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认识电压驻波比VSWR

  业余无线电爱好者在与天线打交道的时候少不了要处理驻波比,而提起驻波比,我们平常说的一般都是电压驻波比(VSWR)。什么是电压驻波比,而这个参数又是怎么计算出来的呢?我们今天试着不深入了解研究,而是简单地了解一下它在业余无线电中的含义。

  任何包含传输线的无线电系统中,无线电信号的发射者,传递信号的传输线以及无线电信号的负载都具有特征阻抗。平常用于业余无线电信号的发射和接收系统多具有50欧姆的特征阻抗,而在有线电视系统中的特征阻抗多为75欧姆。当这个系统中所有设备的特征阻抗都相同时,问题不大。但若是发射机和传输线欧姆时,就会产生一些问题。

  我们可以简单地认为当负载的特征阻抗与传输线和发射机不一致时,发射机所发出的功率不能够完全地被负载接收。必然有一些功率要沿着传输线返回到发射机。此时,在传输线中的正向波和反向波的电压电流将在不同的点根据相位关系叠加并相加减,从而在传输线上产生驻波。如果你找一根绳儿,拴住一段并上下摇晃另一端,你就能够在绳上看到振荡的最小和最大点。它和传输线上的驻波关系是类似的。

  VSWR是衡量传输线上驻波情况的一个定义。它定义为在无损耗的传输线上,电压最大值点的电压和最小值点电压的比值。虽然在传输线上电流也满足同样的关系,但测量电压总比测量电流要来得简单。如果天线的阻抗匹配和发射机以及馈线的阻抗是匹配的,那么测量到的VSWR应该是1:1也即1。而当阻抗不能完全匹配的时候,VSWR可能为2:1甚至5:1以上。

  1:发射机的功率放大器部分可能会损坏。由于天馈系统不匹配,返回到发射机的功率可能是功放末级晶体管难以承受的。强行发射有可能会烧坏机器,现在的机器大部分都有自动保护,但仍不可掉以轻心——另外,保护的时候机器自动降低功率,使得发射的效果大打折扣。

  2:驻点的高电压和电流有可能会损坏馈线。虽然这是一种极为稀有的情况,但如果发射机没有保护,仍然以大功率发射电波,那么馈线的包裹材料可能会被损坏。

  3:反射波可能会带来失真。如果收发信机是全双工的机器,自己的信号通过较长的馈线反射回来可能会干扰接收机。

  当然,作为业余无线电的设备来说,最大的问题仍然是1中所提到的问题。那么,平常我们按照驻波比来调整天线,究竟和发射效率有什么关系呢?

  如果你认清了驻波比的本质,你就会发现驻波比实际上形容的是天线系统和发射机系统之间的阻抗匹配关系,而根据天线结构的不同,并不是所有的优秀天线欧姆。八木天线欧姆,而其他的一些天线阻抗则可能为几百欧姆。如果直接接入发射机的话,其VSWR会非常高,但你不能称其为“低效率天线”,而应使用适当的阻抗匹配方式将其妥善匹配。而同样的,一个50欧姆的无感电阻接在馈线的完美匹配,但其辐射效率为0。返回搜狐,查看更多

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