FMUSER'den VSWR için Eksiksiz Bir Kılavuz [Güncelleme 2022]

Anten teorisinde VSWR, gerilim duran dalga oranından kısaltılır. 

VSWR, bir besleme hattındaki duran dalga seviyesinin bir ölçümüdür, aynı zamanda duran dalga oranı (SWR) olarak da bilinir. 

Duran dalga oranını açıklayan duran dalganın, antenler üzerinde RF teknik araştırmaları yaparken mühendisler için dikkate alınması gereken çok önemli bir faktör olduğunu biliyoruz.

Duran dalgalar ve VSWR çok önemli olmasına rağmen, genellikle VSWR teorisi ve hesaplamaları gerçekte ne olduğuna dair bir görünümü maskeleyebilir. Neyse ki, VSWR teorisine çok derinlemesine girmeden konu hakkında iyi bir görüş elde etmek mümkündür.

Ama aslında VSWR nedir ve yayın için ne anlama geliyor? Bu blog, ne olduğu, nasıl çalıştığı ve VSWR hakkında bilmeniz gereken her şey dahil olmak üzere VSWR hakkında en eksiksiz kılavuzdur. 

Keşfetmeye devam edelim!

Paylaşım bakmakta!

1. VSWR nedir? Gerilim Daimi Dalga Oranı Temelleri

1) VSWR Hakkında 

-VSWR Tanımı

VSWE nedir? Basitçe söylemek gerekirse, VSWR, bir ortamda iletilen ve yansıyan gerilim duran dalgaları arasındaki oran olarak tanımlanır. Radyo frekansı (RF) elektrik iletim sistemi. 

-VSWR'nin kısaltması

VSWR kısaltılmıştır gerilim duran dalga oranı, bazen "viswar" olarak telaffuz edilir.

-VSWR nasıl Eserler

VSWR, RF gücünün ne kadar verimli iletildiğinin bir ölçümü olarak kabul edilir - güç kaynağından ved sonra gider bir iletim hattından geçer ve sonunda yükün içine.

-Yayıncılıkta VSWR

VSWR is RF ileten her şey için bir verimlilik ölçüsü olarak kullanılan iletim hatları, elektrik kabloları ve hatta havadaki sinyali içerir. Yaygın bir örnek, bir iletim hattı aracılığıyla bir antene bağlanan bir güç amplifikatörüdür. Bu nedenle, VSWR'yi kayıpsız bir hattaki maksimum voltajın minimum voltajına oranı olarak da düşünebilirsiniz.

2) Ana nedir FVSWR'nin işlevleri?

VSWR, aşağıdakiler gibi çeşitli uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır: anten, telekom, mikrodalga, radyo frekansı (RF), Vb 

Açıklamalı bazı ana uygulamalar şunlardır:

VSWR uygulamaları	VSWR'nin ana işlevleri
Verici Anten	Gerilim Daimi Dalga Oranı (VSWR), bir arasındaki uyumsuzluk miktarının bir göstergesidir. girişnna ve ona bağlanan besleme hattı. Bu, Daimi Dalga Oranı (SWR) olarak da bilinir. VSWR için değer aralığı 1'den ∞'a kadardır. Çoğu anten uygulaması için 2'nin altındaki bir VSWR değeri uygun kabul edilir. Anten, "İyi Eşleşme" olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, birisi antenin zayıf eşleştiğini söylediğinde, çoğu zaman bu, ilgilenilen bir frekans için VSWR değerinin 2'yi aştığı anlamına gelir.
Telekomünikasyon	Telekomünikasyonda, duran dalga oranı (SWR), bir antinoddaki (maksimum) bir kısmi duran dalganın genliğinin, bir elektrik iletim hattındaki bitişik bir düğümdeki (minimum) genliğe oranıdır.
Mikrodalga	Mikrodalga iletim hatları ve devreleriyle ilişkili ortak performans ölçüleri VSWR, yansıma katsayısı ve dönüşn kayıp, yanı sıra iletim katsayısı ve ekleme kaybı. Bunların tümü, daha yaygın olarak bir S-parametreleri olarak adlandırılan saçılma parametreleri kullanılarak ifade edilebilir.
RF	Gerilim sabit dalga oranı (VSWR), bir radyo frekansı (RF) elektrik iletiminde iletilen ve yansıtılan gerilim durağan dalgalar arasındaki oran olarak tanımlanır. sysvar. RF gücünün güç kaynağından bir iletim hattı aracılığıyla ve yüke ne kadar verimli iletildiğinin bir ölçüsüdür.

3) Teknisyen Jimmy'den VSWR'yi Nasıl İfade Edeceğinizi Öğrenin

İşte RF teknisyenimiz Jimmy tarafından sağlanan basitleştirilmiş basit bir RF bilgi listesi. hadi bendaha fazla kazan hakkında Aşağıdakiler aracılığıyla VSWR içerik: 

- VSWR'yi Gerilim Kullanarak İfade Etme

Tanım gereği, VSWR, kaynak ve yük arasında herhangi bir yerde en yüksek gerilimin (duran dalganın maksimum genliği) en düşük gerilime (duran dalganın minimum genliği) oranıdır.

VSWR = | V (maks.) | / | V (min) |

V (maks) = duran dalganın maksimum genliği
V (min) = duran dalganın minimum genliği

- Bir Empedans Kullanarak VSWR'yi İfade Etme

Tanım olarak VSWR, yük empedansının ve kaynak empedansının oranıdır.

VSWR = ZL / Zo

ZL = yük empedansı
Zo = kaynak empedansı

Bir VSWR'nin İdeal Değeri Nedir?
İdeal bir VSWR'nin değeri 1: 1'dir veya kısaca 1 olarak ifade edilir. Bu durumda yükten kaynağa yansıyan güç sıfırdır.

- VSWR'yi Yansıma ve İletme Gücü Kullanarak İfade Etme

VSWR tanımına göre şuna eşittir:

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

nerede:

Pr = Yansıyan güç
Pf = İleri güç

3) Neden VSWR'ye Dikkat Etmeliyim? Neden Önemli?

VSWR'nin tanımı, tüm VSWR hesaplamaları ve formülleri için temel sağlar. 

Bağlı bir hatta, bir empedans uyumsuzluğu yansımaya neden olabilir, bu da kulağa tam olarak benzeyen bir dalgadır - geri sıçrayan ve yanlış yöne giden bir dalga. 

Asıl sebep: Tüm enerji hattın sonunda yansıtılır (örneğin, bir açık veya kısa devre ile), daha sonra hiçbiri emilmez ve hatta mükemmel bir "duran dalga" üretilir. 

Karşıt dalgaların sonucu duran bir dalgadır. Bu, antenin aldığı ve yayın yapmak için kullanabileceği gücü azaltır. Bir vericiyi bile yakabilir. 

VSWR değeri, yükten kaynağa yansıtılan gücü sunar. Genellikle kaynaktan (genellikle bir Yüksek Frekans Amplifikatörü) bir iletim hattı (genellikle bir koaksiyel kablo) aracılığıyla yüke (genellikle bir anten) ne kadar güç kaybedildiğini açıklamak için kullanılır.

Bu kötü bir durum: Vericiniz aşırı yüksek enerji nedeniyle yanıyor.

Aslında, yayılması gereken güç vericiye tam güçte geri geldiğinde, genellikle oradaki elektronik aksamları yakar.

Anlaması zor mu? İşte size yardımcı olabilecek bir örnek:

Kıyıya doğru hareket eden bir okyanus dalga treni, enerjiyi sahile doğru taşır. Hafif eğimli bir kumsala çıkarsa, tüm enerji emilir ve kıyıdan geri dönen dalga olmaz. 

Eğimli bir kumsal yerine dikey bir deniz duvarı mevcutsa, gelen dalga dizisi tamamen yansıtılır, böylece duvarda hiçbir enerji emilmez. 

