Mwongozo Kamili wa VSWR kutoka FMUSER [Ilisasishwa 2022]

Katika nadharia ya antena, VSWR imefupishwa kutoka kwa uwiano wa mawimbi ya kusimama kwa voltage. 

VSWR ni kipimo cha kiwango cha wimbi lililosimama kwenye mstari wa kulisha, pia hujulikana kama uwiano wa wimbi lililosimama (SWR). 

Tunajua kwamba wimbi lililosimama, ambalo linaelezea uwiano wa wimbi la kusimama, ni jambo muhimu la kuzingatiwa kwa wahandisi wakati wa kufanya utafiti wa kiufundi wa RF kwenye antena.

Ingawa mawimbi yaliyosimama na VSWR ni muhimu sana, mara nyingi nadharia na hesabu za VSWR zinaweza kuficha mtazamo wa kile kinachotokea. Kwa bahati nzuri, inawezekana kupata mtazamo mzuri wa mada, bila kuzama kwa kina katika nadharia ya VSWR.

Lakini VSWR ni nini na inamaanisha nini kwa utangazaji? Blogu hii ndio mwongozo kamili zaidi kuhusu VSWR, ikijumuisha ni nini, jinsi inavyofanya kazi, na kila kitu unachohitaji kujua kuhusu VSWR. 

Hebu tuendelee kuchunguza!

Ushiriki kujali!

1. VSWR ni nini? Misingi ya Uwiano wa Wimbi la Kudumu la Voltage

1) Kuhusu VSWR 

Ufafanuzi wa -VSWR

Je, ni VSWR? Kwa ufupi, VSWR inafafanuliwa kama uwiano kati ya mawimbi ya kusimama ya voltage yanayopitishwa na yaliyoakisiwa katika a redio (RF) mfumo wa usambazaji wa umeme. 

-Ufupisho wa VSWR

VSWR imefupishwa kutoka voltage amesimama wimbi uwiano, ni wakati mwingine hutamkwa kama "viswar".

- Jinsi ya VSWR kazi

VSWR inachukuliwa kama kipimo cha jinsi nguvu ya RF inavyopitishwa - kutoka kwa chanzo cha nishatid kisha huenda kupitia njia ya maambukizi, na hatimaye huenda ndani ya mzigo.

-VSWR katika Utangazaji

VSWR is hutumika kama kipimo cha ufanisi kwa kila kitu kinachowasilisha RF ni pamoja na njia za upokezaji, nyaya za umeme, na hata ishara angani. Mfano wa kawaida ni amplifier ya nguvu iliyounganishwa na antenna kupitia mstari wa maambukizi. Ndio maana unaweza pia kuzingatia VSWR kama uwiano wa kiwango cha juu hadi cha chini cha voltage kwenye laini isiyo na hasara.

2) Je! Fuondoaji wa VSWR?

VSWR hutumiwa sana katika matumizi anuwai, kama vile in antenna, mawasiliano ya simu, microwave, masafa ya redio (RF), Nk 

Hapa kuna baadhi ya maombi kuu na maelezo:

Maombi ya VSWR	Kazi kuu za VSWR
Kupitisha Antena	Uwiano wa Mganda wa Kudumu wa Voltage (VSWR) ni dalili ya kiwango cha kutolingana kati ya antemimi na laini ya kulisha inayounganisha nayo. Hii pia inajulikana kama Uwiano wa Wimbi la Kudumu (SWR). Aina ya maadili ya VSWR ni kutoka 1 hadi ∞. Thamani ya VSWR chini ya miaka 2 inachukuliwa inafaa kwa matumizi mengi ya antena. Antena inaweza kuelezewa kuwa na "Mechi Nzuri". Kwa hivyo wakati mtu anasema kwamba antenna hailingani vibaya, mara nyingi inamaanisha kuwa thamani ya VSWR huzidi 2 kwa masafa ya kupendeza.
Mawasiliano ya	Katika mawasiliano ya simu, uwiano wa mawimbi ya kusimama (SWR) ni uwiano wa ukubwa wa wimbi linalosimama sehemu kwenye antinode (kiwango cha juu) hadi kwenye urefu wa node iliyo karibu (kiwango cha chini) kwenye laini ya usambazaji wa umeme.
Microwave	Hatua za kawaida za utendaji zinazohusiana na mistari ya usafirishaji wa microwave na nyaya ni VSWR, mgawo wa kutafakari na kurudin hasara, pamoja na mgawo wa maambukizi na hasara ya kuingizwa. Haya yote yanaweza kuonyeshwa kwa kutumia vigezo vya kutawanya, vinavyojulikana zaidi kwa vigezo vya S.
RF	Uwiano wa wimbi la kusimama kwa Voltage (VSWR) hufafanuliwa kama uwiano kati ya mawimbi ya umeme yanayosambazwa na kuonyeshwa katika usambazaji wa umeme wa redio (RF) sysina. Ni kipimo cha jinsi nguvu ya RF inavyosambazwa kutoka kwa chanzo cha nguvu, kupitia laini ya usambazaji, na kwenye mzigo

3) Jifunze Jinsi ya Kueleza VSWR kutoka kwa Fundi Jimmy

Hapa kuna orodha ya msingi ya maarifa ya RF iliyorahisishwa iliyotolewa na fundi wetu wa RF Jimmy. Hebu lpata zaidi kuhusu VSWR kupitia yafuatayo maudhui: 

- Kuonyesha VSWR Kwa Kutumia Voltage

Kwa ufafanuzi, VSWR ni uwiano wa voltage ya juu zaidi (kiwango cha juu cha wimbi lililosimama) na voltage ya chini kabisa (kiwango cha chini cha wimbi lililosimama) mahali popote kati ya chanzo na mzigo.

VSWR = | V (upeo) | / | V (dakika) |

V (max) = kiwango cha juu cha wimbi lililosimama
V (min) = kiwango cha chini cha kiwango cha wimbi lililosimama

- Kuonyesha VSWR Kwa Kutumia Kingazo

Kwa ufafanuzi, VSWR ni uwiano wa impedance ya mzigo na impedance ya chanzo.

VSWR = ZL / Zo

ZL = impedance ya mzigo
Zo = chanzo cha impedance

Je! Thamani Bora ya VSWR ni nini?
Thamani ya VSWR bora ni 1: 1 au imeonyeshwa hivi karibuni kama 1. Kwa hali hii nguvu iliyoonyeshwa kutoka kwa mzigo hadi chanzo ni sifuri.

- Kuonyesha VSWR Kwa Kutumia Tafakari na Nguvu ya Mbele

Kwa ufafanuzi VSWR ni sawa na

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

ambapo:

Pr = Nguvu iliyoonyeshwa
Pf = Nguvu ya mbele

3) Kwa nini Nijali VSWR? Kwa Nini Ni Muhimu?

Ufafanuzi wa VSWR hutoa msingi wa hesabu na fomula zote za VSWR. 

Katika mstari uliounganishwa, kutolingana kwa kizuizi kunaweza kusababisha kutafakari, ambayo ni jinsi inavyosikika— wimbi linalorudi nyuma na kwenda upande usiofaa. 

Sababu kuu: Nishati yote huonyeshwa (kwa mfano, na mzunguko wazi au mfupi) mwishoni mwa mstari, basi hakuna hata moja inayofyonzwa, ikitoa "wimbi la kusimama" kamili kwenye mstari. 

Matokeo ya mawimbi yanayopingana ni wimbi lililosimama. Hii inapunguza nguvu ambayo antena inapokea na inaweza kutumia kutangaza. Inaweza hata kuchoma transmitter. 

Thamani ya VSWR inatoa nguvu inayoonyeshwa kutoka kwa mzigo hadi chanzo. Mara nyingi hutumiwa kuelezea ni nguvu ngapi inapotea kutoka kwa chanzo (kawaida Amplifier High Frequency) kupitia laini ya usambazaji (kawaida kebo ya coaxial) kwenda kwenye mzigo (kawaida ni antenna).

Hii ni hali mbaya: Mtumaji wako huwaka kwa sababu ya nguvu zaidi ya urefu.

Kwa kweli, wakati nguvu inayokusudiwa kuangaziwa inarudi ndani ya kisambazaji kwa nguvu kamili, kwa kawaida itateketeza vifaa vya elektroniki vilivyo hapo.

Ni ngumu kuelewa? Hapa kuna mfano ambao unaweza kukusaidia:

Treni ya mawimbi ya bahari inayosafiri kuelekea ufukweni hubeba nishati kuelekea ufukweni. Ikiingia kwenye ufuo unaoteleza kwa upole, nishati yote hufyonzwa, na hakuna mawimbi yanayosafiri kurudi nje ya nchi. 

