ke kanan sepanjang sumbu ^, tergantung pada sifat beban. Periode pengulangan minimum dan maksimum sepanjang garis ditentukan oleh panjang gelombang operasi (dalam pengumpan koaksial - dengan mempertimbangkan faktor pemendekan). Karakteristik mereka adalah nilai SWR - rasio tegangan maksimum dan minimum dalam gelombang yang sangat berdiri ini, yaitu SWR \u003d Umax / Umin.

Nilai tegangan ini ditentukan secara langsung hanya dengan bantuan garis pengukur, yang tidak digunakan dalam latihan amatir (dalam rentang gelombang pendek - dan juga dalam praktik profesional) Alasannya sederhana: agar dapat untuk mengukur perubahan tegangan ini di sepanjang saluran, panjangnya harus terasa lebih besar, dari seperempat gelombang. Dengan kata lain, bahkan untuk rentang frekuensi tertinggi 28 MHz, seharusnya sudah beberapa meter dan, karenanya, bahkan lebih untuk rentang frekuensi rendah.
Untuk alasan ini, sensor gelombang maju dan mundur berukuran kecil di pengumpan ("skrup directional") dikembangkan, atas dasar meter SWR modern dibuat di pita gelombang pendek dan di bagian frekuensi rendah dari VHF pita (hingga sekitar 500 MHz). Mereka mengukur tegangan dan arus frekuensi tinggi (maju dan mundur) pada titik tertentu dari pengumpan, dan berdasarkan pengukuran ini, SWR yang sesuai dihitung. Matematika memungkinkan Anda menghitungnya dengan tepat dari data ini - dari sudut pandang ini, metode ini benar-benar jujur. Masalahnya terletak pada kesalahan sensor seperti itu.

Menurut fisika operasi sensor tersebut, mereka harus mengukur arus dan tegangan pada titik yang sama dari pengumpan. Ada beberapa versi sensor - diagram salah satu opsi paling umum ditunjukkan pada Gambar. 2.

Mereka harus dirancang sedemikian rupa sehingga ketika unit pengukur dimuat dengan antena yang setara (beban non-induktif resistif dengan resistansi yang sama dengan impedansi gelombang pengumpan), tegangan pada sensor, yang dilepaskan dari pembagi kapasitif pada kapasitor C1 dan C2, dan tegangan pada sensor arus, yang dilepaskan dari setengah belitan sekunder transformator T1, memiliki amplitudo yang sama dan digeser fasenya masing-masing tepat 180° atau 0°. Selain itu, rasio ini harus dipertahankan di seluruh pita frekuensi yang dirancang untuk meteran SWR ini. Selanjutnya, kedua tegangan RF ini dijumlahkan (registrasi gelombang maju) atau dikurangi (registrasi gelombang mundur).
Sumber kesalahan pertama dalam metode perekaman SWR ini adalah bahwa sensor, terutama dalam desain yang dibuat sendiri, tidak memberikan rasio di atas antara dua tegangan di seluruh pita frekuensi. Akibatnya, ada "ketidakseimbangan sistem" - penetrasi tegangan RF dari saluran yang memproses informasi tentang gelombang maju ke saluran yang melakukan ini untuk gelombang balik, dan sebaliknya. Tingkat decoupling dari dua saluran ini biasanya dicirikan oleh faktor directivity perangkat. Bahkan untuk perangkat yang tampaknya bagus yang ditujukan untuk amatir radio, dan terlebih lagi untuk perangkat buatan sendiri, jarang melebihi 20 ... 25 dB.

Ini berarti bahwa pembacaan "pengukur SWR" semacam itu tidak dapat dipercaya untuk menentukan nilai SWR yang rendah. Selain itu, tergantung pada sifat beban pada titik pengukuran (dan itu tergantung pada panjang pengumpan!) Penyimpangan dari nilai sebenarnya bisa dalam satu arah atau lainnya. Jadi, dengan faktor directivity perangkat 20 dB, nilai SWR = 2 dapat sesuai dengan pembacaan perangkat dari 1,5 hingga 2,5. Itulah sebabnya salah satu metode untuk memeriksa perangkat tersebut adalah dengan mengukur SWR yang tidak sama dengan 1 pada panjang feeder yang berbeda dengan seperempat panjang gelombang operasi. Jika diperoleh nilai SWR yang berbeda, ini hanya menunjukkan bahwa pengukur SWR tertentu memiliki directivity yang tidak mencukupi ...
Efek inilah yang rupanya memunculkan legenda tentang pengaruh panjang feeder terhadap SWR.