Bu durumda gelen ve giden dalgalar arasındaki girişim, hiç seyahat ediyormuş gibi görünmeyen bir "duran dalga" üretir; zirveler aynı uzamsal konumlarda kalır ve sadece yukarı ve aşağı gider.

Aynı olay bir radyo veya radar iletim hattında da olur. 

Bu durumda, hattaki dalgaların (hem voltaj hem de akım) tek yönlü hareket etmesini ve enerjilerini bu durumda yayılacağı bir anten olabilecek istenen yüke yatırmasını istiyoruz. 

Hattın sonunda tüm enerji yansıtılırsa (örneğin, bir açık veya kısa devre ile), o zaman hiçbiri emilmez ve hat üzerinde mükemmel bir "duran dalga" oluşturur. 

Yansıyan bir dalgaya neden olmak için açık veya kısa devre gerekmez. Tek gereken hat ve yük arasındaki empedans uyumsuzluğudur. 

Yansıyan dalga ileri dalga kadar güçlü değilse, o zaman bazı "duran dalga" paterni gözlemlenecektir, ancak sıfırlar, mükemmel bir yansıma (veya tam uyumsuzluk) kadar derin veya tepeler kadar yüksek olmayacaktır.

2. SWR nedir?

1) SWR Tanım

Wikipedia'ya göre, duran dalga oranı (SWR) şu şekilde tanımlanmıştır:

'' Radyo mühendisliği ve telekomünikasyonda bir iletim hattının veya dalga kılavuzunun karakteristik empedansıyla yüklerin empedans eşleşmesinin bir ölçüsü. SWR, iletilen ve yansıtılan dalgalar arasındaki oran veya maksimumda duran bir dalganın genliği arasındaki orandır, minimum genliğe, SWR genellikle VSWR adı verilen bir gerilim oranı olarak tanımlanır ”.

Yüksek bir SWR, vericiye zarar verebilecek ve verici verimliliğini azaltabilecek zayıf iletim hattı verimliliğini ve yansıyan enerjiyi gösterir. 

SWR yaygın olarak voltaj oranını ifade ettiğinden, genellikle voltaj duran dalga oranı (VSWR) olarak bilinir.

2) VSWR, Verici Sistemin Performansını Nasıl Etkiler? 

VSWR'nin bir verici sistemin performansını veya RF ve uyumlu empedansları kullanabilecek herhangi bir sistemi etkilemesinin birkaç yolu vardır.

VSWR terimi normal olarak kullanılmasına rağmen, hem gerilim hem de akım durgun dalgaları sorunlara neden olabilir. Etkilerin bazıları aşağıda detaylandırılmıştır:

-Verici Güç Amplifikatörleri Hasar Görebilir

Duran dalgaların bir sonucu olarak besleyicide görülen artan voltaj ve akım seviyeleri, vericinin çıkış transistörlerine zarar verebilir. Yarı iletken cihazlar, belirtilen sınırlar dahilinde çalıştırılırsa çok güvenilirdir, ancak besleyicideki voltaj ve akım duran dalgalar, cihazın sınırlarının dışında çalışmasına neden olursa felaket hasarına neden olabilir.

-PA Koruması Çıkış Gücünü Azaltır

Güç amplifikatörüne zarar veren yüksek SWR seviyelerinin gerçek tehlikesi göz önüne alındığında, birçok verici, SWR yükseldikçe vericiden çıkışı azaltan koruma devresi içerir. Bu, besleyici ve anten arasındaki zayıf eşleşmenin yüksek bir SWR ile sonuçlanacağından, çıkışın azalmasına ve dolayısıyla iletilen güçte önemli bir kayba neden olacaktır.

-Yüksek Gerilim ve Akım Seviyeleri Besleyiciye Zarar Verebilir

Yüksek duran dalga oranının neden olduğu yüksek voltaj ve akım seviyelerinin bir besleyiciye zarar vermesi mümkündür. Her ne kadar çoğu durumda fiderler kendi sınırları dahilinde iyi bir şekilde çalıştırılacaksa ve voltaj ve akımın iki katına çıkarılması mümkün olsa da, hasar verilebilecek bazı durumlar vardır. Mevcut maksimum, kullanılan plastikleri bozabilecek veya eritebilecek aşırı lokal ısınmaya neden olabilir ve yüksek voltajların bazı durumlarda arklara neden olduğu bilinmektedir.

-Yansımalardan Kaynaklanan Gecikmeler Bozulmaya Neden Olabilir:   

Bir sinyal uyumsuzlukla yansıtıldığında, kaynağa doğru geri yansıtılır ve daha sonra tekrar antene doğru yansıtılabilir. 

Besleyici boyunca sinyalin iletim süresinin iki katına eşit bir gecikme sağlanır. 

Veri aktarılıyorsa bu, semboller arası girişime neden olabilir ve analog televizyonun iletildiği başka bir örnekte “hayalet” bir görüntü görülmüştür.

İlginç bir şekilde, zayıf bir VSWR'nin neden olduğu sinyal seviyesindeki kayıp, bazılarının hayal edebileceği kadar büyük değildir. 

Yük tarafından yansıtılan herhangi bir sinyal, vericiye geri yansıtılır ve vericideki eşleşme, sinyalin tekrar antene yansıtılmasını sağlayabileceğinden, oluşan kayıplar temel olarak besleyici tarafından sağlanan kayıplardır. 

Anten verimliliğinde ölçülmesi gereken başka önemli bitler de vardır: yansıma katsayısı, uyumsuzluk kaybı ve geri dönüş kaybı bunlardan birkaçıdır. VSWR, anten teorisinin her şeyin sonu değildir, ancak önemlidir.

3) VSWR, SWR, PSWR ve ISWR

VSWR ve SWR terimleri literatürde RF sistemlerinde duran dalgalar hakkında sıkça görülmektedir ve birçoğu farkı sormaktadır.

-VSWR

VSWR veya voltaj sabit dalga oranı, özellikle bir besleyici veya iletim hattında kurulan voltaj duran dalgalar için geçerlidir. 

Gerilim duran dalgaları tespit etmek daha kolay olduğundan ve birçok durumda gerilimler cihaz arızası açısından daha önemli olduğundan, özellikle RF tasarım alanlarında VSWR terimi sıklıkla kullanılır.

-SWR

SWR, duran dalga oranı anlamına gelir. Bunu, koaksiyel kablo gibi bir iletim hattı üzerindeki bir elektromanyetik alanın (EM alanı) tekdüze olmamasının matematiksel ifadesi olarak görebilirsiniz. 

Genellikle SWR, maksimum radyo frekansı (RF) voltajının hat boyunca minimum RF voltajına oranı olarak tanımlanır. Duran dalga oranı (SWR) üç özelliğe sahiptir:

SWR aşağıdaki özelliklere sahiptir:

● Hat üzerinde görünen voltaj ve mevcut duran dalgaları tanımlar. 

● Bu hem akım hem de gerilim durağan dalgalar için genel bir tanımdır. 

● Bu genellikle durağan dalga oranını tespit etmek için kullanılan sayaçlarla birlikte kullanılır. 

DİKKAT: Belirli bir uyumsuzluk için hem akım hem de voltaj aynı oranda yükselir ve düşer.

Yüksek bir SWR, zayıf iletim hattı verimliliğini ve yansıyan enerjiyi gösterir, bu da vericiye zarar verebilir ve verici verimliliğini düşürebilir. SWR genellikle voltaj oranına atıfta bulunduğundan, genellikle voltaj sabit dalga oranı (VSWR) olarak bilinir.

● PSWR (Güç Daimi Dalga Oranı):

Bazı zamanlarda da görülen güç durağan dalga oranı terimi, sadece VSWR'nin karesi olarak tanımlanır. Bununla birlikte, ileri ve yansıyan güç sabit olduğundan (besleyici kayıplarının olmadığı varsayılırsa) ve güç, hem ileri hem de yansıyan elemanların toplamı olan gerilim ve akım duran dalga biçimleriyle aynı şekilde yükselip alçalmadığından bu tam bir yanlıştır.