Ikiwa badala ya pwani ya mteremko kuna ukuta wa bahari wa wima, basi wimbi linaloingia linaonyeshwa kabisa, ili hakuna nishati inayoingizwa kwenye ukuta. 

Kuingiliwa kati ya mawimbi yanayokuja na kutoka katika kesi hii hutoa "wimbi lililosimama" ambalo halionekani kama linasafiri kabisa; vilele hukaa katika nafasi sawa za anga na kwenda juu na chini.

Jambo kama hilo hufanyika kwenye redio au laini ya usambazaji ya rada. 

Katika kesi hii, tunataka mawimbi kwenye mstari (wote voltage na sasa) kusafiri kwa njia moja na kuweka nishati yao kwenye mzigo unaohitajika, ambayo katika kesi hii inaweza kuwa antenna ambapo inapaswa kupigwa. 

Nishati yote ikijitokeza (kwa mfano, na mzunguko wazi au mfupi) mwishoni mwa mstari, basi hakuna anayeweza kufyonzwa, akitoa "wimbi kamili" kwenye laini. 

Haichukui mzunguko wazi au mfupi kusababisha wimbi linaloakisiwa. Kinachohitajika ni kutolingana kwa kizuizi kati ya mstari na mzigo. 

Ikiwa wimbi lililoakisiwa si kali kama wimbi la mbele, basi muundo fulani wa "wimbi la kusimama" utazingatiwa, lakini null hazitakuwa za kina wala vilele vya juu kama kwa kuakisi kikamilifu (au kutolingana kabisa).

2. SWR ni nini?

1) SWR Ufafanuzi

Kulingana na Wikipedia, uwiano wa mawimbi ya kusimama (SWR) hufafanuliwa kama:

"Kiwango cha kulinganisha impedance ya mizigo kwa impedance ya tabia ya laini ya usafirishaji au mwongozo wa wimbi katika uhandisi wa redio na mawasiliano ya simu. Kwa hivyo, SWR ni uwiano kati ya mawimbi yanayosambazwa na kuonyeshwa au uwiano kati ya ukubwa wa wimbi la kusimama kwa kiwango cha juu, kwa kiwango cha chini, SWR kawaida hufafanuliwa kama uwiano wa voltage iitwayo VSWR ”.

SWR ya juu inaonyesha ufanisi duni wa njia ya upokezaji na nishati inayoakisiwa, ambayo inaweza kuharibu kisambaza data na kupunguza ufanisi wa kisambazaji. 

Kwa kuwa SWR kwa kawaida hurejelea uwiano wa voltage, kwa kawaida hujulikana kama uwiano wa mawimbi ya kusimama kwa voltage (VSWR).

2) Jinsi VSWR Inavyoathiri Utendaji wa Mfumo wa Kusambaza? 

Kuna njia kadhaa ambazo VSWR inaathiri utendaji wa mfumo wa usambazaji, au mfumo wowote ambao unaweza kutumia RF na uingilianaji wa hali hiyo.

Ijapokuwa neno VSWR hutumiwa kawaida, mawimbi ya umeme na ya sasa yanaweza kusababisha maswala. Baadhi ya athari zina maelezo hapa chini:

-Amplifaya za Nguvu za Transmitter Inaweza Kuharibiwa

Viwango vilivyoongezeka vya voltage na inayoonekana sasa kwenye feeder kama matokeo ya mawimbi yaliyosimama, inaweza kuharibu transistors ya pato. Kifaa cha semiconductor ni cha kuaminika sana ikiwa kinaendeshwa kwa mipaka yao maalum, lakini mawimbi ya kusimama kwa voltage na ya sasa kwenye feeder yanaweza kusababisha uharibifu mkubwa ikiwa itasababisha kushughulikia kufanya kazi nje ya mipaka yao.

-PA Ulinzi Inapunguza Nguvu ya Pato

Kwa kuzingatia hatari halisi ya viwango vya juu vya SWR na kusababisha uharibifu wa amplifier ya umeme, vifaa vingi huingiza mzunguko wa ulinzi ambao unapunguza pato kutoka kwa transmitter wakati SWR inapoongezeka. Hii inamaanisha kuwa mechi mbaya kati ya feeder na antenna itasababisha SWR ya juu ambayo husababisha matokeo kupunguzwa na hivyo hasara kubwa kwa nguvu iliyopitishwa.

-High Voltage na Viwango vya Sasa vinaweza Kuharibu Feeder

Inawezekana kwamba viwango vya juu na viwango vya sasa vinavyosababishwa na uangalizi wa wimbi la kiwango cha juu vinaweza kusababisha uharibifu kwa feeder. Ingawa katika hali nyingi feeders zitaendeshwa vizuri ndani ya mipaka yao na kuongezeka kwa voltage na sasa kunaweza kuwezeshwa, kuna hali kadhaa wakati uharibifu unaweza kusababishwa. Maxima ya sasa inaweza kusababisha kupokanzwa kwa ndani zaidi ambayo inaweza kupotosha au kuyeyusha plastiki iliyotumiwa, na voltages nyingi zimejulikana kusababisha mvutano katika hali zingine.

-Ucheleweshaji Unaosababishwa na Tafakari unaweza Kusababisha Upotoshaji:   

Wakati ishara inaonyeshwa kwa kutolingana, inaonyeshwa nyuma kuelekea chanzo, na inaweza kuakisiwa tena kuelekea antena. 

Ucheleweshaji huletwa sawa na mara mbili ya muda wa upitishaji wa mawimbi kando ya feeder. 

Ikiwa data inasambazwa hii inaweza kusababisha mwingiliano kati ya ishara, na katika mfano mwingine ambapo televisheni ya analogi ilikuwa ikipitishwa, taswira ya "mzimu" ilionekana.

Inafurahisha kwamba upotezaji wa kiwango cha mawimbi unaosababishwa na VSWR duni sio karibu kama vile wengine wanaweza kufikiria. 

Ishara yoyote inayoakisiwa na mzigo, inaakisiwa nyuma kwa kisambazaji na kwa vile kulinganisha kwenye kisambaza data kunaweza kuwezesha mawimbi kuonyeshwa tena kwenye antena, hasara inayopatikana kimsingi ni ile inayoletwa na kisambazaji. 

Kuna vipande vingine muhimu vya kupimwa katika ufanisi wa antena: mgawo wa uakisi, upotevu usiolingana, na upotevu wa kurejesha kwa kutaja chache. VSWR sio mwisho wa nadharia ya antena, lakini ni muhimu.

3) VSWR dhidi ya SWR dhidi ya PSWR dhidi ya ISWR

Maneno VSWR na SWR mara nyingi huonekana katika maandiko kuhusu mawimbi yaliyosimama katika mifumo ya RF, na wengi huuliza juu ya tofauti hiyo.

-VSWR

Uwiano wa mawimbi ya kusimama kwa voltage ya VSWR hutumika haswa kwa mawimbi ya kusimama kwa volti ambayo huwekwa kwenye kisambazaji au laini ya upitishaji. 

Kwa kuwa ni rahisi kutambua mawimbi ya kusimama kwa voltage, na katika hali nyingi voltages ni muhimu zaidi katika suala la kuvunjika kwa kifaa, neno VSWR hutumiwa mara nyingi, haswa ndani ya maeneo ya muundo wa RF.

-SWR

SWR inasimamia uwiano wa mawimbi yaliyosimama. Unaweza kuiona kama usemi wa kihisabati wa kutokuwa na usawa wa uga wa sumakuumeme (uga wa EM) kwenye njia ya upokezaji kama vile kebo ya koaxial. 

Kawaida, SWR hufafanuliwa kama uwiano wa voltage ya juu zaidi ya redio-frequency (RF) kwa voltage ya chini ya RF kwenye mstari. Uwiano wa wimbi la kusimama (SWR) una sifa tatu:

SWR ina huduma zifuatazo:

● Inaelezea voltage na mawimbi ya sasa ya kusimama ambayo yanaonekana kwenye mstari. 

● Ni ni maelezo ya kawaida kwa mawimbi ya sasa na ya kusimama kwa voltage. 

● Ni mara nyingi hutumiwa kwa kushirikiana na mita zinazotumiwa kugundua uwiano wa wimbi lililosimama. 

Jumuiya za Wote wa sasa na wa voltage huinuka na kushuka kwa idadi sawa ya kutokulingana.

SWR kubwa inaonyesha ufanisi duni wa laini ya usafirishaji na nishati iliyoakisi, ambayo inaweza kuharibu mtoaji na kupunguza ufanisi wa mtoaji. Kwa kuwa SWR kawaida hurejelea uwiano wa voltage, kawaida hujulikana kama uwiano wa wimbi la wimbi la voltage (VSWR).