Poin lain bukanlah sifat "titik" pengukuran pada perangkat tersebut (titik membaca informasi tentang tegangan dan arus tidak cocok).

Pengaruh efek ini kurang signifikan. Sumber kesalahan lainnya adalah penurunan efisiensi penyearahan dioda sensor pada tegangan RF rendah. Efek ini diketahui oleh sebagian besar amatir radio. Ini mengarah pada "perbaikan" SWR pada nilai-nilainya yang rendah. Untuk alasan ini, dioda silikon hampir tidak pernah digunakan dalam meter SWR, di mana zona penyearah tidak efisien jauh lebih besar daripada dioda germanium atau Schottky. Kehadiran efek ini di perangkat tertentu mudah diverifikasi dengan mengubah tingkat daya di mana pengukuran dilakukan. Jika SWR mulai "meningkat" dengan meningkatnya daya (kita berbicara tentang nilai kecilnya), maka dioda yang bertanggung jawab untuk mendaftarkan gelombang balik jelas meremehkan nilai tegangan yang sesuai.

Ketika tegangan RF pada penyearah sensor kurang dari 1 V (nilai efektif), linieritas voltmeter, termasuk yang dibuat menggunakan dioda germanium, dilanggar. Efek ini dapat diminimalkan dengan mengkalibrasi skala meter SWR bukan dengan perhitungan (seperti yang sering dilakukan), tetapi dengan nilai SWR beban yang sebenarnya.

Dan, akhirnya, tidak mungkin untuk tidak menyebutkan arus yang mengalir melalui jalinan luar pengumpan. Jika tindakan yang tepat tidak diambil, itu dapat terlihat dan mempengaruhi pembacaan perangkat. Jika tidak ada, perlu untuk memastikan saat mengukur SWR antena nyata.

Semua masalah ini hadir dalam perangkat buatan pabrik, tetapi mereka terutama diperburuk dalam desain buatan sendiri. Jadi, dalam perangkat semacam itu, bahkan pelindung yang tidak memadai di dalam blok sensor gelombang maju dan mundur dapat memainkan peran penting.

Adapun perangkat buatan pabrik, untuk menggambarkan karakteristik sebenarnya, data dari ulasan yang diterbitkan di. Lima meter daya dan SWR dari perusahaan yang berbeda diuji di laboratorium ARRL. Harga - dari 100 hingga 170 dolar AS. Empat perangkat menggunakan indikator dua penunjuk daya maju dan mundur (tercermin), yang memungkinkan untuk segera membaca nilai SWR pada skala gabungan perangkat. Hampir semua perangkat memiliki kesalahan pengukuran daya yang nyata (hingga 10 ... 15%) dan indikasi frekuensi yang tidak merata (dalam pita frekuensi 2 ... 28 MHz). Artinya, dapat diharapkan bahwa kesalahan dalam pembacaan SWR akan lebih tinggi dari nilai yang diberikan. Selain itu, tidak semua perangkat, yang terhubung ke antena setara, menunjukkan SWR=1. Salah satunya (bukan yang termurah) bahkan menunjukkan 1,25 pada 28 MHz.
Dengan kata lain, Anda harus berhati-hati saat memeriksa SWR meter buatan sendiri untuk instrumen yang diproduksi untuk amatir radio. Dan berdasarkan hal tersebut di atas, pernyataan beberapa amatir radio terdengar cukup konyol, yang sering dapat didengar di udara atau dibaca di artikel radio amatir di Internet atau di majalah, bahwa mereka memiliki SWR, misalnya, 1,25 ... Ya, dan kemanfaatan memperkenalkan nilai pembacaan digital ke perangkat semacam itu SWR tampaknya tidak terlalu berguna.

Boris STEPANOV

rasio gelombang berdiri

rasio gelombang berdiri- Perbandingan nilai terbesar dari amplitudo kuat medan listrik atau magnet suatu gelombang berdiri pada saluran transmisi dengan yang terkecil.