● ISWR (Mevcut Daimi Dalga Oranı):

SWR, maksimum RF akımının hattaki minimum RF akımına oranı olarak da tanımlanabilir (mevcut sabit dalga oranı veya ISWR). Çoğu pratik amaç için ISWR, VSWR ile aynıdır.

Bazı insanların temel biçimlerinde SWR ve VSWR anlayışına göre mükemmel bir 1: 1'dir. SWR, hatta koyduğunuz tüm gücün antenin dışına itildiği anlamına gelir. SWR 1: 1 değilse, ihtiyaç duyulandan daha fazla güç veriyorsunuz ve bu gücün bir kısmı daha sonra hattan vericinize doğru geri yansıtılıyor ve ardından sinyalinizin temiz olmamasına neden olacak bir çarpışmaya neden oluyor. açık.

Ancak VSWR ve SWR arasındaki fark nedir? SWR (duran dalga oranı) bir kavramdır, yani duran dalga oranı. VSWR, SWR'yi belirlemek için gerilimleri ölçerek aslında ölçümü nasıl yaptığınızdır. SWR'yi akımları ve hatta gücü (ISWR ve PSWR) ölçerek de ölçebilirsiniz. Ancak çoğu amaç ve amaç için, birisi SWR dediğinde VSWR anlamına gelir, ortak konuşmada bunlar birbirinin yerine kullanılabilir.

Antene ne kadar güç gittiği ile ne kadarının geri yansıtıldığı arasındaki oranla ilgili olduğu ve (çoğu durumda) gücün antene itildiği fikrini kavrıyor gibisiniz. Ancak, "gerekenden daha fazla güç veriyorsunuz" ve ardından "sinyalinizin temiz olmamasına neden olacak bir çarpışmaya neden oluyorsunuz" ifadeleri yanlıştır.

VSWR ve Rleflected Power

Daha yüksek SWR durumlarında, gücün bir kısmı veya çoğu basitçe vericiye geri yansıtılır. Temiz bir sinyalle hiçbir ilgisi yoktur ve vericinizin yanmasını önlemekle ilgili her şey vardır ve SWR, dışarı pompaladığınız güç miktarından bağımsızdır. Bu basitçe, frekansta anten sisteminin bir radyatör kadar verimli olmadığı anlamına gelir. Elbette, bir frekansta iletim yapmaya çalışıyorsanız, anteninizin mümkün olan en düşük SWR'ye sahip olmasını tercih edersiniz (Genellikle 2: 1'den daha düşük herhangi bir şey, düşük bantlarda o kadar kötü değildir ve 1.5: 1, daha yüksek bantlarda iyidir) , ancak birçok çoklu bant anten bazı bantlarda 10: 1 olabilir ve kabul edilebilir şekilde çalışabileceğinizi görebilirsiniz.

4) VSWR ve Sistem Verimliliği
İdeal bir sistemde enerjinin% 100'ü güç kademelerinden yüke iletilir. Bu, kaynak empedansı (iletim hattının ve tüm konektörlerinin karakteristik empedansı) ve yük empedansı arasında tam bir eşleşme gerektirir. Sinyalin AC voltajı, parazitsiz geçtiği için uçtan uca aynı olacaktır.

VSWR - Yansıyan Güç Yüzdesi

Gerçek bir sistemde, uyumsuz empedanslar, gücün bir kısmının kaynağa (bir yankı gibi) geri yansımasına neden olur. Bu yansımalar, iletim hattı boyunca zamana ve mesafeye göre değişen gerilimde tepe ve inişlere yol açan yapıcı ve yıkıcı parazitlere neden olur. VSWR, bu voltaj değişimlerini nicelleştirir, dolayısıyla Gerilim Daimi Dalga Oranı için yaygın olarak kullanılan bir başka tanım, iletim hattının herhangi bir noktasında en yüksek voltajın en düşük voltaja oranı olmasıdır.

İdeal bir sistem için voltaj değişmez. Bu nedenle, VSWR değeri 1.0'dır (veya daha genel olarak 1: 1 oranı olarak ifade edilir). Yansımalar meydana geldiğinde, voltajlar değişir ve VSWR daha yüksektir, örneğin 1.2 (veya 1.2: 1). Artan VSWR, azaltılmış iletim hattı (ve dolayısıyla genel verici) verimliliği ile ilişkilidir.

İletim hatlarının verimliliği şu şekilde artar:
1. Artan voltaj ve güç faktörü
2. Gerilimi artırma ve güç faktörünü azaltma
3. Azalan voltaj ve güç faktörü
4. Voltajı düşürme ve güç faktörünü artırma

Gücün bir hattan bir yüke veya antene aktarılmasının etkinliğini tanımlayan dört miktar vardır: VSWR, yansıma katsayısı, uyumsuzluk kaybı ve dönüş kaybı. 

Şimdilik, anlamlarını hissetmek için bir sonraki şekilde grafiksel olarak gösteriyoruz. Üç koşul: 

● Eşleşen bir yüke bağlı hatlar;
● Eşleşmeyen kısa tek kutuplu bir antene bağlı hatlar (anten giriş empedansı, 20 ohm'luk iletim hattı empedansına kıyasla 80 - j50 ohm'dur);
● Hat, antenin bağlanmış olması gereken yerde açık.

Yeşil Eğri - Sonunda eşleşen 50 ohm yük ile 50 ohm hat üzerinde duran dalga

Parametreleri ve sayısal değeri aşağıdaki gibidir:

parametreler	Sayısal değer
Yük Empedansı	50 ohm
Yansıma katsayısı	0
VSWR	1
Uyumsuzluk Kaybı	0 dB
Geri dönüş kaybı	- ∞ dB
Dikkat: [Bu mükemmel; ayakta dalga yok; tüm güç antene / yüke gider]

Mavi Eğri - Kısa tek kutuplu antene 50 ohm hat üzerinde duran dalga

Parametreleri ve sayısal değeri aşağıdaki gibidir:

parametreler	Sayısal değer
Yük Empedansı	20 - j80 ohm
Yansıma katsayısı	0.3805 - j0.7080
Mutlak Yansıma Katsayısı Değeri	0.8038
VSWR	9.2
Uyumsuzluk Kaybı	- 4.5 dB
Geri dönüş kaybı	-1.9 DB
Dikkat: [Bu çok iyi değil; yüke veya antene giden güç mevcut aşağı hareket hattından –4.5 dB azaldı]

Kırmızı Eğri - Sol uçta açık devre ile hat üzerinde duran dalga (anten terminalleri)

Parametreleri ve sayısal değeri aşağıdaki gibidir:

parametreler	Sayısal değer
Yük Empedansı	∞
Yansıma katsayısı	1
VSWR	∞
Uyumsuzluk Kaybı	- 0 dB
Geri dönüş kaybı	0 dB
Uyarı: [Bu çok kötü: hattın sonundan sonra güç aktarılmıyor]

▲GERİ▲

3. SWR'nin önemli parametre göstergeleri

1) İletim Hatları ve SWR

AC şebeke gücünü tüm peyzaj boyunca dağıtan tepegöz devleri gibi, bir AC akımı taşıyan herhangi bir iletken, bir iletim hattı olarak değerlendirilebilir. Tüm farklı iletim hatlarını dahil etmek, bu makalenin kapsamı dışında kalacaktır, bu nedenle tartışmayı yaklaşık 1 MHz ila 1 GHz arasındaki frekanslarla ve iki yaygın hat türü ile sınırlayacağız: koaksiyel (veya "koaksiyel") ve paralel iletken (aka, açık telli, pencere çizgisi, merdiven çizgisi veya biz adlandıracağımız gibi çift uçlu) Şekil 1'de gösterildiği gibi.

