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Comment calculer le rapport de tension des ondes stationnaires?

Date:2019/11/9 12:54:18 Hits:


Pour une radio (émetteur ou récepteur) pour alimenter une antenne, l'impédance de la radio et de la ligne de transmission doit être bien adaptée à l'al'impédance de ntenna. Le paramètre ROS est une mesure qui décrit numériquement l’adéquation de l’impédance de l’antenne à la radio ou à la ligne de transmission à laquelle elle est connectée.


VSWR signifie Taux d'ondes permanent, et est également appelé rapport d’ondes stationnaires (SWR). Le VSWR est une fonction du coefficient de réflexion qui décrit la puissance réfléchie par l'antenne. Si le coefficient de réflexion est donné par .


Le coefficient de réflexion est également appelé s11 ou perte de retour. Reportez-vous au tableau vswr ci-dessous pour voir un mappage numérique entre la puissance réfléchie, le s11 et le VSWR. Si vous ne voulez pas utiliser des équations compliquées pour comprendre la relation entre VSWR, perte de mismatch, s11 / gamma et souhaitez une calculatrice pour le faire pour vous, consultez notre page de calculateur VSWR et nous effectuerons la conversion VSWR pour toi.

Le VSWR est toujours un nombre réel et positif pour les antennes. Plus le VSWR est petit, plus l'antenne est adaptée à la ligne de transmission et plus de puissance est fournie à l'antenne. Le VSWR minimum est 1.0. Dans ce cas, l’antenne ne réfléchit pas de puissance, ce qui est idéal.

Les antennes doivent souvent satisfaire à une exigence de bande passante exprimée en termes de VSWR. Par exemple, une antenne peut prétendre fonctionner à partir de 100-200 MHz avec VSWR



Signification physique de VSWR

Le VSWR est déterminé à partir de la tension mesurée le long d'une ligne de transmission menant à une antenne. VSWR est le rapport entre l'amplitude maximale d'une onde stationnaire et l'amplitude minimale d'une onde stationnaire, comme le montre la figure suivante:



Dans l'industrie, VSWR est parfois prononcé "à savoir"

Lorsqu'une antenne n'est pas adaptée au récepteur, la puissance est réfléchie (le coefficient de réflexion, n'est donc pas nul). Cela provoque une "onde de tension réfléchie" qui crée des ondes stationnaires le long de la ligne de transmission. Le résultat est les pics et les vallées comme le montre la figure 1. Si VSWR = 1.0, il n'y aurait pas de puissance réfléchie et la tension aurait une magnitude constante le long de la ligne de transmission.



VSWR, Reflected Power et s11

Un VSWR de 3 est-il mauvais? Quelle est la qualité d'un VSWR de 12? Eh bien, il n'y a pas de règles strictes. Dans cette section, nous allons essayer de mettre le numéro VSWR dans son contexte. Le tableau ci-dessous illustre la relation entre VSWR, la puissance totale réfléchie et (également appelé s11) et la puissance totale réfléchie. Notez que la puissance réfléchie est simplement le coefficient de réflexion au carré.


Dans le tableau ci-dessus, un VSWR de 4 a 36% de la puissance délivrée par le récepteur réfléchie par l'antenne (64% de la puissance est fournie à l'antenne). Notez qu'une puissance réfléchie de 0 dB indique que toute la puissance est réfléchie (100%), tandis que -10 dB indique que 10% de la puissance est réfléchi. Si tout le pouvoir est réfléchi, le VSWR serait infini.

Notez que VSWR est une fonction hautement non linéaire du coefficient de réflexion. C'est-à-dire qu'il y a très peu de différence de puissance réfléchie lorsque le VSWR augmente de 9 à 10; Toutefois, la puissance réfléchie varie de 11 en% lorsque le VSWR passe de 1 à 2.




En général, si le VSWR est sous 2, l’adaptation d’antenne est considérée comme très bonne et l’adaptation d’impédance ne servirait à rien. Au fur et à mesure que le VSWR augmente, il existe des principaux négatifs 2. Le premier est évident: l’antenne réfléchit plus de puissance et n’est donc pas transmise. Cependant, un autre problème se pose. Au fur et à mesure que le VSWR augmente, la radio émet plus de puissance. De grandes quantités d’énergie réfléchie peuvent endommager la radio. De plus, les radios ont du mal à transmettre les bons bits d’information lorsque l’antenne est mal adaptée (ceci est défini numériquement en fonction d’une autre métrique, EVM - Error Vector Magnitude).



Spécifications VSWR pour les antennes

Souvent dans l'industrie, les antennes sont criblées (critères réussite / échec) en fonction des spécifications VSWR (spécifications VSWR). Il s'agit d'une méthode de mesure passive des antennes pour déterminer si elles sont correctement accordées rapidement. L'antenne est mesurée avec un analyseur de réseau et le VSWR en fonction de la fréquence est enregistré. A titre d'exemple, considérons cette situation où le VSWR des antennes 5 est mesuré et tracé, ainsi que les lignes 4 qui représentent les spécifications du VSWR pour cette antenne (en bleu):



Les spécifications VSWR de la figure 2 sont définies par:

(1) VSWR <3.8 pour 825MHz <f <910 MHz

(2) VSWR> 4.0 pour 1200MHz <f <1400 MHz

(3) VSWR> 3.0 à f = 1.7 GHz, réduit linéairement à VSWR> 2.0 à f = 1.8 GHz

(4) VSWR <3.0 pour 1860MHz <f <2000 MHz

Sur la figure 2, l’antenne à courbe rouge VSWR ne respecterait pas la deuxième spécification et l’antenne à courbe bleu pâle VSWR manquerait (marginalement) à la quatrième spécification. Ceci est illustré à la figure 3:



L'établissement de spécifications VSWR est un travail délicat pour les ingénieurs d'antenne. L'idée est de faire échouer les valeurs aberrantes (antennes désaccordées ou antennes avec connecteurs cassés, etc.). Cependant, il est difficile en pratique de déterminer la variance acceptable, en particulier dans les industries à fort volume où une spécification stricte pourrait faire défaut à des milliers de bonnes antennes.

Notez que VSWR est une mesure de la quantité d'énergie fournie à une antenne. Cela ne signifie pas que l’antenne dégage toute la puissance qu’elle reçoit. Le VSWR mesure donc le potentiel de rayonnement. Un faible RSV signifie que l'antenne est bien adaptée, mais ne signifie pas nécessairement que la puissance délivrée est également émise. Une chambre anéchoïque ou un autre test d'antenne rayonnée est nécessaire pour déterminer la puissance rayonnée. VSWR seul n'est pas suffisant pour déterminer si une antenne fonctionne correctement.

Le VSWR peut également être mesuré sur le graphique de Smith. VSWR n'est qu'une mesure scalaire, alors que le diagramme de Smith montre à la fois la magnitude et la phase. Voir la page Carte Smith pour plus de détails.



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