● PSWR (Uwiano wa Wimbi la Kudumu wa Umeme):

Urefu wa uwiano wa mawimbi ya nguvu, ambayo pia huonekana mara kadhaa, hufafanuliwa kama mraba tu wa VSWR. Walakini huu ni uwongo kamili kwani nguvu ya mbele na iliyoonyeshwa ni ya kila wakati (ikidhani hakuna upotezaji wa feeder) na nguvu hainuki na kushuka kwa njia ile ile kama vile voltage na muundo wa sasa wa mawimbi ambayo ni muhtasari wa vitu vya mbele na vilivyojitokeza.

● ISWR (Uwiano wa sasa wa Wimbi la Kudumu):

SWR pia inaweza kuelezewa kama uwiano wa kiwango cha juu cha sasa cha RF na kiwango cha chini cha sasa cha RF kwenye laini (uwiano wa sasa wa wimbi-wimbi au ISWR). Kwa madhumuni mengi ya vitendo, ISWR ni sawa na VSWR.

Kutoka kwa uelewa wa watu wengine juu ya SWR na VSWR katika fomu yao ya kimsingi ni kwamba 1: 1 kamili. SWR inamaanisha kuwa nguvu zote unazoweka kwenye laini zinasukumwa nje ya antena. Ikiwa SWR sio 1: 1 basi unatoa nguvu zaidi kuliko ile inayohitajika na zingine za nguvu hizo zinaonyeshwa tena chini ya mstari kuelekea mtumaji wako na kisha kusababisha mgongano ambao utasababisha ishara yako isiwe safi na wazi.

Lakini, ni nini tofauti kati ya VSWR na SWR? SWR (uwiano wa wimbi lililosimama) ni dhana, yaani uwiano wa wimbi la kusimama. VSWR ni kweli jinsi unavyofanya kipimo, kwa kupima voltages kuamua SWR. Unaweza pia kupima SWR kwa kupima mikondo au hata nguvu (ISWR na PSWR). Lakini kwa malengo na madhumuni mengi, wakati mtu anasema SWR wanamaanisha VSWR, katika mazungumzo ya kawaida hubadilishana.

Unaonekana kufahamu wazo kwamba linahusiana na uwiano kati ya nguvu ngapi inaenda mbele kwa antena dhidi ya ni kiasi gani kinachoonyeshwa nyuma na kwamba (Mara nyingi) nguvu inasukumwa kwenda kwa antena. Walakini, taarifa "unatoa nguvu zaidi kuliko ile inayohitajika" na "kisha husababisha mgongano ambao utasababisha ishara yako isiwe safi" sio sahihi

VSWR dhidi ya Nguvu iliyochaguliwa tena

Katika kesi za SWR ya juu, nguvu zingine nyingi au nyingi zinaonyeshwa tu kwa mtoaji. Haina uhusiano wowote na ishara safi na kila kitu cha kufanya na kulinda transmitter yako kutoka kwa kuchomwa nje na SWR haijalishi ni nguvu gani unayoisukuma. Inamaanisha tu kuwa kwa masafa, mfumo wa antena sio mzuri kama radiator. Kwa kweli, ikiwa unajaribu kusambaza kwa masafa ungependelea antena yako iwe na SWR ya chini kabisa (Kawaida chochote chini ya 2: 1 sio mbaya kwenye bendi za chini na 1.5: 1 ni nzuri kwa bendi za juu) , lakini antena nyingi za bendi nyingi zinaweza kuwa saa 10: 1 kwenye bendi zingine na unaweza kukuta una uwezo wa kufanya kazi kukubalika.

4) VSWR na Ufanisi wa Mfumo
Katika mfumo bora, 100% ya nishati hupitishwa kutoka hatua za nguvu hadi mzigo. Hii inahitaji mechi sawa kati ya impedance ya chanzo (impedance ya tabia ya laini ya usambazaji na viunganisho vyake vyote), na impedance ya mzigo. Voltage ya ishara ya AC itakuwa sawa kutoka mwisho hadi mwisho kwani inapita bila kuingiliwa.

VSWR dhidi ya% Nguvu iliyoonyeshwa

Katika mfumo halisi, impedances isiyofananishwa husababisha nguvu zingine kuonyeshwa nyuma kuelekea chanzo (kama mwangwi). Tafakari hizi husababisha usumbufu wa kujenga na kuharibu, na kusababisha kilele na mabonde katika voltage, tofauti na wakati na umbali kando ya laini ya usambazaji. VSWR hupima tofauti hizi za voltage, kwa hivyo ufafanuzi mwingine unaotumiwa sana kwa Uwiano wa Mganda wa Kudumu wa Voltage ni kwamba ni uwiano wa voltage ya juu zaidi na voltage ya chini kabisa, wakati wowote kwenye laini ya usambazaji.

Kwa mfumo bora, voltage haitofautiani. Kwa hivyo, VSWR yake ni 1.0 (au kawaida huonyeshwa kama uwiano wa 1: 1). Wakati tafakari zinatokea, voltages hutofautiana na VSWR iko juu, kwa mfano 1.2 (au 1.2: 1). Kuongezeka kwa VSWR kunalingana na laini iliyopunguzwa ya usafirishaji (na kwa hivyo ufanisi wa jumla).

Ufanisi wa laini za usafirishaji huongezeka kwa:
1. Kuongeza voltage na sababu ya nguvu
2. Kuongeza voltage na sababu ya nguvu inayopungua
3. Kupunguza sababu ya voltage na nguvu
4. Kupunguza voltage na sababu ya nguvu inayoongezeka

Kuna idadi nne zinazoelezea ufanisi wa kuhamisha nguvu kutoka kwa laini kwenda kwa mzigo au antena: VSWR, mgawo wa kutafakari, upotezaji wa kutolingana, na upotezaji wa kurudi. 

Kwa sasa, kupata hisia kwa maana yao, tunawaonyesha kielelezo kwenye takwimu inayofuata. Masharti matatu: 

● Mistari iliyounganishwa na mzigo uliofanana;
● Mistari iliyounganishwa na antena fupi ya monopole ambayo hailinganishwi (impedance ya pembejeo ya antena ni 20 - j80 ohms, ikilinganishwa na impedance ya laini ya usambazaji ya ohms 50);
● Laini iko wazi mwishoni ambapo antenna inapaswa kuwa imeunganishwa.

Curve ya kijani - Wimbi lililosimama kwenye laini ya 50-ohm na mzigo uliofanana wa 50-ohm mwishoni

Na vigezo vyake na thamani ya nambari kama ifuatavyo:

vigezo	Thamani ya Nambari
Mzigo Impedans	50 ohm
Utaftaji wa Kutafakari	0
VSWR	1
Kupoteza Usawa	0 dB
Kurudisha Hasara	- ∞ dB
Taarifa: [Hii ni kamilifu; hakuna wimbi la kusimama; nguvu zote huenda kwenye antena / mzigo]

Curve ya Bluu - Wimbi lililosimama kwenye laini ya 50-ohm kwenye antenna fupi ya monopole

Na vigezo vyake na thamani ya nambari kama ifuatavyo:

vigezo	Thamani ya Nambari
Mzigo Impedans	20 - j80 ohms
Utaftaji wa Kutafakari	0.3805 - j0.7080
Thamani kamili ya Mgawo wa Tafakari	0.8038
VSWR	9.2
Kupoteza Usawa	- 4.5 dB
Kurudisha Hasara	-1.9 DB
Taarifa: [Hii sio nzuri sana; nguvu kwenye mzigo au antena iko chini -4.5 dB kutoka kwa laini inayopatikana ya kusafiri chini]

Curve Nyekundu - Wimbi lililosimama kwenye mstari na mzunguko wazi upande wa kushoto (vituo vya antena)

Na vigezo vyake na thamani ya nambari kama ifuatavyo:

vigezo	Thamani ya Nambari
Mzigo Impedans	∞
Utaftaji wa Kutafakari	1
VSWR	∞
Kupoteza Usawa	- 0 dB
Kurudisha Hasara	0 dB
Ilani: [Hii ni mbaya sana: hakuna nguvu iliyohamishwa mwisho wa mstari]

▲BACK▲

3. Viashiria muhimu vya parameter ya SWR

1) Mistari ya Trasmission na SWR

Kondakta yeyote anayebeba mkondo wa AC anaweza kutibiwa kama laini ya usambazaji, kama vile zile kubwa zinazosambaza nguvu za matumizi ya AC kwenye mandhari yote. Kuingiza aina zote tofauti za njia za usafirishaji zingeanguka sana nje ya wigo wa nakala hii, kwa hivyo tutazuia majadiliano kwa masafa kutoka 1 MHz hadi 1 GHz, na kwa aina mbili za laini: coaxial (au "coaxial") na kondakta sambamba (aka, waya wazi, laini ya dirisha, laini ya ngazi, au risasi-mapacha kama tutakavyoiita) kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 1.