Açıklama: Koaksiyel kablo (A), yalıtkan bir plastik veya hava dielektrik ile çevrelenmiş katı veya telli bir merkez iletkenden ve katı veya dokuma tel örgü olan boru şeklinde bir blendajdan oluşur. İletkenleri korumak için blendajı plastik bir kılıf çevreler. İkiz uçlu (B), bir çift paralel katı veya çok telli kablodan oluşur. Teller, kalıplanmış plastik (pencere hattı, çift uçlu) veya seramik veya plastik izolatörler (merdiven hattı) ile yerinde tutulur.

Akım, iletkenlerin yüzeyi boyunca zıt yönlerde akar (“Cilt Etkisi” kenar çubuğuna bakın). Şaşırtıcı bir şekilde, hat boyunca akan RF enerjisi, akımın olduğu iletkenlerde gerçekten akmaz. İletkenler arasındaki ve etrafındaki boşlukta elektromanyetik (EM) dalga olarak hareket eder. 

Şekil 1, alanın hem koaks hem de çift uçta nerede bulunduğunu gösterir. Koaks için alan, merkez iletken ile ekran arasındaki dielektrik içinde tamamen yer alır. İkiz uçlu kablolar için ise alan, iletkenlerin çevresinde ve arasında en güçlüdür, ancak çevreleyen bir kalkan olmadan alanın bir kısmı hattın etrafındaki boşluğa kadar uzanır.

Koaksinin bu kadar popüler olmasının nedeni budur - içerideki sinyallerin hat dışındaki sinyaller ve iletkenlerle etkileşime girmesine izin vermez. Öte yandan çift uç, diğer besleme hatlarından ve her türlü metal yüzeyden uzakta tutulmalıdır (birkaç çizgi genişliği yeterlidir). Neden çift uç kullanıyorsunuz? Genellikle koakstan daha düşük kayıplara sahiptir, bu nedenle sinyal kaybının önemli olduğu durumlarda daha iyi bir seçimdir.

Yeni Başlayanlar İçin İletim Hattı Eğitimi (Kaynak: AT&T)

Cilt Etkisi Nedir?

Yaklaşık 1 kHz'nin üzerinde, AC akımları, iletkenlerin yüzeyi boyunca giderek daha ince bir tabaka halinde akar. Bu cilt etkisi. İletkenin içindeki girdap akımlarının, akımı iletkenin dış yüzeyine iten manyetik alanlar oluşturması nedeniyle oluşur. Bakırda 1 MHz'de akımın çoğu, iletkenin dış 0.1 mm'si ile sınırlıdır ve 1 GHz ile akım, sadece birkaç µm kalınlığında bir katmana sıkıştırılır.

2) Yansıma ve Geçirgenlik Katsayıları

Yansıma katsayısı, bir yanlış eşleşmeden geri yansıyan olay sinyalinin oranıdır. Yansıma katsayısı ρ veya Γ olarak ifade edilir, ancak bu semboller VSWR'yi temsil etmek için de kullanılabilir. Doğrudan VSWR ile ilgilidir.

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Şekil Bu, yük empedansı tarafından geri yansıtılan bir sinyalin oranıdır ve bazen yüzde olarak ifade edilir.

Mükemmel bir eşleşme için, yük tarafından hiçbir sinyal yansıtılmaz (yani, tamamen emilir), dolayısıyla yansıma katsayısı sıfırdır. 

Açık veya kısa devre için, sinyalin tamamı geri yansıtılır, bu nedenle her iki durumda da yansıma katsayısı 1'dir. Bu tartışmanın yalnızca yansıma katsayısının büyüklüğü ile ilgilendiğini unutmayın.  

Γ aynı zamanda, kısa devre ile açık devre ve aradaki tüm durumlar arasında ayrım yapan ilişkili bir faz açısına sahiptir. 

Örneğin, bir açık devreden yansıma, olay ve yansıyan dalga arasında 0 derecelik bir faz açısı ile sonuçlanır, bu, yansıyan sinyalin, açık devre konumunda gelen sinyal ile aynı fazda eklediği anlamına gelir; yani, duran dalganın genliği, gelen dalganın iki katıdır. 

Aksine, bir kısa devre, olay ve yansıyan sinyal arasında 180 derecelik bir faz açısı ile sonuçlanır; bu, yansıyan sinyalin, gelen sinyalin fazının tersi olduğu anlamına gelir, bu nedenle genlikleri çıkarılır ve sıfır ile sonuçlanır. Bu, Şekil 1a ve b'de görülebilir.

Yansıma katsayısının, bir devre veya iletim hattındaki bir empedans uyumsuzluğundan geri yansıyan bir olay sinyalinin fraksiyonu olduğu durumlarda, iletim katsayısı, çıktıda görünen olay sinyalinin oranıdır. 

İç devre etkileşimlerinin yanı sıra yansıtılan sinyalin bir fonksiyonudur. Aynı zamanda karşılık gelen bir genliğe ve faza sahiptir.

3) İade Kaybı ve Ekleme Kaybı nedir?

Geri dönüş kaybı, yansıtılan sinyalin güç seviyesinin desibel (dB) cinsinden ifade edilen giriş sinyalinin güç seviyesine oranıdır, yani,

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

Şekil 2. Kayıpsız bir devrede veya iletim hattında dönüş kaybı ve ekleme kaybı.

Şekil 2'de, iletim hattına 0 dBm'lik bir sinyal olan Pi uygulanır. Yansıtılan güç, Pr, −10 dBm olarak gösterilir ve geri dönüş kaybı 10 dB'dir. Değer ne kadar yüksekse, eşleşme o kadar iyidir, yani mükemmel bir eşleşme için, geri dönüş kaybı ideal olarak ∞'dur, ancak 35 ila 45 dB'lik bir geri dönüş kaybı genellikle iyi bir eşleşme olarak kabul edilir. Benzer şekilde, açık devre veya kısa devre için, olay gücü geri yansıtılır. Bu durumlar için geri dönüş kaybı 0 dB'dir.

Ekleme kaybı, iletilen sinyalin güç seviyesinin desibel (dB) cinsinden ifade edilen giriş sinyalinin güç seviyesine oranıdır, yani,

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

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

Şekil 2'ye bakıldığında, -10 dBm'lik Pr, olay gücünün yüzde 10'unun yansıtıldığı anlamına gelir. Devre veya iletim hattı kayıpsız ise, gelen gücün yüzde 90'ı iletilir. Bu nedenle ekleme kaybı yaklaşık olarak 0.5 dB'dir ve bu da -0.5 dBm'lik bir iletilen güçle sonuçlanır. Dahili kayıplar olsaydı, ekleme kaybı daha büyük olurdu.

4) S parametreleri nedir?

Şekil. İki portlu bir mikrodalga devresinin S-parametresi gösterimi.

S parametrelerini kullanarak, bir devrenin RF performansı, dahili bileşimini bilmeye gerek kalmadan tamamen karakterize edilebilir. Bu amaçlar için, devre genellikle "kara kutu" olarak adlandırılır. Dahili bileşenler aktif (yani yükselticiler) veya pasif olabilir. Tek şart, S-parametrelerinin ilgili tüm frekanslar ve koşullar (örneğin sıcaklık, amplifikatör eğilimi) için belirlenmesi ve devrenin doğrusal olması (yani, çıkışının girişiyle doğru orantılı olmasıdır). Şekil 3, bir girişi ve bir çıkışı (portlar olarak adlandırılır) olan basit bir mikrodalga devresinin bir temsilidir. Her bağlantı noktasında bir olay sinyali (a) ve yansıtılan bir sinyal (b) bulunur. Bu devrenin S parametrelerini (yani, S11, S21, S12, S22) bilerek, kurulu olduğu herhangi bir sistem üzerindeki etkisi belirlenebilir.

