VSWR (connu sous le nom Taux d'ondes permanent), est une mesure de l'efficacité avec laquelle la puissance radiofréquence est transmise d'une source d'alimentation, via une ligne de transmission, à une charge (par exemple, Amplificateur de puissance par une ligne de transmission, à un antenne).

Les ondes stationnaires sont une valeur clé pour tout système utilisant des lignes de transmission / départs où mesures du VSWR, Le rapport d'onde stationnaire de tension est important.

Les ondes stationnaires sont un problème important lorsque l’on examine les lignes d’alimentation / les lignes de transmission, et le rapport des ondes stationnaires ou plus communément le rapport des ondes stationnaires de tension, VSWR est une mesure du niveau des ondes stationnaires sur un départ.

Les ondes stationnaires représentent une puissance qui n'est pas acceptée par la charge et qui est réfléchie le long de la ligne de transmission ou du départ.

Bien que les ondes stationnaires et le VSWR soient très importants, la théorie et les calculs du VSWR peuvent souvent masquer une vue de ce qui se passe réellement. Heureusement, il est possible d'avoir une bonne vision du sujet sans approfondir la théorie de la RSV.

Stanbases de la vague ding
Lorsqu'on examine des systèmes comprenant des lignes de transmission, il est nécessaire de comprendre que les sources, les lignes de transmission / départs et les charges ont toutes une impédance caractéristique. 50Ω est une norme très courante pour les applications RF, bien que d'autres impédances puissent parfois être observées dans certains systèmes.

Afin d'obtenir le transfert de puissance maximal de la source à la ligne de transmission ou de la ligne de transmission à la charge, que ce soit une résistance, une entrée vers un autre système ou un antenne, les niveaux d'impédance doivent correspondre.

En d'autres termes, pour un système 50Ω, la source ou le générateur de signaux doit avoir une impédance de source de 50Ω, la ligne de transmission doit être en 50Ω et la charge en doit de même.

Un chargeur et une charge adaptés sont nécessaires pour un transfert de puissance maximal

Des problèmes surviennent lorsque le courant est transféré dans la ligne de transport ou le circuit d'alimentation et qu'il se déplace vers la charge. En cas de non concordance, c'est-à-dire que l'impédance de la charge ne correspond pas à celle de la ligne de transmission, il n'est pas possible de transférer toute l'énergie.

Comme le courant ne peut pas disparaître, le courant qui n'est pas transféré dans la charge doit aller quelque part et ensuite il retourne le long de la ligne de transmission en direction de la source.

La puissance est reflétée lorsque les impédances d'alimentation et de charge ne pas correspondre

Voir aussi: Pourquoi ai-je besoin d'un circuit émetteur avant une antenne?

Lorsque cela se produit, les tensions et les courants des ondes réfléchies et réfléchies dans la ligne d’alimentation s’additionnent ou se soustraient à différents endroits de la ligne en fonction des phases. De cette façon, des ondes stationnaires sont mises en place.

La manière dont l'effet se produit peut être démontrée avec une longueur de corde. Si une extrémité est laissée libre et que l'autre est déplacée vers le bas, on peut voir le mouvement de la vague descendre le long de la corde. Cependant, si une extrémité est fixée, un mouvement d'ondes stationnaires est créé, et des points de vibration minimale et maximale peuvent être vus.

Lorsque la résistance de charge est inférieure à la tension d’impédance d’alimentation et aux amplitudes de courant définies. Ici, le courant total au point de charge est supérieur à celui de la ligne parfaitement adaptée, alors que la tension est inférieure.

Modèles d'ondes stationnaires de tension et de courant pour une faible impédance avec une charge inférieure à l'impédance du conducteur

Voir aussi: Outils de calcul VSWR

Les valeurs de courant et de tension le long du chargeur varient le long du chargeur. Pour les petites valeurs de puissance réfléchie, la forme d'onde est presque sinusoïdale, mais pour les grandes valeurs, elle ressemble davantage à une onde sinusoïdale rectifiée. Cette forme d'onde est constituée de la tension et du courant de la puissance directe, ainsi que de la tension et du courant de la puissance réfléchie.

Diagramme des ondes stationnaires de tension et de courants pour la terminaison du départ de court-circuit

Voir Also: Comprendre les réflexions et les ondes stationnaires dans la conception de circuits RF

À une distance d'un quart de longueur d'onde de la charge, les tensions combinées atteignent une valeur maximale alors que le courant est au minimum. A une distance d'une demi-longueur d'onde de la charge, la tension et le courant sont identiques à ceux de la charge.

Une situation similaire se produit lorsque la résistance de la charge est supérieure à l'impédance de l'alimentation, mais cette fois la tension totale à la charge est supérieure à la valeur de la ligne parfaitement adaptée. La tension atteint un minimum à une distance d'un quart de longueur d'onde de la charge et le courant est à un maximum. Cependant, à une distance d'une demi-longueur d'onde de la charge, la tension et le courant sont identiques à ceux de la charge.

Modèles d'ondes stationnaires de tension et de courant pour une faible incompatibilité d'impédance avec une charge élevéeelle que l'impédance d'alimentation

Voir aussi: Calcul VSWR (SWR)

Ensuite, lorsqu’un circuit ouvert est placé à la fin de la ligne, le modèle d’ondes stationnaires du départ est similaire à celui du court-circuit, mais les modèles de tension et de courant sont inversés.

Modèles d'ondes stationnaires de tension et de courant pour ouvert terminaison de départ de circuit

Voir aussi: Faites ce circuit de répéteur radio à la maison

Définition VSWR
La définition de VSWR constitue la base de tous les calculs et formules.