Ini mencirikan tingkat pencocokan antena dan pengumpan (mereka juga berbicara tentang pencocokan output dari pemancar dan pengumpan) dan merupakan kuantitas yang bergantung pada frekuensi. Nilai timbal balik dari SWR disebut KBV - koefisien gelombang berjalan. Penting untuk membedakan antara nilai SWR dan VSWR (rasio gelombang berdiri berdasarkan tegangan): yang pertama dihitung dengan daya, yang kedua - dengan amplitudo tegangan dan lebih sering digunakan dalam praktik; secara umum, konsep-konsep ini setara.

Rasio tegangan gelombang berdiri dihitung dengan rumus: ,
di mana U 1 dan U 2 adalah amplitudo gelombang datang dan gelombang pantul.
Anda dapat membangun hubungan antara KCBH dan koefisien refleksi :
Juga, nilai koefisien gelombang berdiri dapat diperoleh dari ekspresi untuk parameter-S (lihat di bawah).

Idealnya, VSWR = 1, yang berarti tidak ada gelombang pantul. Ketika gelombang pantul muncul, SWR meningkat sebanding dengan derajat ketidaksesuaian antara jalur dan beban. Nilai yang valid VSWR pada frekuensi operasi atau pada pita frekuensi untuk berbagai perangkat diatur dalam spesifikasi dan GOST. Nilai rasio yang dapat diterima secara umum adalah antara 1,1 dan 2,0.

Nilai SWR tergantung pada banyak faktor, misalnya:

  • Impedansi gelombang kabel gelombang mikro dan sumber sinyal gelombang mikro
  • Penyimpangan, paku pada kabel atau pandu gelombang
  • Kualitas pemotongan kabel pada konektor microwave (soket)
  • Kehadiran konektor adaptor
  • Impedansi antena pada titik koneksi kabel
  • Kualitas pembuatan dan pengaturan sumber sinyal dan konsumen (antena, dll)

VSWR diukur, misalnya, menggunakan dua skrup arah yang disertakan dalam jalur dalam arah yang berlawanan. Dalam teknologi luar angkasa, VSWR diukur dengan sensor SWR yang dibangun ke dalam jalur pandu gelombang. Penganalisis jaringan modern juga memiliki sensor VSWR bawaan.
Saat mengukur VSWR, harus diperhitungkan bahwa redaman sinyal pada kabel menyebabkan kesalahan pengukuran. Ini karena gelombang datang dan gelombang pantulnya dilemahkan. Dalam kasus tersebut, VSWR dihitung sebagai berikut:

Di mana Ke adalah koefisien atenuasi gelombang pantul, yang dihitung sebagai berikut: ,
di sini PADA- redaman spesifik, dB/m;
L- panjang kabel, m;
dan faktor 2 memperhitungkan fakta bahwa sinyal dilemahkan selama transmisi dari sumber sinyal gelombang mikro ke antena dan dalam perjalanan kembali. Jadi, saat menggunakan kabel PK50-7-15, redaman spesifik pada frekuensi CB (sekitar 27 MHz) adalah 0,04 dB / m, kemudian dengan panjang kabel 40 m, sinyal yang dipantulkan akan menipiskan 0,04 2 40 \u003d 3,2 db . Ini akan menghasilkan VSWR aktual 2,00 dan instrumen hanya akan membaca 1,38; dengan nilai riil 3,00, perangkat akan menampilkan sekitar 2,08.

Nilai SWR (N) beban yang buruk (tinggi) tidak hanya menyebabkan penurunan efisiensi karena penurunan beban kekuatan yang berguna. Konsekuensi lain juga mungkin:

  • Kegagalan penguat yang kuat atau transistor, karena pada keluarannya (kolektor) tegangan sinyal keluaran dan gelombang yang dipantulkan akan dijumlahkan (dalam kasus terburuk), yang dapat melebihi maksimum tegangan yang diijinkan persimpangan semikonduktor.
  • Penurunan respons frekuensi yang tidak merata dari saluran.
  • Eksitasi kaskade terkonjugasi.

Katup pengaman atau circulators dapat digunakan untuk menghilangkan ini. Tetapi dengan pekerjaan yang berkepanjangan pada beban yang buruk, mereka bisa gagal. Untuk saluran transmisi daya rendah, attenuator yang cocok dapat digunakan.

Hubungan VSWR dengan S-parameter dari segi empat

Rasio gelombang berdiri dapat secara jelas terkait dengan parameter transmisi jaringan empat terminal (parameter S):

di mana adalah koefisien refleksi kompleks sinyal dari input jalur yang diukur;

Analog SWR dalam publikasi asing

  • VSWR - analog lengkap dari VSWR
  • SWR - analog lengkap dari SWR

Catatan


Yayasan Wikimedia. 2010 .