S parametreleri, kontrollü koşullar altında ölçülerek belirlenir. Ağ analizörü adı verilen özel bir test ekipmanı kullanılarak, Kontrollü empedanslı (tipik olarak 1 ohm) bir sistemde Port 1 sonlandırılarak Port 2'e bir sinyal (a50) girilir. Analizör aynı anda a1, b1 ve b2'yi ölçer ve kaydeder (a2 = 0). İşlem daha sonra tersine çevrilir, yani Port 2'ye bir sinyal (a2) girişi ile analizör a2, b2 ve b1'i (a1 = 0) ölçer. En basit haliyle, ağ analizörü yalnızca bu sinyallerin genliklerini ölçer. Buna skaler ağ analizörü denir ve VSWR, RL ve IL gibi miktarların belirlenmesi için yeterlidir. Bununla birlikte, tam devre karakterizasyonu için faza da ihtiyaç vardır ve bir vektör ağ analizörünün kullanılmasını gerektirir. S parametreleri aşağıdaki ilişkilerle belirlenir:

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

S11 ve S22, sırasıyla devrenin giriş ve çıkış portu yansıma katsayılarıdır; S21 ve S12 ise devrenin ileri ve geri iletim katsayılarıdır. RL, ilişkilere göre yansıma katsayıları ile ilgilidir.

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

IL, ilişkiler tarafından devrelerin iletim katsayıları ile ilgilidir.

IL Bağlantı Noktası 1'den Bağlantı Noktası 2'ye (dB) = -20 log10 | S21 | ve IL Bağlantı Noktası 2'den Bağlantı Noktası 1'e (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Bu gösterim, keyfi sayıda porta sahip mikrodalga devrelerine genişletilebilir. S-parametrelerinin sayısı bağlantı noktası sayısının karesi kadar artar, bu nedenle matematik daha karmaşık hale gelir, ancak matris cebiri kullanılarak yönetilebilir.

5) Empedans Eşleştirme nedir?

Empedans, elektrik enerjisinin kaynağından uzaklaşırken karşılaştığı karşıtlıktır.  

Yük ve kaynak empedansının senkronize edilmesi, maksimum güç aktarımına yol açan etkiyi iptal edecektir. 

Bu, maksimum güç aktarım teoremi olarak bilinir: Maksimum güç aktarım teoremi, radyo frekansı iletim düzeneklerinde ve özellikle RF antenlerinin kurulumunda kritiktir.

Empedans eşleştirme, voltajı ve gücü en iyi şekilde taşımak istediğiniz RF kurulumlarının verimli çalışması için kritik öneme sahiptir. RF tasarımında, kaynak ve yük empedanslarının eşleşmesi, RF gücünün iletimini maksimize edecektir. Antenler, empedansları iletim kaynağının çıkış empedansıyla eşleştiğinde maksimum veya optimum güç aktarımı alacaktır.

50Ohm empedans, çoğu RF sistemi ve bileşeninin tasarımı için standarttır. Çeşitli RF uygulamalarında bağlantının temelini oluşturan koaksiyel kablo, 50 Ohm'luk tipik bir empedansa sahiptir. 1920'lerde yapılan RF araştırması, RF sinyallerinin aktarımı için en uygun empedansın voltaj ve güç aktarımına bağlı olarak 30 ila 60 Ohm arasında olacağını buldu. Nispeten standart empedansa sahip olmak, kablolar ile WiFi veya Bluetooth antenleri gibi bileşenler arasında eşleşmeye izin verir, PCB ve zayıflatıcılar. ZigBee GSM GPS ve LoRa dahil olmak üzere bir dizi anahtar anten türü 50 Ohm'luk bir empedansa sahiptir.

Yansıma Katsayısı - Kaynak: Wikipedia

Empedanstaki bir uyumsuzluk, voltaj ve akım yansımalarına yol açar ve RF kurulumlarında bu, sinyal gücünün kaynağına geri yansıtılacağı anlamına gelir; orantı, uyumsuzluğun derecesine bağlıdır. Bu, RF gücünün kaynağından anten gibi bir yüke transferinin verimliliğinin bir ölçüsü olan Gerilim Daimi Dalga Oranı (VSWR) kullanılarak karakterize edilebilir.

Örneğin 75Ohm anten ve 50 Ohm koaksiyel kablolama gibi kaynak ve yük empedansları arasındaki uyumsuzluk, seri dirençler, transformatörler, yüzeye monte empedans eşleştirme pedleri veya anten ayarlayıcıları gibi bir dizi empedans eşleştirme cihazı kullanılarak aşılabilir.

Elektronikte empedans uyumu, elektrik yükünün empedansının güç veya tahrik kaynağının empedansına uyması için bir devre veya elektronik uygulama veya bileşen kurulumunun oluşturulmasını veya değiştirilmesini içerir. Devre, empedansların aynı görünmesi için tasarlanmış veya düzenlenmiştir.

İletim hatları içeren sistemlere bakıldığında, kaynakların, iletim hatlarının / besleyicilerin ve yüklerin hepsinin karakteristik bir empedansa sahip olduğunu anlamak gerekir. 50Ω RF uygulamaları için çok yaygın bir standarttır, ancak bazı empedanslar bazen bazı sistemlerde görülebilir.

Kaynaktan iletim hattına veya iletim hattından yüke maksimum güç aktarımını elde etmek için, direnç, başka bir sisteme giriş veya anten olsun, empedans seviyeleri eşleşmelidir.

Başka bir deyişle, bir 50Ω sistemi için kaynak veya sinyal oluşturucu, 50 a'nin bir kaynak empedansına sahip olmalı, iletim hattı 50 so olmalı ve böylece yükü taşımalıdır.

Güç, iletim hattına veya besleyiciye aktarıldığında ve yüke doğru yol aldığında ortaya çıkan sorunlar. Bir uyuşmazlık varsa, yani yük empedansı iletim hattınınkine uymuyorsa, o zaman tüm gücün aktarılması mümkün değildir.

Güç yok olamayacağından, yüke aktarılmayan gücün bir yere gitmesi gerekir ve orada iletim hattı boyunca tekrar kaynağa doğru geri gider.

Bu olduğunda, besleyicideki ileri ve yansıyan dalgaların gerilimleri ve akımları, besleyicideki farklı noktalara fazlara göre eklenir veya çıkarılır. Bu şekilde ayakta dalgalar kurulur.

Efektin meydana gelme şekli, bir ip uzunluğu ile gösterilebilir. Bir ucu serbest bırakılırsa, diğeri aşağıya doğru hareket ettirilirse, dalga hareketinin ip boyunca aşağı doğru hareket ettiği görülebilir. Bununla birlikte, bir uç sabitlendiğinde sabit bir dalga hareketi kurulur ve minimum ve maksimum titreşim noktaları görülebilir.

Yük direnci besleyicinin empedans voltajından düşük olduğunda ve akım büyüklükleri ayarlanır. Burada, yükleme noktasındaki toplam akım, tam olarak eşleşen hattınkinden daha yüksektir, oysa voltaj daha azdır.

Besleyici boyunca akım ve gerilim değerleri besleyici boyunca değişir. Yansıtılan gücün küçük değerleri için dalga formu neredeyse sinüzoidaldir, fakat daha büyük değerler için tam dalga doğrultulmuş bir sinüs dalgası gibi olur. Bu dalga formu, ileri güçten gelen voltaj ve akım ile yansıyan güçten gelen voltaj ve akımdan oluşur.

Yükten dalga boyunun dörtte birinde, akım minimumda iken kombine gerilimler maksimum bir değere ulaşır. Yükten bir dalga boyunun yarısı kadar bir mesafede gerilim ve akım yükte olduğu gibidir.

Benzer bir durum, yük direnci besleyici empedansından daha büyük olduğunda ortaya çıkar, ancak bu kez yükteki toplam voltaj mükemmel şekilde eşleşen çizginin değerinden daha yüksektir. Voltaj, yükten bir dalga boyunun dörtte birinde bir minimumda bulunur ve akım maksimumdadır. Bununla birlikte, yükten yarım dalga boyunda bir mesafede gerilim ve akım yükte olduğu gibidir.