Maelezo: Coaxial cable (A) huwa na kondakta wa kituo kigumu au aliyekwama amezungukwa na dielectri ya kuhami ya plastiki au hewa na ngao ya tubular ambayo ni ngumu au kusuka waya. Koti la plastiki linazunguka ngao kuwalinda makondakta. Kuongoza kwa mapacha (B) kuna jozi ya waya thabiti au zilizokwama. Waya hushikiliwa na plastiki iliyoumbika (laini ya dirisha, risasi-pacha) au na vihami vya kauri au plastiki (ngazi ya ngazi).

Mtiririko wa sasa kando ya uso wa makondakta (tazama mwambaa upande kwenye "Athari ya Ngozi") kwa mwelekeo tofauti. Kwa kushangaza, nishati ya RF inayotiririka kando ya mstari haina mtiririko kweli kwa makondakta ambapo sasa iko. Inasafiri kama wimbi la umeme wa umeme (EM) katika nafasi kati ya na karibu na makondakta. 

Kielelezo 1 kinaonyesha ni wapi uwanja uko katika coax na pacha-risasi. Kwa coax, shamba liko kabisa ndani ya dielectri kati ya kondakta wa katikati na ngao. Kwa kuongoza kwa mapacha, ingawa, uwanja huo una nguvu zaidi kuzunguka na kati ya makondakta lakini bila ngao inayozunguka, shamba lingine linaenea hadi kwenye nafasi karibu na mstari.

Hii ndio sababu coax ni maarufu sana - hairuhusu ishara ndani kuingiliana na ishara na makondakta nje ya mstari. Kuongoza kwa mapacha, kwa upande mwingine, lazima kutunzwe mbali (upana wa mistari ni wa kutosha) kutoka kwa laini zingine za kulisha na aina yoyote ya uso wa chuma. Kwa nini utumie risasi-mbili? Kwa jumla ina upotezaji wa chini kuliko ushawishi, kwa hivyo ni chaguo bora wakati upotezaji wa ishara ni jambo muhimu.

Mafunzo ya Njia ya Kusambaza kwa Kompyuta (Chanzo: AT&T)

Athari ya ngozi ni nini?

Juu ya 1 kHz, mikondo ya AC inapita katika safu nyembamba inayozidi juu ya uso wa makondakta. Hii ndio athari ya ngozi. Inatokea kwa sababu mikondo ya eddy ndani ya kondakta huunda uwanja wa sumaku ambao unasukuma sasa kwenye uso wa nje wa kondakta. Kwa 1 MHz kwa shaba, sasa zaidi imezuiliwa kwa nje ya kondakta 0.1 mm, na kwa 1 GHz, sasa imebanwa kwenye safu yenye unene wa µm chache.

2) Tafakari na Uwasilishaji Coefficients

Mgawo wa kutafakari ni sehemu ya ishara ya tukio iliyoonyeshwa nyuma kutoka kwa kutofanana. Mgawo wa kutafakari huonyeshwa kama ρ au Γ, lakini alama hizi pia zinaweza kutumiwa kuwakilisha VSWR. Inahusiana moja kwa moja na VSWR na

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Kielelezo. Hiyo ndio sehemu ya ishara iliyoonyeshwa nyuma na impedance ya mzigo, na wakati mwingine huonyeshwa kama asilimia.

Kwa mechi kamili, hakuna ishara inayoonyeshwa na mzigo (yaani, umeingizwa kabisa), kwa hivyo mgawo wa kutafakari ni sifuri. 

Kwa mzunguko wazi au mfupi, ishara nzima imeonyeshwa nyuma, kwa hivyo mgawo wa kutafakari katika visa vyote ni 1. Kumbuka kuwa mjadala huu unashughulikia tu ukubwa wa mgawo wa kutafakari.  

Γ ina pembe ya awamu inayohusiana pia, ambayo hutofautisha kati ya mzunguko mfupi na mzunguko wazi, na pia majimbo yote katikati. 

Kwa mfano, kutafakari kutoka kwa mzunguko wazi husababisha pembe ya awamu ya digrii 0 kati ya tukio na mawimbi yaliyojitokeza, ambayo inamaanisha kuwa ishara iliyoonyeshwa inaongeza kwa awamu na ishara inayoingia kwenye eneo la mzunguko wazi; yaani amplitude ya wimbi lililosimama ni mara mbili ya ile ya wimbi linaloingia. 

Kwa upande mwingine, mzunguko mfupi husababisha pembe ya awamu ya digrii 180 kati ya tukio na ishara iliyoonyeshwa, ambayo inamaanisha kuwa ishara iliyoonyeshwa iko kinyume kwa awamu na ishara inayoingia, kwa hivyo amplitudes yao huondoa, na kusababisha sifuri. Hii inaweza kuonekana kwenye Takwimu 1a na b.

Ambapo mgawo wa kutafakari ni sehemu ya ishara ya tukio iliyoonyeshwa nyuma kutoka kwa kutofanana kwa impedance katika mzunguko au laini ya usafirishaji, mgawo wa usafirishaji ndio sehemu ya ishara ya tukio inayoonekana kwenye pato. 

Ni kazi ya ishara inayoonyeshwa pamoja na mwingiliano wa mzunguko wa ndani. Inayo amplitude inayolingana na awamu, vile vile.

3) Upotezaji wa Kurudisha na Upotezaji wa Kuingiza ni nini?

Upotezaji wa kurudi ni uwiano wa kiwango cha nguvu cha ishara iliyoonyeshwa kwa kiwango cha nguvu cha ishara ya kuingiza iliyoonyeshwa kwa decibel (dB), yaani,

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Kielelezo 2. Kurudisha upotezaji na upotezaji wa kuingiza kwenye mzunguko usiopotea au laini ya usambazaji.

Katika Mchoro 2, ishara ya 0-dBm, Pi, inatumika kwenye laini ya usambazaji. Nguvu iliyoonyeshwa, Pr, imeonyeshwa kama -10 dBm na upotezaji wa kurudi ni 10 dB. Thamani ya juu, bora mechi, ambayo ni, kwa mechi kamili, upotezaji wa kurudi, kwa kweli, ni ∞, lakini upotezaji wa kurudi kwa 35 hadi 45 dB, kawaida huzingatiwa kuwa mechi nzuri. Vivyo hivyo, kwa mzunguko wazi au mzunguko mfupi, nguvu ya tukio huonekana nyuma. Upotezaji wa kurudi kwa kesi hizi ni 0 dB.

Kupoteza uingizaji ni uwiano wa kiwango cha nguvu cha ishara iliyoambukizwa kwa kiwango cha nguvu cha ishara ya pembejeo iliyoonyeshwa kwa decibel (dB), yaani,

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

Ikimaanisha Kielelezo 2, Pr ya -10 dBm inamaanisha kuwa asilimia 10 ya nguvu ya tukio imeonyeshwa. Ikiwa mzunguko au laini ya usafirishaji haina hasara, asilimia 90 ya nguvu ya tukio hupitishwa. Upotezaji wa kuingizwa kwa hivyo ni takriban 0.5 dB, na kusababisha nguvu inayosambazwa ya -0.5 dBm. Ikiwa kulikuwa na upotezaji wa ndani, upotezaji wa uingizaji ungekuwa mkubwa zaidi.

4) Vigezo vya S ni nini?

Kielelezo. Uwakilishi wa S-parameter wa mzunguko wa bandari mbili za microwave.

Kutumia vigezo vya S, utendaji wa RF wa mzunguko unaweza kujulikana kabisa bila hitaji la kujua muundo wake wa ndani. Kwa madhumuni haya, mzunguko hujulikana kama "sanduku nyeusi." Vipengele vya ndani vinaweza kufanya kazi (yaani, amplifiers) au passiv. Kanuni pekee ni kwamba vigezo vya S vimedhamiriwa kwa masafa na hali zote (kwa mfano, joto, upendeleo wa amplifier) ​​ya kupendeza na kwamba mzunguko uwe sawa (kwa mfano, pato lake ni sawa sawa na pembejeo yake). Kielelezo 3 ni uwakilishi wa mzunguko rahisi wa microwave na pembejeo moja na pato moja (inayoitwa bandari). Kila bandari ina ishara ya tukio (a) na ishara iliyoonyeshwa (b). Kwa kujua vigezo vya S (yaani, S11, S21, S12, S22) ya mzunguko huu, mtu anaweza kuamua athari yake kwa mfumo wowote ambao umewekwa.

