VSWR (bekend als Voltage Standing Wave Ratio), is een maat voor hoe efficiënt radiofrequentievermogen wordt overgedragen van een stroombron, via een transmissielijn, naar een belasting (bijvoorbeeld van een eindversterker via een transmissielijn, naar een antenne).

Staande golven zijn een belangrijke waarde voor elk systeem dat transmissielijnen / feeders gebruikt metingen van de VSWR, Spanning Staande golfverhouding is belangrijk.

Staande golven zijn een belangrijk probleem bij het kijken naar feeders / transmissielijnen, en de staande golfverhouding of meer gebruikelijk de spanning staande golfverhouding, VSWR is een meting van het niveau van staande golven op een feeder.

Staande golven vertegenwoordigen vermogen dat niet wordt geaccepteerd door de belasting en wordt teruggekaatst langs de transmissielijn of feeder.

Hoewel staande golven en VSWR erg belangrijk zijn, kunnen de VSWR-theorie en berekeningen vaak een beeld verbergen van wat er feitelijk gebeurt. Gelukkig is het mogelijk om een goed beeld van het onderwerp te krijgen, zonder te diep in de VSWR-theorie te duiken.

Stanbasisprincipes van golf
Wanneer we kijken naar systemen die transmissielijnen bevatten, is het noodzakelijk om te begrijpen dat bronnen, transmissielijnen / feeders en belastingen allemaal een karakteristieke impedantie hebben. 50Ω is een veel voorkomende standaard voor RF-toepassingen, hoewel in sommige systemen af en toe andere impedanties kunnen worden waargenomen.

Om de maximale krachtoverdracht van de bron naar de transmissielijn of de transmissielijn naar de belasting te verkrijgen, is dit een weerstand, een ingang naar een ander systeem of een antennemoeten de impedantieniveaus overeenkomen.

Met andere woorden, voor een 50Ω-systeem moet de bron of signaalgenerator een bronimpedantie van 50Ω hebben, de transmissielijn moet 50Ω zijn en de belasting ook.

Bijpassende feeder en belasting zijn vereist voor maximale krachtoverdracht

Er doen zich problemen voor wanneer stroom wordt overgebracht naar de transmissielijn of feeder en deze naar de lading reist. Als er een mismatch is, dat wil zeggen dat de belastingsimpedantie niet overeenkomt met die van de transmissielijn, is het niet mogelijk om alle stroom over te dragen.

Omdat vermogen niet kan verdwijnen, moet het vermogen dat niet in de belasting wordt overgedragen ergens naartoe gaan en daar reist het terug langs de transmissielijn terug naar de bron.

Vermogen wordt gereflecteerd wanneer feeder en laadimpedanties dat doen niet overeenkomen

Zie ook: Waarom heb ik een zendercircuit nodig voor een antenne?

Wanneer dit gebeurt, worden de spanningen en stromen van de voorwaartse en gereflecteerde golven in de feeder opgeteld of afgetrokken op verschillende punten langs de feeder volgens de fasen. Op deze manier worden staande golven opgezet.

De manier waarop het effect optreedt kan worden aangetoond met een lengte touw. Als het ene uiteinde vrij wordt gelaten en het andere omhoog en omlaag wordt bewogen, kan de golfbeweging langs het touw naar beneden worden bewogen. Als het ene uiteinde echter vast is, wordt een staande golfbeweging ingesteld en kunnen punten met minimale en maximale trillingen worden gezien.

Wanneer de belastingsweerstand lager is dan de impedantiespanning van de feeder en stroomsterktes worden ingesteld. Hier is de totale stroom op het laadpunt hoger dan die van de perfect afgestemde lijn, terwijl de spanning minder is.

Spanning en stroom staande golfpatronen voor kleine impedantie komen niet overeen met een belasting lager dan de voedingsimpedantie

Zie ook: VSWR Rekenhulpmiddelen

De waarden van stroom en spanning langs de feeder variëren langs de feeder. Voor kleine waarden van gereflecteerd vermogen is de golfvorm bijna sinusvormig, maar voor grotere waarden wordt het meer als een gelijkgerichte sinusgolf met volledige golf. Deze golfvorm bestaat uit spanning en stroom van het voorwaartse vermogen plus spanning en stroom van het gereflecteerde vermogen.