Daha sonra, hattın sonuna yerleştirilen bir açık devre olduğunda, besleyicinin sabit dalga modeli kısa devreninkine benzer, ancak gerilim ve akım desenleri ters çevrilmiştir.

▲GERİ▲

6) Yansıyan Enerji nedir?
İletilen bir dalga, kayıpsız iletim hattı ile yük arasındaki sınıra çarptığında (Aşağıdaki Şekil 1.'e bakınız), yüke bir miktar enerji aktarılacak ve bir kısmı yansıtılacaktır. Yansıma katsayısı, gelen ve yansıyan dalgaları şu şekilde ilişkilendirir:

Γ = V- / V + (Eşitlik 1)

Burada V, yansıyan dalgadır ve V + gelen dalgadır. VSWR, voltaj yansıma katsayısının (Γ) büyüklüğü ile ilgilidir:

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

VSWR doğrudan bir SWR ölçer ile ölçülebilir. Vektör ağ analizörü (VNA) gibi bir RF test cihazı, giriş portunun (S11) ve çıkış portunun (S22) yansıma katsayılarını ölçmek için kullanılabilir. S11 ve S22, sırasıyla giriş ve çıkış portundaki Γ ile eşdeğerdir. Matematik modlu VNA'lar da sonuçta elde edilen VSWR değerini doğrudan hesaplayabilir ve görüntüleyebilir.

Giriş ve çıkış portlarındaki geri dönüş kaybı, yansıma katsayısı, S11 veya S22'ten aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (Eşitlik 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (Eşitlik 4)

Yansıma katsayısı, iletim hattının karakteristik empedansından ve yük empedansından aşağıdaki şekilde hesaplanır:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Denklem 5)

ZL'nin yük empedansı olduğu ve ZO'nun iletim hattının karakteristik empedansı olduğu yerlerde (Şekil 1).

VSWR ayrıca ZL ve ZO olarak da ifade edilebilir. 5 Denklemini 2 Denklemine Yerine Getirerek Elde Ediyoruz:

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

ZL için> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Bu nedenle:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Denklem 6)
ZL <ZO, | ZL - ZO için | = ZO - ZL

Bu nedenle:

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

Yukarıda, VSWR'nin, bir 1: 1.5 örneği olarak, 1'e göre oran formunda verilen bir şartname olduğunu not ettik. İki özel VSWR vakası vardır: ∞: 1 ve 1: 1. Yük bir açık devre olduğunda sonsuzluğun bire bir oranı oluşur. 1: 1 oranı, yük iletim hattı karakteristik empedansına mükemmel şekilde uyduğunda oluşur.

VSWR, iletim hattında kendiliğinden ortaya çıkan durgun dalgadan şöyle tanımlanır:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Denklem 8)

VMAX'in maksimum genlik ve VMIN, durgun dalganın minimum genliği olduğu durumlarda. Üstün empoze edilmiş iki dalga ile maksimum, gelen ve yansıyan dalgalar arasında yapıcı girişim olmasıyla oluşur. Böylece:

VMAX = V + + V- (Denklem 9)

maksimum yapıcı girişim için. Minimum genlik, yapısökümlü girişim ile ortaya çıkar veya:

VMIN = V + - V- (Denklem 10)

9 ve 10 Denklemlerinin Denklem 8 verimlerine dönüştürülmesi


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

1 Denkleminin 11 Denklemine Yerine Getirilmesi:

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

Denklem 12, bu makalenin başında belirtilen Denklem 2'dir.

▲GERİ▲

4. VSWR Hesaplayıcı: VSWR Nasıl Hesaplanır? 

Empedans uyumsuzlukları, iletim hattı boyunca duran dalgalarla sonuçlanır ve SWR, kısmi duran dalganın bir antinoddaki (maksimum) genliğinin hat boyunca bir düğümdeki (minimum) genliğe oranı olarak tanımlanır.

Elde edilen oran normal olarak bir oran olarak ifade edilir, örneğin 2: 1, 5: 1, vb. Mükemmel bir eşleşme 1: 1 ve tam bir uyumsuzluktur, yani kısa veya açık bir devre ∞: 1'tir.

Uygulamada herhangi bir besleyici veya iletim hattında bir kayıp vardır. VSWR'yi ölçmek için, sistem üzerinde o noktada ileri ve geri güç algılanır ve bu, VSWR için bir şekle dönüştürülür. 

Bu şekilde, VSWR belirli bir noktada ölçülür ve voltaj maksimum ve minimumlarının hat uzunluğu boyunca belirlenmesine gerek yoktur.

Düzgün bir iletim hattındaki duran bir dalganın voltaj bileşeni, yansıyan dalganın (Vr genliği ile) üst üste binen ileri dalgadan (Vf genliğine sahip) oluşur. Yansımalar, aksi halde tek tip bir iletim hattındaki bir kusur gibi süreksizliklerin bir sonucu olarak veya bir iletim hattı karakteristik empedansından farklı bir şekilde sonlandırıldığında meydana gelir.

Antenlerin performansını belirlemekle ilgileniyorsanız, VSWR her zaman vericinin çıkışı yerine anten terminallerinde ölçülmelidir. İletim kablolarındaki omik kayıplar nedeniyle, daha iyi bir VSWR antenine sahip olma yanılsaması yaratılacaktır, ancak bunun nedeni, bu kayıpların anten terminallerindeki ani bir yansımanın etkisini azaltmasıdır.

Anten genellikle vericiden biraz uzakta bulunduğundan, ikisi arasında güç aktarımı için bir besleme hattı gerektirir. Besleme hattında kayıp yoksa ve hem verici çıkış empedansıyla hem de anten giriş empedansıyla eşleşiyorsa, maksimum güç antene iletilecektir. Bu durumda, VSWR 1: 1 olacaktır ve gerilim ve akım besleme hattının tüm uzunluğu boyunca sabit olacaktır.

1) VSWR Hesaplama

Geri dönüş kaybı, gelen dalgadaki gücün yansıyan dalgadakine oranının dB cinsinden bir ölçüsüdür ve bunu negatif bir değere sahip olarak tanımlarız.

Geri dönüş kaybı = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Örneğin, bir yük -10 dB geri dönüş kaybına sahipse, olay gücünün 1 / 10'u yansıtılır. Geri dönüş kaybı ne kadar yüksekse, gerçekte o kadar az güç kaybedilir.

Uyuşmazlık kaybı da önemli ölçüde ilgi çekicidir. Bu, yansıma nedeniyle iletilen gücün ne kadar zayıflatıldığının bir ölçüsüdür. Aşağıdaki ilişki ile verilir:

Uyumsuzluk Kaybı = 10 log (1 -p2)

Örneğin, Tablo 1'den 2: 1'lik bir VSWR'ye sahip bir antenin yansıma katsayısı 0.333, uyumsuzluk kaybı -0.51 dB ve dönüş kaybı -9.54 dB (verici gücünüzün% 11'i geri yansıtılır) )

2) Ücretsiz VSWR Caculation Tablosu

İşte basit bir VSWR hesaplama tablosu. 

Her zaman VSWR'nin 1.0'dan büyük bir sayı olması gerektiğini unutmayın.
VSWR	Yansıma Katsayısı (Γ)	Yansıyan Güç (%)	Gerilim Kaybı	Yansıyan Güç (dB)	Geri dönüş kaybı	Uyumsuzluk Kaybı (dB)
1	0.00	0.00	0	-Sonsuzluk	Sonsuzluk	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	∞	∞	∞
Ekstra Okuma: Antende VSWR Gerilim Daimi Dalga Oranı (VSWR), bir anten ile ona bağlanan besleme hattı arasındaki uyumsuzluk miktarının bir göstergesidir. Bu, Daimi Dalga Oranı (SWR) olarak da bilinir. VSWR için değer aralığı 1'den ∞'a kadardır.  Çoğu anten uygulaması için 2'nin altındaki bir VSWR değeri uygun kabul edilir. Anten, "İyi Eşleşme" olarak tanımlanabilir. Bu nedenle, birisi antenin kötü eşleştiğini söylediğinde, çoğu zaman bu, ilgilenilen bir frekans için VSWR değerinin 2'yi aştığı anlamına gelir.  Geri dönüş kaybı, ilgi konusu olan başka bir özelliktir ve Anten Teorisi bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Genel olarak gerekli bir dönüşüm, dönüş kaybı ile VSWR arasındadır ve bazı değerler, hızlı başvuru için bu değerlerin bir grafiğiyle birlikte grafikte tablo halinde verilmiştir.