Vigezo vya S vinatambuliwa na kipimo chini ya hali zilizodhibitiwa. Kutumia kipande maalum cha vifaa vya majaribio vinavyoitwa analyzer ya mtandao, ishara (a1) ni pembejeo kwenye Port 1 na Port 2 imesimamishwa kwenye mfumo na impedance inayodhibitiwa (kawaida 50 ohms). Mchambuzi wakati huo huo hupima na kurekodi a1, b1 na b2 (a2 = 0). Mchakato huo hubadilishwa, kwa mfano na pembejeo ya ishara (a2) kwa Bandari 2, hatua za analyzer a2, b2 na b1 (a1 = 0). Kwa hali yake rahisi, analyzer ya mtandao hupima tu amplitudes ya ishara hizi. Hii inaitwa scalar mtandao analyzer na inatosha kuamua idadi kama vile VSWR, RL na IL. Kwa utambulisho kamili wa mzunguko, hata hivyo, awamu inahitajika pia na inahitaji matumizi ya analyzer ya mtandao wa vector. Vigezo vya S vinatambuliwa na uhusiano ufuatao:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

S11 na S22 ni coefficients ya uakisi wa pembejeo na pato la mtiririko, mtawaliwa; wakati S21 na S12 ni coefficients ya usambazaji mbele na ubadilishaji wa mzunguko. RL inahusiana na coefficients ya tafakari na mahusiano

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | na RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL inahusiana na coefficients ya usafirishaji wa mizunguko na uhusiano

ILf kutoka Port 1 hadi Port 2 (dB) = -20 log10 | S21 | na ILfrom Port 2 hadi Port 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Uwakilishi huu unaweza kupanuliwa kwa nyaya za microwave na idadi ya kiholela ya bandari. Idadi ya vigezo vya S huenda juu na mraba wa idadi ya bandari, kwa hivyo hisabati inashiriki zaidi, lakini inasimamiwa kwa kutumia algebra ya tumbo.

5) Impedance-vinavyolingana ni nini?

Impedance ni upinzani unaokutana na nishati ya umeme wakati inakwenda mbali na chanzo chake.  

Kusawazisha upakiaji wa mzigo na chanzo kutafuta athari inayosababisha uhamishaji wa nguvu ya kiwango cha juu. 

Hii inajulikana kama nadharia ya juu ya uhamishaji wa nguvu: Nadharia kubwa ya uhamishaji wa nguvu ni muhimu katika mikusanyiko ya usambazaji wa redio, na haswa, katika usanidi wa antena za RF.

Ulinganisho wa impedance ni muhimu kwa utendaji mzuri wa mipangilio ya RF ambapo unataka kusonga voltage na nguvu vyema. Katika muundo wa RF, ulinganifu wa athari za chanzo na mzigo utaongeza usambazaji wa nguvu ya RF. Antena zitapokea uhamisho wa nguvu wa kiwango cha juu au bora ambapo impedance yao inafanana na impedance ya pato la chanzo cha usambazaji.

50Oh impedance ni kiwango cha kubuni mifumo na vifaa vingi vya RF. Coaxial cable ambayo inasisitiza muunganisho katika anuwai ya matumizi ya RF ina impedance ya kawaida ya 50 Ohms. Utafiti wa RF uliofanywa katika miaka ya 1920 uligundua kuwa impedance bora ya uhamishaji wa ishara za RF itakuwa kati ya 30 na 60Ohms kulingana na uhamishaji wa voltage na nguvu. Kuwa na impedance iliyokadiriwa wastani inaruhusu kulinganisha kati ya cabling na vifaa kama vile WiFi au antena za Bluetooth, PCBs na vipunguzi. Aina kadhaa za antena muhimu zina impedance ya 50 Ohms pamoja na ZigBee GSM GPS na LoRa

Mgawo wa Tafakari - Chanzo: Wikipedia

Kukosea kwa impedance kunasababisha kutafakari kwa voltage na sasa, na katika usanidi wa RF hii inamaanisha kuwa nguvu ya ishara itaonyeshwa tena kwa chanzo chake, uwiano ni kulingana na kiwango cha kutolingana. Hii inaweza kujulikana kwa kutumia Uwiano wa Mganda wa Kudumu wa Voltage (VSWR) ambayo ni kipimo cha ufanisi wa uhamishaji wa nguvu ya RF kutoka chanzo chake kwenda kwenye mzigo, kama vile antena.

Kutoana kati ya chanzo cha upeo wa chanzo na mzigo, kwa mfano antena ya 75Oh na 50 Ohm coax cabling, inaweza kushinda kwa kutumia anuwai ya vifaa vinavyolingana vya impedance kama vile vizuiaji katika safu, transfoma, pedi zilizopangwa za impedance zinazolingana au vinyago vya antena.

Katika elektroniki, kulinganisha impedance kunajumuisha kuunda au kubadilisha mzunguko au matumizi ya elektroniki au sehemu iliyowekwa ili impedance ya mzigo wa umeme ilingane na impedance ya nguvu au chanzo cha kuendesha. Mzunguko umeundwa au umekusudiwa ili impedances ionekane sawa.

Unapotazama mifumo ambayo ni pamoja na mistari ya maambukizi ni muhimu kuelewa kwamba vyanzo, mistari ya maambukizi / malisho na mizigo yote ina tabia ya kuingizwa kwa tabia. 50Ω ni kiwango cha kawaida sana kwa programu za RF ingawa athari zingine zinaweza kuonekana mara kwa mara katika mifumo mingine.

Ili kupata upeo wa nguvu kutoka kwa chanzo hadi kwenye laini ya usafirishaji, au laini ya usambazaji kwenda kwa mzigo, iwe ni kontena, pembejeo kwa mfumo mwingine, au antena, viwango vya impedance lazima vilingane.

Kwa maneno mengine kwa mfumo wa 50Ω chanzo au jenereta ya ishara lazima iwe na athari ya 50Ω, mstari wa maambukizi lazima uwe 50Ω na hivyo lazima mzigo.

Maswala yanaibuka wakati nguvu imehamishiwa kwenye laini ya kupitishia au kulisha na inasafiri kuelekea mzigo. Ikiwa kuna mismatch, yaani, mzigo wa kuingiliana haulingani na ule wa maambukizi, basi haiwezekani kwa nguvu zote kuhamishiwa.

Kama nguvu haiwezi kutoweka, nguvu ambayo haijahamishiwa kwenye mzigo lazima iende mahali na huko inasafiri nyuma ya mstari wa maambukizi kurudi kwa chanzo.

Wakati hii inafanyika voltages na mikondo ya mbele na mawimbi yaliyoonyeshwa kwenye feeder huongeza au kutoa kwa tofauti tofauti kondokta kulingana na awamu. Kwa njia hii mawimbi yaliyosimama yamewekwa.

Njia ambayo athari hufanyika inaweza kuonyeshwa na urefu wa kamba. Ikiwa mwisho mmoja umeachwa huru na mwingine ukisongeshwa chini mwendo wa wimbi unaweza kuonekana kusonga chini kwa kamba. Walakini ikiwa mwisho mmoja umesimamishwa mwendo wa kusimama umewekwa, na vidokezo vya kiwango cha chini na kiwango cha juu cha nguvu vinaweza kuonekana.

Wakati upinzani wa mzigo uko chini kuliko voltage ya kuingiliana kwa feeder na ukubwa wa sasa umewekwa. Hapa jumla ya sasa katika eneo la mzigo ni kubwa kuliko ile ya laini inayolingana kabisa, wakati voltage ni kidogo.

Thamani za sasa na voltage pamoja na feeder zinatofautiana kondeshaji. Kwa maadili madogo ya nguvu iliyoonyeshwa nguvu inayobadilika ni karibu sinusoidal, lakini kwa viwango vikubwa inakuwa kama wimbi kamili la laini. Nguvu hii ina voltage na ya sasa kutoka kwa nguvu ya mbele pamoja na voltage na ya sasa kutoka kwa nguvu iliyoonyeshwa.

Kwa umbali wa robo ya wimbi kutoka kwa mzigo huo voltages zilizojumuishwa zinafikia kiwango cha juu wakati sasa ni kwa kiwango cha chini. Kwa umbali wa nusu ya kusisimua kutoka kwa mzigo voltage na sasa ni sawa na kwa mzigo.

Hali kama hiyo hufanyika wakati upinzani wa mzigo ni mkubwa kuliko kuingizwa kwa feeder wakati huu voltage ya jumla kwenye mzigo ni kubwa kuliko thamani ya mstari unaofanana kabisa. Voltage inafikia kiwango cha chini katika umbali wa robo ya wimbi kutoka kwa mzigo na sasa iko katika kiwango cha juu. Walakini kwa umbali wa nusu ya kusisimua kutoka kwa mzigo voltage na sasa ni sawa na kwa mzigo.