Rugi balik, koefisien refleksi, dan rasio gelombang berdiri digunakan untuk mengevaluasi konsistensi/kebetulan dari impedansi kompleks (impedansi listrik) dari sumber, beban, dan saluran transmisi. Pertimbangkan arti fisik dari parameter ini dan hubungannya.

definisi

Return loss (return loss, return loss) adalah rugi daya pada sinyal yang dikembalikan/tercermin dari diskontinuitas pada saluran transmisi atau fiber. Nilai ini biasanya dinyatakan dalam desibel (dB):

  • RL dB - kehilangan pengembalian dalam desibel;
  • P pad - kekuatan insiden;
  • P neg - daya pantul.

Koefisien refleksi tegangan, adalah rasio amplitudo tegangan kompleks dari gelombang yang dipantulkan dan datang.

\[Γ = ( U_(neg) \over U_(pad) )\]

Koefisien refleksi ditentukan oleh resistansi kompleks dari beban Z beban dan sumber Z sumber:

\[Γ = ( (Z_(memuat) - Z_(est)) \over ( Z_(memuat) + Z_(est) ) )\]

Perhatikan bahwa koefisien refleksi negatif berarti bahwa gelombang yang dipantulkan keluar dari fase sebesar 180 °.

Rasio gelombang berdiri (VSWR, VSWR, rasio tegangan gelombang berdiri, SWR, VSWR) - rasio nilai terbesar dari amplitudo tegangan gelombang berdiri ke yang terkecil.

\[SWR = ( U_(st.wave.max) \over U_(st.wave.min) )\]

Karena distribusi amplitudo gelombang berdiri yang tidak merata di sepanjang garis disebabkan oleh interferensi ("penambahan dan pengurangan") dari gelombang datang dan gelombang pantul, maka nilai tertinggi amplitudo U st.waves.max gelombang sepanjang garis (yaitu, nilai amplitudo pada antinode) adalah:

U pad + U neg

dan nilai amplitudo terkecil (yaitu, nilai amplitudo pada node) adalah

U pad - U neg

Akibatnya

\[SWR = ( (U_(jatuh) + U_(neg)) \over (U_(jatuh) - U_(neg)) )\]

Hubungan antara SWR, Return Loss dan Koefisien Refleksi

Dengan mengganti rumus di bawah ini dan hanya mengubahnya, Anda mendapatkan yang berikut:

\[Γ = ( (SWR-1) \over (SWR+1) )\]

\[SWR = ( (1+Γ) \over (1-Γ) )\]

\[Γ = 10^((-RL) \lebih dari 20)\]

\[SWR = ( (1 + 10^((-RL) \over 20)) \over (1 - 10^((-RL) \over 20)) ) \]

Tabel Konversi SWR, Rugi Pengembalian, dan Refleksi
Koefisien refleksi |Γ| di %Kerugian kembali, dBrasio gelombang berdiri
100,0000 0
89,1251 1 17,3910
79,4328 2 8,7242
70,7946 3 5,8480
63,0957 4 4,4194
56,2341 5 3,5698
50,1187 6 3,0095
44,6684 7 2,6146
39,8107 8 2,3229
35,4813 9 2,0999
31,6228 10 1,9250
28,1838 11 1,7849
25,1189 12 1,6709
22,3872 13 1,5769
19,9526 14 1,4985
17,7828 15 1,4326
15,8489 16 1,3767
14,1254 17 1,3290
12,5893 18 1,2880
11,2202 19 1,2528
10,0000 20 1,2222
8,9125 21 1,1957
7,9433 22 1,1726
7,0795 23 1,1524
6,3096 24 1,1347
5,6234 25 1,1192
5,0119 26 1,1055
4,4668 27 1,0935
3,9811 28 1,0829
3,5481 29 1,0736
3,1623 30 1,0653
2,8184 31 1,0580
2,5119 32 1,0515
2,2387 33 1,0458
1,9953 34 1,0407
1,7783 35 1,0362
1,5849 36 1,0322
1,4125 37 1,0287
1,2589 38 1,0255
1,1220 39 1,0227
1,0000 40 1,0202
0,8913 41 1,0180
0,7943 42 1,0160
0,7079 43 1,0143
0,6310 44 1,0127
0,5623 45 1,0113
0,5012 46 1,0101