在射频系统中,最常用的参数是电压驻波比(VSWR),用来衡量器件匹配是否良好。今天我们就来简单聊聊VSWR及其计算。
(一)定义
驻波比全称电压驻波比,又名VSWR和SWR,为英文 Voltage Standing Wave Ratio 的简写。即输入阻抗与特性阻抗不一致时,产生的反射波和入射波在馈线上叠加形成驻波,其相邻电压最大值和最小值之比就是电压驻波比,阻抗失配越大,驻波的幅度越大。
简单来说,就是一般在传输线上的电磁波由行波(向前传输的波)和反射波构成,驻波比就是反映波停留的状态,如驻波比越大,波就越停留在原地,如果驻波比无穷大,就代表波是停留在原地。电压驻波比过大,将缩短通信距离,而且反射功率将返回发射机功放部分,容易烧坏功放管,影响通信系统正常工作。
(二)计算方式
虽然VSWR的概念很容易理解,但直接测量却极其困难。因此当需要测量其他参数例如回波损耗或反射系数,这些参数都可用于计算VSWR。
回波损耗(RL)是入射功率与因失配而由负载反射回来的功率之间的功率差(以dB表示)。
回波损耗(RL)=-0log(Preflected /Pincident )
一旦掌握回波损耗,下一步就是计算反射系数(Γ),
RL=-20*log(Γ)
Γ=10(-RL/20)
然后可通过以下公式计算VSWR:
驻波比(VSWR)=(1+Γ)/(1– Γ)
(三)Pasternack 计算工具
在射频设计时,可使用Pasternack VSWR / 回波损耗计算器,只要输入VSWR,回波损耗,反射系数中的任一数值,则会直接计算出其他的数值,更加简便。
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