Halafu wakati kuna mzunguko wazi uliowekwa mwisho wa mstari, muundo wa wimbi la kusimama la feeder ni sawa na ile ya mzunguko mfupi, lakini kwa voltage na muundo wa sasa umerudishwa.

▲BACK▲

6) Nishati inayoakisiwa ni nini?
Wakati wimbi linalosambazwa linapiga mpaka kama ile iliyo kati ya laini ya kupitisha na mzigo (tazama Mchoro 1. hapa chini), nguvu zingine zitasambazwa kwa mzigo na zingine zitaonyeshwa. Mgawo wa kutafakari unahusiana na mawimbi yanayokuja na yanayoonekana kama:

V = V- / V + (Eq. 1)

Ambapo V- ni wimbi linaloonyeshwa na V + ndio wimbi linaloingia. VSWR inahusiana na ukubwa wa mgawo wa kutafakari kwa voltage (Γ) na:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq. 2)

VSWR inaweza kupimwa moja kwa moja na mita ya SWR. Chombo cha mtihani wa RF kama vile mchambuzi wa mtandao wa vector (VNA) kinaweza kutumika kupima mgawo wa kiashiria cha bandari ya pembejeo (S11) na bandari ya pato (S22). S11 na S22 ni sawa na Γ kwenye bandari ya pembejeo na pato, mtawaliwa. VNA zilizo na njia za hesabu zinaweza pia kuhesabu moja kwa moja na kuonyesha dhamana ya kusababisha ya VSWR.

Hasara ya kurudi kwenye bandari za pembejeo na pato zinaweza kuhesabiwa kutoka mgawo wa tafakari, S11 au S22, kama ifuatavyo:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (Eq. 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (Eq. 4)

Utaftaji wa tafakari unahesabiwa kutoka kwa tabia ya kuingizwa kwa mstari wa maambukizi na uingizaji wa mzigo kama ifuatavyo.

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Eq. 5)

Ambapo ZL ni impedance ya mzigo na ZO ni impedance ya tabia ya laini ya usafirishaji (Kielelezo 1).

VSWR pia inaweza kuelezewa kwa suala la ZL na ZO. Kuingiza Equation 5 kuwa equation 2, tunapata:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

Kwa ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Kwa hiyo:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Eq. 6)
Kwa ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Kwa hiyo:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Eq. 7)

Tulibaini hapo juu kuwa VSWR ni uainishaji uliopeanwa katika uwiano wa fomu ya 1, kama mfano 1.5: 1. Kuna kesi mbili maalum za VSWR, ∞: 1 na 1: 1. Uwiano wa infinity kwa moja hutokea wakati mzigo ni mzunguko wazi. Uwiano wa 1: 1 hufanyika wakati mzigo umefanana kabisa na usambazaji wa tabia ya upitishaji.

VSWR hufafanuliwa kutoka kwa wimbi lililosimama ambalo linatoka kwenye mstari wa maambukizi yenyewe na:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Eq. 8)

Ambapo VMAX ni upeo wa kiwango cha juu na VMIN ni kiwango cha chini cha wimbi la kusimama. Na mawimbi mawili yaliyowekwa kwa nguvu, upeo hujitokeza na kuingiliwa kwa kujenga kati ya mawimbi yanayoingia na yaliyoonyeshwa. Kwa hivyo:

VMAX = V + + V- (Eq. 9)

kwa usumbufu mkubwa wa kujenga. Ukubwa wa chini unatokea kwa kuingiliwa kwa uharibifu, au:

VMIN = V + - V- (Eq. 10)

Kuingiza Viwango 9 na 10 katika mavuno ya equation 8


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (Eq. 11)

Kiwango cha kuingiliana 1 kuwa equation 11, tunapata:

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

Equation 12 ni Equation 2 iliyosemwa mwanzoni mwa nakala hii.

▲BACK▲

4. Kikokotoo cha VSWR: Jinsi ya Kuhesabu VSWR? 

Ukiukaji usiolingana husababisha mawimbi yaliyosimama kando ya laini ya upokezaji, na SWR inafafanuliwa kama uwiano wa amplitude ya wimbi la kusimama kwa sehemu ya antinodi (kiwango cha juu) hadi amplitude kwenye nodi (kiwango cha chini) kando ya laini.

Uwiano unaosababishwa kawaida huonyeshwa kama uwiano, mfano 2: 1, 5: 1, nk Mechi kamili ni 1: 1 na mismatch kamili, yaani, mzunguko mfupi au wazi ni ∞: 1.

Katika mazoezi kuna upotezaji wa feeder yoyote au laini ya usafirishaji. Kupima VSWR, nguvu ya mbele na ya nyuma hugunduliwa wakati huo kwenye mfumo na hii inabadilishwa kuwa takwimu ya VSWR. 

Kwa njia hii, VSWR inapimwa kwa kiwango fulani na maxima ya voltage na minima hazihitaji kuamua kwa urefu wa mstari.

Sehemu ya voltage ya wimbi lililosimama kwenye laini ya usafirishaji sare ina wimbi la mbele (na amplitude Vf) iliyowekwa juu ya wimbi lililoonyeshwa (na amplitude Vr). Tafakari hufanyika kama matokeo ya kukomeshwa, kama vile kutokamilika kwenye laini ya usambazaji sare, au wakati laini ya usafirishaji imekomeshwa na nyingine isipokuwa impedance ya tabia.

Ikiwa una nia ya kuamua utendaji wa antena, VSWR inapaswa kupimwa kila wakati kwenye vituo vya antena wenyewe badala ya pato la mtoaji. Kwa sababu ya upotezaji wa ohmic katika upitishaji wa teksi, udanganyifu utaundwa wa kuwa na antena VSWR bora, lakini hiyo ni kwa sababu tu hasara hizi hupunguza athari ya kutafakari ghafla kwenye vituo vya antena.

Kwa kuwa antena kawaida iko umbali kutoka kwa mtoaji, inahitaji laini ya kulisha ili kuhamisha nguvu kati ya hizo mbili. Ikiwa laini ya kulisha haina hasara na inalingana na impedance ya pato la kupitisha na impedance ya pembejeo ya antena, basi nguvu ya juu itapelekwa kwa antena. Katika kesi hii, VSWR itakuwa 1: 1 na voltage na sasa itakuwa mara kwa mara juu ya urefu wote wa laini ya kulisha.

1) Hesabu ya VSWR

Upotezaji wa kurudi ni kipimo katika dB ya uwiano wa nguvu katika wimbi la tukio na ile kwenye wimbi lililoonyeshwa, na tunafafanua kuwa na thamani hasi.

Kurudisha hasara = logi 10 (Pr / Pi) = logi 20 (Er / Ei)

Kwa mfano, ikiwa mzigo una hasara ya kurudi -10 dB, basi 1/10 ya nguvu ya tukio inaonyeshwa. Ya juu hasara ya kurudi, nguvu kidogo imepotea.

Pia ya kupendeza ni upotezaji wa kutolingana. Hii ni kipimo cha nguvu inayopitishwa imepunguzwa kwa sababu ya kutafakari. Inapewa na uhusiano ufuatao:

Kupoteza Mismatch = logi 10 (1 -p2)

Kwa mfano, kutoka Jedwali # 1 antena iliyo na VSWR ya 2: 1 ingekuwa na mgawo wa kutafakari wa 0.333, upotezaji usiofanana wa -0.51 dB, na upotezaji wa kurudi kwa -9.54 dB (11% ya nguvu yako ya kupeleka inaonyeshwa nyuma )

2) Chati ya Hesabu ya VSWR ya Bure

Hapa kuna chati rahisi ya hesabu ya VSWR. 

Daima kumbuka kuwa VSWR inapaswa kuwa nambari kubwa kuliko 1.0
VSWR	Mgawo wa Tafakari (Γ)	Nguvu iliyoonyeshwa (%)	Kupoteza Voltage	Nguvu iliyoonyeshwa (dB)	Kurudisha Hasara	Kupoteza Mismatch (dB)
1	0.00	0.00	0	-Ukaribu	Infinity	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Usomaji wa ziada: VSWR katika antena Uwiano wa Mganda wa Kudumu wa Voltage (VSWR) ni dalili ya kiwango cha kutolingana kati ya antena na laini ya kulisha inayounganisha nayo. Hii pia inajulikana kama Uwiano wa Wimbi la Kudumu (SWR). Aina ya maadili ya VSWR ni kutoka 1 hadi ∞.  Thamani ya VSWR chini ya miaka 2 inachukuliwa inafaa kwa matumizi mengi ya antena. Antena inaweza kuelezewa kuwa na "Mechi Nzuri". Kwa hivyo wakati mtu anasema kwamba antenna hailingani vibaya, mara nyingi inamaanisha kuwa thamani ya VSWR huzidi 2 kwa masafa ya kupendeza.  Upotezaji wa kurudi ni uainishaji mwingine wa riba na umefunikwa kwa undani zaidi katika sehemu ya Nadharia ya Antenna. Ubadilishaji unaohitajika sana ni kati ya upotezaji wa kurudi na VSWR, na maadili kadhaa yamewekwa kwenye chati, pamoja na grafu ya maadili haya kwa rejea ya haraka.