Bu hesaplamalar nereden geliyor? Peki, VSWR formülüyle başlayın:

Bu formülü ters çevirirsek, VSWR'den yansıma katsayısını (veya geri dönüş kaybını, s11) hesaplayabiliriz:

Şimdi, bu yansıma katsayısı aslında voltaj cinsinden tanımlanmıştır. Gerçekten ne kadar gücün yansıtıldığını bilmek istiyoruz. Bu, voltajın karesiyle orantılı olacaktır (V ^ 2). Dolayısıyla, yüzde olarak yansıyan güç şöyle olacaktır:

Yansıyan gücü basitçe desibele dönüştürebiliriz:

Son olarak, güç antene ya yansıtılır ya da iletilir. Antene gönderilen miktar () olarak yazılır ve basitçe (1- ^ 2) şeklindedir. Bu, uyumsuzluk kaybı olarak bilinir. Bu, empedans uyumsuzluğu nedeniyle kaybedilen güç miktarıdır ve bunu oldukça kolay bir şekilde hesaplayabiliriz:

Ve VSWR, s11 / dönüş kaybı ve uyumsuzluk kaybı arasında gidip gelmek için bilmemiz gereken tek şey bu. Umarım benim kadar iyi vakit geçirmişsindir.

Dönüşüm tablosu - dBm'den dBW'ye ve W'ye (watt)

Bu tabloda dBm, dBW ve Watt (W) cinsinden güç değerlerinin birbirine nasıl karşılık geldiğini gösteriyoruz.

Güç (dBm)	Güç (dBW)	Güç ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100KW
70	40	10KW
60	30	1KW
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 uW
-20	-50	10 uW
-30	-60	1 uW
-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
nerede: dBm = desibel-milliwatt dBW = desibel-watt MW = megavat KW = kilovat W = watt mW = miliwatt μW = mikrowatt nW = nanovat pW = pikawatt

▲GERİ▲

3) VSWR Formülü

Bu program, Gerilim Daimi Dalga Oranını (VSWR) hesaplamak için bir uygulamadır.

Anten ve verici sistemi kurarken, sistemin herhangi bir yerinde empedans uyumsuzluğundan kaçınmak önemlidir. Herhangi bir uyumsuzluk, çıkış dalgasının bir kısmının vericiye geri yansıtıldığı ve sistemin verimsiz hale geldiği anlamına gelir. Verici, kablo ve anten gibi çeşitli cihazlar arasındaki arabirimlerde uyumsuzluklar meydana gelebilir. Antenlerin empedansı tipik olarak 50 ohm'dur (anten doğru boyutlarda olduğunda). Yansıma meydana geldiğinde, kabloda sabit dalgalar üretilir.

VSWR formülü ve yansıma katsayısı:

Denklem.1	Yansıma katsayısı Γ ​​şu şekilde tanımlanır:	Denklem.2	VSWR veya voltaj sabit dalga oranı
formül		formül
Gama	ZL = Yükün ohm cinsinden değer (tipik olarak bir anten) Zo = İletim hattının ohm cinsinden karakteristik empedansı	Sigma	Ρ'nın 0 ila 1 arasında değişeceği göz önüne alındığında, VSWR için hesaplanan değerler 1 ila sonsuz arasında olacaktır.
Hesaplanan değerler	-1 ≦ Γ ≦ 1 arasında.	Hesaplanan değerler	1 veya 1: 1 oranı.
Değer "-1" olduğunda.	% 100 yansıma meydana gelir ve yüke güç aktarılmaz. Yansıyan dalga, gelen dalga ile fazın 180 derece dışındadır (ters çevrilmiş).	Açık devre ile	Bu, anten bağlı olmayan bir açık devre durumudur. Bu, ZL'nin sonsuz olduğu ve Zo terimlerinin Denklem 1'de kaybolacağı ve Γ = 1 (% 100 yansıma) ve ρ = 1 kalacağı anlamına gelir. Hiçbir güç aktarılmaz ve VSWR sonsuz olacaktır.
Değer "1" olduğunda.	% 100 yansıma meydana gelir ve yüke güç aktarılmaz. Yansıyan dalga gelen dalga ile faz halindedir.	Kısa devre ile	Kablonun ucunda kısa devre olduğunu hayal edin. Bu, ZL'nin 0 olduğu ve Denklem 1'in Γ = -1 ve ρ = 1'i hesaplayacağı anlamına gelir. Güç aktarılmaz ve VSWR sonsuzdur.
Değer "0" olduğunda.	Yansıma olmadığı ve tüm gücün yüke aktarıldığı anlamına gelir. (İDEAL)	Doğru eşleşen anten ile.	Doğru eşleşen bir anten bağlandığında, tüm enerji antene aktarılır ve radyasyona dönüştürülür. ZL 50 ohm'dur ve Denklem 1, Γ değerini sıfır olarak hesaplayacaktır. Böylece VSWR tam olarak 1 olacaktır.
N / A	N / A	Yanlış eşleşen anten ile.	Yanlış eşleştirilmiş bir anten bağlandığında, empedans artık 50 ohm olmayacak ve bir empedans uyumsuzluğu oluşacak ve enerjinin bir kısmı geri yansıtılacaktır. Yansıtılan enerji miktarı uyumsuzluğun seviyesine bağlıdır ve bu nedenle VSWR 1'in üzerinde bir değer olacaktır.
Yanlış karakteristik empedanslı kablo kullanıldığında Anteni vericiye bağlamak için kullanılan kablo / iletim hattı, doğru karakteristik empedans Zo olmalıdır.  Tipik olarak, koaksiyel kablolar 50ohm'dur (televizyonlar ve uydular için 75ohm) ve değerleri kabloların üzerine basılacaktır.  Yansıtılan enerji miktarı uyumsuzluğun seviyesine bağlıdır ve bu nedenle VSWR, 1'in üzerinde bir değer olacaktır.

İnceleme:

Duran dalgalar nedir? İletim hattının ucuna bir yük bağlanır ve sinyal onun boyunca akar ve yüke girer. Yük empedansı iletim hattı empedansı ile uyuşmuyorsa, hareket eden dalganın bir kısmı kaynağa doğru geri yansıtılır.

Yansıma meydana geldiğinde, bunlar iletim hattından geriye doğru hareket eder ve duran dalgalar üretmek için olay dalgalarıyla birleşir. Ortaya çıkan dalganın sabit gibi göründüğünü ve normal bir dalga gibi yayılmadığını ve enerjiyi yüke aktarmadığını not etmek önemlidir. Dalga, sırasıyla anti-düğümler ve düğümler olarak adlandırılan maksimum ve minimum genliğe sahip alanlara sahiptir.

Anteni bağlarken, 1.5 VSWR üretilirse, güç verimliliği% 96'dır. 3.0 VSWR üretildiğinde, güç verimliliği% 75'tir. Gerçek kullanımda, VSWR'yi 3'ü aşmanız önerilmez.

▲GERİ▲

5. Daimi Dalga Oranı Nasıl Ölçülür - Wikipedia Açıklaması
Duran dalga oranını ölçmek için birçok farklı yöntem kullanılabilir. En sezgisel yöntem, bir probun hat boyunca çeşitli noktalarda gerçek voltajı tespit etmesine izin veren açık bir yuvalı iletim hattının bir bölümü olan yarıklı bir hat kullanır. 