Définition du VSWR:
Le rapport d'onde stationnaire de tension, VSWR est défini comme le rapport entre la tension maximale et minimale sur une ligne sans perte.

Le rapport résultant est normalement exprimé sous forme de rapport, par exemple 2: 1, 5: 1, etc. Une correspondance parfaite est 1: 1 et une non-concordance complète, c.-à-d. Un circuit ouvert ou court est ∞: 1.

En pratique, il y a une perte sur n'importe quelle ligne d'alimentation ou de transmission. Pour mesurer le VSWR, une puissance directe et inverse est détectée à cet endroit du système et convertie en un chiffre pour VSWR. De cette manière, le VSWR est mesuré à un point particulier et il n'est pas nécessaire de déterminer les maxima et les minima de tension sur la longueur de la ligne.

VSWR vs SWR
Les termes VSWR et SWR apparaissent souvent dans la littérature sur les ondes stationnaires dans les systèmes RF, et beaucoup se questionnent sur la différence.

SWR: SWR signifie rapport d'onde stationnaire. Il décrit les ondes stationnaires de tension et de courant qui apparaissent sur la ligne. Il s'agit d'une description générique des ondes stationnaires de courant et de tension. Il est souvent utilisé en association avec des compteurs utilisés pour détecter le taux d'ondes stationnaires. Le courant et la tension augmentent et diminuent dans la même proportion pour un décalage donné.

ROS: Le VSWR ou rapport d'onde stationnaire de tension s'applique spécifiquement aux ondes stationnaires de tension qui sont établies sur une ligne d'alimentation ou de transmission. Comme il est plus facile de détecter les ondes stationnaires de tension et, dans de nombreux cas, les tensions sont plus importantes en termes de panne de l'appareil, le terme VSWR est souvent utilisé, en particulier dans les domaines de conception RF.

Le terme ondes stationnaires de puissance est également vu quelques fois. Cependant, il s'agit d'une erreur complète, car les puissances directe et réfléchie sont constantes (en supposant qu'il n'y ait pas de pertes d'alimentation) et que la puissance ne monte et ne baisse pas de la même manière que les formes d'onde de tension et de courant qui constituent la somme des éléments réfléchis et directs.

Résolution Compteur VSWR utilisé avec un tranfrappeur

Comment VSWR affecte les performances
Il existe plusieurs façons dont VSWR affecte les performances d'un émetteur système ou tout système pouvant utiliser des RF et des impédances adaptées.

Bien que le terme VSWR soit normalement utilisé, la tension et les ondes stationnaires peuvent causer des problèmes. Certains des effets sont détaillés ci-dessous:

Les amplificateurs de puissance de l'émetteur peuvent être endommagés: Les niveaux accrus de tension et de courant observés sur le chargeur à la suite des ondes stationnaires peuvent endommager la sortie trasistors de l'émetteur. Les dispositifs à semi-conducteurs sont très fiables s'ils fonctionnent dans leurs limites spécifiées, mais la tension et les ondes stationnaires de courant sur le chargeur peuvent causer des dommages catastrophiques si elles font fonctionner le dispositif en dehors de leurs limites.

La protection PA réduit la puissance de sortie: Compte tenu du danger très réel que des niveaux élevés de SWR causent des dommages à l'amplificateur de puissance, de nombreux émetteurs intègrent des circuits de protection qui réduisent la sortie de l'émetteur lorsque le SWR augmente. Cela signifie qu'une mauvaise correspondance entre le chargeur et l'antenne se traduira par un SWR élevé qui entraînera une réduction de la sortie et donc une perte importante de puissance transmise.

Des niveaux de tension et de courant élevés peuvent endommager le chargeur: Il est possible que les niveaux de tension et de courant élevés provoqués par le rapport élevé des ondes stationnaires puissent endommager un chargeur. Bien que dans la plupart des cas, les départs seront exploités bien dans leurs limites et que le doublement de la tension et du courant devrait pouvoir être pris en compte, il existe des circonstances où des dommages peuvent être causés. Les maxima actuels peuvent provoquer un échauffement local excessif qui pourrait déformer ou faire fondre les plastiques utilisés, et les hautes tensions sont connues pour provoquer des arcs dans certaines circonstances.

Les retards causés par les réflexions peuvent provoquer une distorsion: Lorsqu'un signal est réfléchi par discordance, il est réfléchi vers la source et peut ensuite être réfléchi vers l'antenne. Un retard est introduit égal à deux fois le temps de transmission du signal le long du départ. Si des données sont transmises, cela peut provoquer des interférences entre symboles, et dans un autre exemple où la télévision analogique était transmise, une image «fantôme» a été vue.

Réduction du signal par rapport à un système parfaitement adapté: Il est intéressant de noter que la perte de niveau de signal causée par un mauvais VSWR n'est pas aussi importante que certains peuvent l'imaginer. Tout signal réfléchi par la charge est réfléchi vers l'émetteur et comme l'adaptation au niveau de l'émetteur peut permettre au signal d'être à nouveau réfléchi vers l'antenne, les pertes encourues sont fondamentalement celles introduites par la ligne d'alimentation. À titre indicatif, une longueur de câble coaxial de 30 mètres avec une perte d'environ 1.5 dB à 30 MHz signifiera qu'une antenne fonctionnant avec un VSWR ne donnera qu'une perte d'un peu plus de 1 dB à cette fréquence par rapport à une antenne parfaitement adaptée.

Le taux d'ondes stationnaires est un paramètre important pour tout système d'alimentation. Bien que des ondes stationnaires de courant et de tension soient configurées, c'est souvent le rapport des ondes stationnaires de tension qui est plus largement discuté, du fait qu'il est plus facile à détecter et à mesurer.

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