Hesabu hizi zinatoka wapi? Kweli, anza na fomula ya VSWR:

Ikiwa tutabadilisha fomula hii, tunaweza kuhesabu mgawo wa kutafakari (, au hasara ya kurudi, s11) kutoka kwa VSWR:

Sasa, mgawo huu wa tafakari umeelezewa kwa kweli kulingana na voltage. Tunataka kweli kujua ni nguvu ngapi inaonyeshwa. Hii itakuwa sawa na mraba wa voltage (V ^ 2). Kwa hivyo, nguvu iliyoonyeshwa kwa asilimia itakuwa:

Tunaweza kubadilisha nguvu zilizoonyeshwa kwa decibel kwa urahisi:

Mwishowe, nguvu inaweza kudhihirika au kutolewa kwa antena. Kiasi kinachopelekwa kwa antena kimeandikwa kama (), na ni rahisi (1- ^ 2). Hii inajulikana kama upotezaji wa kutolingana. Hiki ni kiwango cha nguvu kinachopotea kwa sababu ya kutokukamilika kwa impedance, na tunaweza kuhesabu hiyo kwa urahisi:

Na ndio tu tunahitaji kujua kurudi na kurudi kati ya VSWR, s11 / hasara ya kurudi, na upotezaji usiofanana. Natumahi umekuwa na wakati mzuri kama mimi.

Jedwali la ubadilishaji - dBm hadi dBW na W (watt)

Katika jedwali hili tunawasilisha jinsi thamani ya nguvu katika dBm, dBW na Watt (W) zinavyofanana.

Nguvu (dBm)	Nguvu (dBW)	Nguvu ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 KW
70	40	10 KW
60	30	1 KW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 μW
-20	-50	10 μW
-30	-60	1 μW
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
ambapo: dBm = decibel-milliwatt dBW = decibel-wati MW = megawati KW = kilowati W = wati mW = miliwati μW = microwati nW = nanowati pW = picha

▲BACK▲

3) Mfumo wa VSWR

Programu hii ni applet ya kuhesabu Uwiano wa Mganda wa Kudumu wa Voltage (VSWR).

Wakati wa kuanzisha antenna na mfumo wa kupitisha, ni muhimu kuzuia upungufu wa usumbufu mahali popote kwenye mfumo. Ukosefu wowote unamaanisha sehemu fulani ya wimbi la pato huonyeshwa nyuma kuelekea kipitisha na mfumo haifai. Mismatches inaweza kutokea katika nafasi za mwingiliano kati ya vifaa anuwai, mfano, transmitter, cable na antenna. Antennas wameingiza, ambayo kawaida ni ohms 50 (wakati antenna ni ya vipimo sahihi). Wakati tafakari inatokea, mawimbi yaliyosimama yanazalishwa kwenye kebo.

Mfumo wa VSWR na mgawo wa kutafakari:

Eq.1	Mgawo wa kutafakari Γ hufafanuliwa kama	Eq.2	Uwiano wa wimbi la VSWR au voltage
Mfumo		Mfumo
Gamma	ZL = Thamani katika ohms ya mzigo (kawaida antenna) Zo = Tabia ya kuingiliana kwa mstari wa maambukizi katika ohms	Sigma	Ikizingatiwa kuwa ρ itatofautiana kutoka 0 hadi 1, hesabu za hesabu za VSWR zitatoka 1 hadi infinity.
Maadili yaliyohesabiwa	kati ya -1 ≦ Γ ≦ 1.	Maadili yaliyohesabiwa	1 au uwiano wa 1: 1.
Thamani ni "-1".	Inamaanisha kutafakari kwa 100% hufanyika na hakuna nguvu inayohamishiwa mzigo. Wimbi iliyoonyeshwa ni nyuzi 180 kutoka kwa awamu (zilizoingia) na wimbi la tukio.	Na mzunguko wazi	Hii ni hali ya mzunguko wazi bila antena iliyounganishwa. Inamaanisha kuwa ZL haina mwisho na maneno Zo yatatoweka katika Eq.1, ikiacha Γ = 1 (100% tafakari) na ρ = 1. Hakuna nguvu inayohamishwa na VSWR haitakuwa na kikomo.
Thamani ni "1".	Inamaanisha kutafakari kwa 100% hufanyika na hakuna nguvu inayohamishiwa mzigo. Wimbi iliyoonyeshwa iko katika awamu na wimbi la tukio.	Na mzunguko mfupi	Fikiria mwisho wa kebo ina mzunguko mfupi. Inamaanisha ZL ni 0 na Eq.1 itahesabu Γ = -1 na ρ = 1. Hakuna nguvu inayohamishwa na VSWR haina kikomo.
Thamani ni "0".	Inamaanisha hakuna kutafakari hufanyika na nguvu zote huhamishiwa kwa mzigo. (IDEAL)	Na antenna inayofanana kwa usahihi.	Wakati antena inayolingana vizuri imeunganishwa, basi nguvu zote huhamishiwa kwa antena na hubadilishwa kuwa mionzi. ZL ni 50 ohms na Eq.1 itahesabu Γ kuwa sifuri. Kwa hivyo VSWR itakuwa haswa 1.
N / A	N / A	Na antenna isiyo sawa.	Wakati antenna inayofanana vibaya imeunganishwa, kuingizwa hautakuwa tena ohms 50 na mismatch isiyoingiliana hufanyika na sehemu ya nishati imeonyeshwa nyuma. Kiasi cha nishati kilichoonyeshwa inategemea kiwango cha mismatch na kwa hivyo VSWR itakuwa thamani hapo juu 1.
Wakati wa kutumia kebo ya tabia isiyo sahihi ya tabia Mstari wa kebo / usafirishaji uliotumiwa kuunganisha antena kwa transmita itahitaji kuwa tabia bora ya impedance ya Zo.  Kawaida, kebo za coaxial ni 50ohms (75ohms kwa runinga na setilaiti) na maadili yao yatachapishwa kwenye nyaya zenyewe.  Kiasi cha nishati inayoonyeshwa inategemea kiwango cha kutolingana na kwa hivyo VSWR itakuwa thamani juu ya 1.

Review:

Mawimbi yaliyosimama ni nini? Mzigo umeunganishwa hadi mwisho wa laini ya usafirishaji na ishara inapita kando yake na inaingia kwenye mzigo. Ikiwa impedance ya mzigo hailingani na impedance ya laini ya usambazaji, basi sehemu ya wimbi la kusafiri huonekana nyuma kuelekea chanzo.

Wakati tafakari inatokea, hizi hutembea nyuma kwenye mstari wa maambukizi na huchanganyika na mawimbi ya tukio kutoa mawimbi yaliyosimama. Ni muhimu kutambua kwamba wimbi linalosimamia linaonekana kama la nje na haisambaa kama wimbi la kawaida na halihamishii nishati kuelekea mzigo. Wimbi ina maeneo ya upeo wa kiwango cha juu na cha chini kinachoitwa anti-nodi na nodes mtawaliwa.

Wakati wa kuunganisha antenna, ikiwa VSWR ya 1.5 imezalishwa, basi ufanisi wa nguvu ni 96%. Wakati VSWR ya 3.0 inatolewa, basi ufanisi wa nguvu ni 75%. Kwa matumizi halisi, haifai kuzidi VSWR ya 3.

▲BACK▲

5. Jinsi ya Kupima Uwiano wa Wimbi la Kudumu - Ufafanuzi wa Wikipedia
Njia nyingi tofauti zinaweza kutumiwa kupima uwiano wa mawimbi ya kusimama. Njia ya angavu zaidi hutumia laini iliyopangwa ambayo ni sehemu ya laini ya usambazaji na yanayopangwa wazi ambayo inaruhusu uchunguzi kugundua voltage halisi katika maeneo anuwai kwenye mstari. 

Kwa hivyo viwango vya juu na vya chini vinaweza kulinganishwa moja kwa moja. Njia hii hutumiwa katika VHF na masafa ya juu. Kwa masafa ya chini, mistari kama hiyo ni ndefu kwa muda mrefu. Viboreshaji vya mwelekeo vinaweza kutumiwa kwa HF kupitia masafa ya microwave. 