Böylece maksimum ve minimum değerler doğrudan karşılaştırılabilir. Bu yöntem, VHF ve daha yüksek frekanslarda kullanılır. Daha düşük frekanslarda, bu tür hatlar pratik olarak uzundur. Yönlü kuplörler HF'de mikrodalga frekansları ile kullanılabilir. 

Bazıları, kullanımlarını daha yüksek frekanslarla sınırlayan çeyrek dalga veya daha uzundur. Diğer yönlü kuplör türleri, iletim yolundaki tek bir noktadaki akımı ve gerilimi örnekler ve bunları tek yönde akan gücü temsil edecek şekilde matematiksel olarak birleştirir.

Amatör operasyonlarda kullanılan yaygın SWR / güç ölçer tipi, çift yönlü bir kuplör içerebilir. Diğer tipler, her iki yönde akan gücü örneklemek için 180 derece döndürülebilen tek bir bağlayıcı kullanır. Bu tipteki tek yönlü kuplörler, birçok frekans aralığı ve güç seviyesi için ve kullanılan analog sayaç için uygun kuplaj değerleri ile mevcuttur.

Dönebilir yönlü kuplör elemanı kullanan yönlü wattmetre

Yönlü kuplörlerle ölçülen ileri ve yansıyan güç, SWR'yi hesaplamak için kullanılabilir. Hesaplamalar matematiksel olarak analog veya dijital formda veya ek bir ölçek olarak sayacın içine yerleştirilmiş grafiksel yöntemler kullanılarak veya aynı sayaçtaki iki iğne arasındaki geçiş noktasından okunarak yapılabilir.

Yukarıdaki ölçüm cihazları "sıralı" olarak kullanılabilir, yani vericinin tam gücü, SWR'nin sürekli izlenmesine izin verecek şekilde ölçüm cihazından geçebilir. Ağ analiz cihazları, düşük güçlü yönlü kuplörler ve anten köprüleri gibi diğer cihazlar, ölçüm için düşük güç kullanır ve vericinin yerine bağlanmalıdır. Köprü devreleri, bir yük empedansının gerçek ve hayali kısımlarını doğrudan ölçmek ve bu değerleri SWR'yi türetmek için kullanmak için kullanılabilir. Bu yöntemler sadece SWR veya ileri ve yansıyan güçten daha fazla bilgi sağlayabilir. [11] Bağımsız anten analizörleri çeşitli ölçüm yöntemlerini kullanır ve SWR'yi ve frekansa karşı çizilen diğer parametreleri görüntüleyebilir. Yönlü kuplörler ve bir köprü kombinasyonunu kullanarak, doğrudan karmaşık empedansta veya SWR'de okuyan bir hat içi enstrüman yapmak mümkündür. [12] Birden fazla parametreyi ölçen bağımsız anten analizörleri de mevcuttur.

▲GERİ▲

6. Sık sorulan sorular

1) Yüksek VSWR'ye ne sebep olur?

VSWR çok yüksekse, bir güç amplifikatörüne geri yansıyan çok fazla enerji olabilir ve bu da dahili devrelere zarar verebilir. İdeal bir sistemde, 1: 1'lik bir VSWR olacaktır. Yüksek VSWR derecesinin nedenleri, hatalı bir yük kullanılması veya hasarlı bir iletim hattı gibi bilinmeyen bir şey olabilir.

2) VSWR'yi Nasıl Azaltıyorsunuz?

Herhangi bir cihazın girişinden veya çıkışından yansıyan sinyali azaltmanın bir tekniği, cihazdan önce veya sonra bir zayıflatıcı yerleştirmektir. Zayıflatıcı, yansıyan sinyali zayıflatma değerinin iki katı azaltırken, iletilen sinyal nominal zayıflatma değerini alır. (İpuçları: VSWR ve RL'nin ağınız için ne kadar önemli olduğunu vurgulamak için, VSWR'den 1.3: 1'den 1.5: 1'e bir performans düşüşü düşünün - bu, 16 dB ila 13 dB'lik Geri Dönüş Kaybında bir değişikliktir).

3) S11 Geri Dönüş Kaybı mı?

Pratikte antenlerle ilgili olarak en çok alıntı yapılan parametre S11'dir. S11, antenden ne kadar gücün yansıtıldığını temsil eder ve dolayısıyla yansıma katsayısı olarak bilinir (bazen gama olarak yazılır: veya geri dönüş kaybı ... Bu kabul edilen güç anten içinde kayıp olarak yayılır veya emilir.

4) VSWR Neden Ölçülür?

VSWR (Gerilim Daimi Dalga Oranı), radyo frekansı gücünün bir güç kaynağından bir iletim hattı aracılığıyla bir yüke (örneğin, bir güç amplifikatöründen bir iletim hattından bir antene) ne kadar verimli bir şekilde iletildiğinin bir ölçüsüdür. . İdeal bir sistemde enerjinin% 100'ü iletilir.

5) Yüksek VSWR'yi Nasıl Düzeltebilirim?

Anteniniz, tamponda veya kamyonet kabininin arkasında olduğu gibi aracın altına monte edilmişse, sinyal antene geri dönerek yüksek bir SWR'ye neden olabilir. Bunu hafifletmek için, antenin en az 12 inçlik kısmını tavan hattının üzerinde tutun ve anteni araçta mümkün olduğunca yükseğe yerleştirin.

6) İyi bir VSWR Okuması nedir?
Olası en iyi okuma 1.01: 1'dir (46dB dönüş kaybı), ancak genellikle 1.5: 1'in altında bir okuma kabul edilebilir. Mükemmel dünyanın dışında çoğu durumda 1.2: 1 (20.8dB geri dönüş kaybı) dikkat çekiyor. Doğru bir okuma sağlamak için, en iyisi ölçüm cihazını antenin tabanına bağlamaktır.

7) 1.5 SWR İyi mi?
Evet öyle! İdeal aralık SWR 1.0-1.5'tir. Aralık SWR 1.5 - 1.9 olduğunda iyileştirme için yer vardır, ancak bu aralıktaki SWR yine de yeterli performans sağlamalıdır. Bazen, kurulumlar veya araç değişkenleri nedeniyle, bundan daha düşük SWR elde etmek imkansızdır.

8) SWR'mi Metre Olmadan Nasıl Kontrol Edebilirim?
SWR ölçer olmadan bir CB radyosunu ayarlamak için adımlar şunlardır:
1) Sınırlı girişime sahip bir alan bulun.
2) Ek bir radyonuz olduğundan emin olun.
3) Her iki radyoyu da aynı kanala ayarlayın.
4) Bir radyoda konuşun ve diğerini dinleyin.
5) Bir radyoyu uzaklaştırın ve ses net olduğunda not alın.
6) Anteninizi gerektiği gibi ayarlayın.

9) Tüm CB Antenlerinin Ayarlanması Gerekiyor mu?
CB sisteminizi çalıştırmak için anten ayarlaması gerekmese de, her zaman bir anteni ayarlamanız için birkaç önemli neden vardır: Geliştirilmiş Performans - Doğru ayarlanmış bir anten DAİMA ayarlanmamış bir antenden daha verimli çalışacaktır.

10) Konuştuğumda SWR'm Neden Yükseliyor??

Yüksek SWR okumalarının en yaygın nedenlerinden biri, SWR ölçüm cihazınızı radyonuza ve anteninize yanlış bir şekilde bağlamaktır. Yanlış takıldığında, her şey mükemmel bir şekilde kurulsa bile okumalar son derece yüksek olarak bildirilecektir. Lütfen SWR ölçüm cihazınızın doğru şekilde kurulduğundan emin olmak için bu makaleye bakın.

7. En İyi Ücretsiz Çevrimiçi 2021'de VSWR Hesaplayıcı

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

▲GERİ▲

Paylaşım bakmakta!

Mesaj bırakın 

İleti listesi