Spanning en stroomstaand golfpatroons voor het beëindigen van de toevoer van kortsluitingen

Zie Also: Inzicht in reflecties en staande golven in RF-circuitontwerp

Op een afstand van een kwart van een golflengte van de belasting bereiken de gecombineerde spanningen een maximale waarde terwijl de stroom minimaal is. Op een afstand van een halve golflengte van de belasting zijn de spanning en stroom hetzelfde als bij de belasting.

Een vergelijkbare situatie doet zich voor wanneer de belastingsweerstand groter is dan de impedantie van de feeder, maar deze keer is de totale spanning bij de belasting hoger dan de waarde van de perfect afgestemde lijn. De spanning bereikt een minimum op een afstand van een kwart van een golflengte van de belasting en de stroom is op een maximum. Op een afstand van een halve golflengte van de belasting zijn de spanning en stroom echter hetzelfde als bij de belasting.

Spanning en stroom staande golfpatronen voor kleine impedantie komen niet overeen met belasting hooghaar dan de feeder-impedantie

Zie ook: VSWR (SWR) -berekening

Wanneer er dan een open circuit aan het einde van de lijn is geplaatst, is het staande golfpatroon voor de feeder vergelijkbaar met dat van de kortsluiting, maar met de spanning- en stroompatronen omgekeerd.

Spanning en stroom staande golfpatronen voor open circuit feeder beëindiging

Zie ook: Maak dit Radio Repeater-circuit thuis

VSWR-definitie
De definitie van VSWR vormt de basis voor alle berekeningen en formules.

VSWR-definitie:
De spanning staande golfverhouding, VSWR wordt gedefinieerd als de verhouding van de maximale tot minimale spanning op een verliesloze lijn.

De resulterende verhouding wordt normaal uitgedrukt als een verhouding, bijvoorbeeld 2: 1, 5: 1, enz. Een perfecte match is 1: 1 en een volledige mismatch, dat wil zeggen een kortsluiting of open circuit is ∞: 1.

In de praktijk is er verlies op elke feeder of transmissielijn. Om de VSWR te meten, wordt op dat punt op het systeem voorwaarts en achterwaarts vermogen gedetecteerd en dit wordt omgezet in een cijfer voor VSWR. Op deze manier wordt de VSWR op een bepaald punt gemeten en hoeven de spanningsmaxima en minima niet langs de lengte van de lijn te worden bepaald.

VSWR versus SWR
De termen VSWR en SWR worden vaak gezien in de literatuur over staande golven in RF-systemen, en velen vragen naar het verschil.

SWR: SWR staat voor ratio staande golf. Het beschrijft de spanning en stroom staande golven die op de lijn verschijnen. Het is een generieke beschrijving voor zowel staande als spanningsgolven. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met meters die worden gebruikt om de staande golfverhouding te detecteren. Zowel stroom als spanning stijgen en dalen in dezelfde verhouding voor een gegeven mismatch.

VSWR: De VSWR of spanning staande golfverhouding is specifiek van toepassing op de staande spanningsgolven die zijn opgezet op een feeder of transmissielijn. Omdat het gemakkelijker is om staande spanningsgolven te detecteren, en in veel gevallen spanningen belangrijker zijn in termen van apparaatstoring, wordt de term VSWR vaak gebruikt, vooral binnen RF-ontwerpgebieden.

De term macht staande golven wordt ook wel eens gezien. Dit is echter een complete misvatting omdat het voorwaartse en gereflecteerde vermogen constant zijn (ervan uitgaande dat er geen voedingsverliezen optreden) en het vermogen niet op dezelfde manier stijgt en daalt als de spanning en stroom staande golfvormen die de optelling zijn van zowel voorwaartse als gereflecteerde elementen.

Typisch VSWR-meter gebruikt met een transmitter

Hoe VSWR de prestaties beïnvloedt
Er zijn verschillende manieren waarop VSWR de prestaties van een beïnvloedt zender systeem, of elk systeem dat RF en aangepaste impedanties kan gebruiken.