Wengine ni wimbi la robo au muda mrefu zaidi, ambayo huzuia matumizi yao kwa masafa ya juu. Aina zingine za waunganishaji wa mwelekeo huchukua sampuli ya sasa na ya umeme kwa wakati mmoja katika njia ya usafirishaji na kuziunganisha kihesabu kwa njia ya kuwakilisha nguvu inayotiririka kwa mwelekeo mmoja.

Aina ya kawaida ya mita ya SWR / nguvu inayotumiwa katika operesheni ya amateur inaweza kuwa na kiboreshaji cha mwelekeo mbili. Aina zingine hutumia kiboreshaji kimoja ambacho kinaweza kuzungushwa kwa digrii 180 ili kupimia nguvu inayotiririka katika mwelekeo wowote. Viunganishi vya unidirectional vya aina hii vinapatikana kwa masafa mengi na viwango vya nguvu na kwa maadili yanayofaa ya kuunganisha kwa mita ya analog inayotumika.

Wattmeter inayoelekeza kwa kutumia kipengee cha kuelekeza kinachoweza kuzunguka

Nguvu ya mbele na iliyoonyeshwa iliyopimwa na waunganishaji wa mwelekeo inaweza kutumika kuhesabu SWR. Hesabu zinaweza kufanywa kwa hesabu kwa fomu ya analog au ya dijiti au kwa kutumia njia za picha zilizojengwa kwenye mita kama kiwango cha ziada au kwa kusoma kutoka sehemu ya kuvuka kati ya sindano mbili kwenye mita moja.

Vyombo vya kupimia hapo juu vinaweza kutumika "katika mstari" ambayo ni kwamba, nguvu kamili ya mtoaji inaweza kupita kwenye kifaa cha kupimia ili kuruhusu ufuatiliaji endelevu wa SWR. Vyombo vingine, kama wachambuzi wa mtandao, viboreshaji vya nguvu ya chini na madaraja ya antena hutumia nguvu ndogo kwa kipimo na lazima iunganishwe badala ya mtoaji. Mizunguko ya daraja inaweza kutumika kupima moja kwa moja sehemu halisi na za kufikiria za impedance ya mzigo na kutumia maadili hayo kupata SWR. Njia hizi zinaweza kutoa habari zaidi kuliko SWR tu au nguvu ya mbele na iliyojitokeza. [11] Simama peke yako wachambuzi wa antena hutumia njia anuwai za kupimia na wanaweza kuonyesha SWR na vigezo vingine vilivyopangwa dhidi ya masafa. Kwa kutumia viunganishi vya mwelekeo na daraja kwa pamoja, inawezekana kutengeneza chombo cha laini ambacho kinasoma moja kwa moja kwa impedance tata au kwa SWR. [12] Simama peke yake wachambuzi wa antena pia wanapatikana wanapima vigezo vingi.

▲BACK▲

6. Uliza maswali mara kwa mara

1) Ni nini Husababisha VSWR ya Juu?

Ikiwa VSWR iko juu sana, kunaweza kuwa na nishati nyingi sana iliyoonyeshwa tena kwenye kipaza sauti cha nguvu, na kusababisha uharibifu kwa mizunguko ya ndani. Katika mfumo bora, kutakuwa na VSWR ya 1: 1. Sababu za kiwango cha juu cha VSWR inaweza kuwa matumizi ya mzigo usiofaa au kitu kisichojulikana kama laini ya maambukizi iliyoharibiwa.

2) Unapunguzaje VSWR?

Mbinu moja ya kupunguza ishara iliyoonyeshwa kutoka kwa pembejeo au pato la kifaa chochote ni kuweka kiambatisho kabla au baada ya kifaa. Kizuizi hupunguza ishara iliyoonyeshwa mara mbili ya thamani ya upungufu, wakati ishara inayosambazwa inapokea thamani ya upunguzaji wa majina. (Vidokezo: Kusisitiza jinsi VSWR na RL ni muhimu kwa mtandao wako, fikiria kupunguzwa kwa utendaji kutoka VSWR ya 1.3: 1 hadi 1.5: 1 - hii ni mabadiliko katika Kupoteza Upotezaji wa 16 dB hadi 13 dB).

3) Je! S11 Inapoteza Kupoteza?

Katika mazoezi, kigezo kinachonukuliwa zaidi kwa habari ya antena ni S11. S11 inawakilisha nguvu ngapi inayoonyeshwa kutoka kwa antena, na kwa hivyo inajulikana kama mgawo wa kutafakari (wakati mwingine huandikwa kama gamma: au upotezaji wa kurudi. ... Nguvu hii inayokubaliwa inaangazwa au kufyonzwa kama hasara ndani ya antena.

4) Kwa nini VSWR Inapimwa?

VSWR (Voltage Standing Wave Wave), ni kipimo cha jinsi nguvu ya masafa ya redio inavyosambazwa kutoka kwa chanzo cha nguvu, kupitia laini ya usambazaji, kwenda kwenye mzigo (kwa mfano, kutoka kwa kipaza sauti cha nguvu kupitia laini ya usambazaji, kwa antena) . Katika mfumo bora, 100% ya nishati hupitishwa.

5) Ninawezaje Kurekebisha VSWR ya Juu?

Ikiwa antena yako imewekwa chini kwenye gari, kama kwenye bumper au nyuma ya teksi ya lori, ishara inaweza kurudi kwenye antena, na kusababisha SWR kubwa. Ili kupunguza hii, weka angalau inchi 12 za juu juu ya laini ya paa, na uweke antenna juu iwezekanavyo kwenye gari.

6) Je! Usomaji Mzuri wa VSWR ni upi?
Usomaji bora kabisa ni 1.01: 1 (hasara ya kurudi kwa 46dB), lakini kawaida kusoma chini ya 1.5: 1 kunakubalika. Nje ya ulimwengu mkamilifu 1.2: 1 (20.8dB kurudi upotezaji) iko wazi katika hali nyingi. Ili kuhakikisha usomaji sahihi, ni bora kuunganisha mita kwenye msingi wa antena.

7) Je, 1.5 SWR ni Nzuri?
Kweli ni hiyo! Masafa bora ni SWR 1.0-1.5. Kuna nafasi ya kuboresha wakati masafa ni SWR 1.5 - 1.9, lakini SWR katika anuwai hii inapaswa bado kutoa utendaji wa kutosha. Wakati mwingine, kwa sababu ya usakinishaji au vigeuzi vya gari, haiwezekani kupata SWR chini kuliko hii.

8) Je! Ninaangaliaje SWR Yangu Bila Mita?
Hapa kuna hatua za kurekebisha redio ya CB bila mita ya SWR:
1) Tafuta eneo lenye usumbufu mdogo.
2) Hakikisha una redio ya ziada.
3) Tune redio zote mbili kwenye kituo kimoja.
4) Zungumza katika redio moja na usikilize nyingine.
5) Sogeza redio moja na uangalie sauti iko wazi
6) Rekebisha antena yako kama inahitajika.

9) Je! Antena zote za CB zinahitaji Kuangaziwa?
Wakati utaftaji wa antena hauhitajiki kutekeleza mfumo wako wa CB, kuna sababu kadhaa muhimu unapaswa kushughulikia antena kila wakati: Utendaji ulioboreshwa - Antena iliyosanikishwa vizuri itafanya kazi kwa ufanisi zaidi kuliko antena ambayo haijafunguliwa.

10) Kwanini SWR Yangu Inapita Wakati Ninazungumza?

Moja ya sababu za kawaida za usomaji wa juu wa SWR ni kuunganisha kwa usahihi mita yako ya SWR na redio yako na antena. Ikiambatanishwa vibaya, usomaji utaripotiwa kuwa wa juu sana hata ikiwa kila kitu kimesakinishwa kikamilifu. Tafadhali tazama nakala hii juu ya kuhakikisha mita yako ya SWR imewekwa vizuri.

7. Best Bure Online Kikokotoo cha VSWR mnamo 2021

https://www.microwaves101.com/calculators/872-vswr-calculator
http://rfcalculator.mobi/vswr-forward-reverse-power.html
https://www.everythingrf.com/rf-calculators/vswr-calculator
https://www.pasternack.com/t-calculator-vswr.aspx
https://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php
http://www.flexautomotive.net/flexcalc/VSWR2/VSWR.aspx
https://www.allaboutcircuits.com/tools/vswr-return-loss-calculator/
http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html
https://www.ahsystems.com/EMC-formulas-equations/VSWR.php
http://cgi.www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_14.php
https://chemandy.com/calculators/return-loss-and-mismatch-calculator.htm
https://www.atmmicrowave.com/calculator/vswr-calculator/
http://www.emtalk.com/vswr.php

▲BACK▲

Ushiriki kujali!

Acha ujumbe 

Orodha ujumbe