Hoewel de term VSWR normaal wordt gebruikt, kunnen zowel de spanning als de huidige staande golven problemen veroorzaken. Enkele van de effecten worden hieronder gedetailleerd:

Zender eindversterkers kunnen beschadigd raken: De verhoogde niveaus van spanning en stroom die op de feeder worden gezien als gevolg van de staande golven, kunnen de output beschadigen transistoren van de zender. Halfgeleiderelementen zijn zeer betrouwbaar als ze binnen hun gespecificeerde limieten worden gebruikt, maar de spanning en stroom staande golven op de feeder kunnen catastrofale schade veroorzaken als ze ervoor zorgen dat het apparaat buiten hun limieten werkt.

PA-bescherming vermindert het uitgangsvermogen: Gezien het zeer reële gevaar dat hoge SWR-niveaus schade aan de eindversterker veroorzaken, bevatten veel zenders beschermingsschakelingen die de output van de zender verminderen naarmate de SWR stijgt. Dit betekent dat een slechte match tussen de feeder en de antenne zal resulteren in een hoge SWR, waardoor de output wordt verminderd en dus een aanzienlijk verlies aan uitgezonden vermogen.

Hoogspannings- en stroomniveaus kunnen de feeder beschadigen: Het is mogelijk dat de hoge spanning en stroomniveaus veroorzaakt door de hoge staande golfverhouding schade aan een feeder kunnen veroorzaken. Hoewel feeders in de meeste gevallen ruim binnen hun limieten zullen werken en de verdubbeling van spanning en stroom moet kunnen worden opgevangen, zijn er omstandigheden waarin schade kan worden veroorzaakt. De huidige maxima kunnen overmatige lokale verwarming veroorzaken die de gebruikte kunststoffen zou kunnen vervormen of doen smelten, en het is bekend dat de hoge spanningen onder sommige omstandigheden vonken veroorzaken.

Vertragingen veroorzaakt door reflecties kunnen vervorming veroorzaken: Wanneer een signaal wordt gereflecteerd door een verkeerde combinatie, wordt het terug naar de bron gereflecteerd en kan het vervolgens weer naar de antenne worden gereflecteerd. Er wordt een vertraging geïntroduceerd die gelijk is aan tweemaal de zendtijd van het signaal langs de feeder. Als gegevens worden verzonden, kan dit intersymboolinterferentie veroorzaken, en in een ander voorbeeld waar analoge televisie werd uitgezonden, werd een 'spookbeeld' gezien.

Signaalvermindering in vergelijking met perfect passend systeem: Interessant is dat het verlies in signaalniveau veroorzaakt door een slechte VSWR lang niet zo groot is als sommigen misschien denken. Elk signaal dat door de belasting wordt gereflecteerd, wordt teruggekaatst naar de zender en aangezien aanpassing aan de zender het mogelijk maakt dat het signaal weer naar de antenne wordt gereflecteerd, zijn de geleden verliezen fundamenteel die welke door de feeder worden geïntroduceerd. Als richtlijn betekent een coaxlengte van 30 meter met een verlies van ongeveer 1.5 dB bij 30 MHz dat een antenne die werkt met een VSWR slechts een verlies geeft van iets meer dan 1 dB op deze frequentie in vergelijking met een perfect afgestemde antenne.

Staande golfverhouding is een belangrijke parameter voor elk feedersysteem. Hoewel er zowel stroom- als spannings-staande golven zijn opgesteld, is het vaak de verhouding spannings-staande golf die breder wordt besproken, omdat deze gemakkelijker te detecteren en te meten is.

Kijk ook eens naar: Hoe VSWR te berekenen
Wat is VSWR en Return Loss?
Hoe gebruik je een SWR Meter

Vorige:5G arriveerde in 2019 in Chicago. Wat gebeurt er met de vijfde generatie draadloos in 2020?

Vervolg:VSWR (SWR) -berekening

Laat een bericht achter

Message List

Reacties Laden ...

producten Categorie

producten Tags

FMUSER sites

Wat is VSWR?

Laat een bericht achter

Message List