การคำนวณ VSWR (SWR)

เกี่ยวกับ VSWR (SWR)
เมื่อตั้งค่าระบบเสาอากาศและเครื่องส่งสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องหลีกเลี่ยงความต้านทานที่ไม่ตรงกับที่ใดก็ได้ในระบบ ความไม่ตรงกันใด ๆ หมายถึงสัดส่วนของคลื่นเอาท์พุทที่สะท้อนกลับไปยังตัวส่งสัญญาณและระบบจะไม่มีประสิทธิภาพ ความไม่ตรงกันสามารถเกิดขึ้นได้ที่การเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นเครื่องส่งสัญญาณเคเบิลและเสาอากาศ เสาอากาศมีอิมพีแดนซ์ซึ่งโดยทั่วไปคือ 50 โอห์ม (เมื่อเสาอากาศมีขนาดที่ถูกต้อง) เมื่อมีการสะท้อนเกิดขึ้นจะเกิดคลื่นยืนในสายเคเบิล

คลื่นนิ่งคืออะไร
โหลดเชื่อมต่อกับจุดสิ้นสุดของสายส่งและสัญญาณจะไหลไปตามนั้นและเข้าสู่โหลด หากความต้านทานโหลดไม่ตรงกับความต้านทานของสายส่งสัญญาณคลื่นเดินทางส่วนหนึ่งจะถูกสะท้อนกลับไปยังแหล่งกำเนิด

เมื่อการสะท้อนเกิดขึ้นพวกมันจะเคลื่อนที่กลับลงมาตามสายส่งและรวมเข้ากับคลื่นตกกระทบเพื่อสร้างคลื่นนิ่ง มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าคลื่นผลลัพธ์ปรากฏนิ่งเหมือนและไม่แพร่กระจายเหมือนคลื่นปกติและไม่ถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลด คลื่นมีพื้นที่ของแอมพลิจูดสูงสุดและต่ำสุดที่เรียกว่าแอนตีโหนดและโหนดตามลำดับ

เมื่อทำการเชื่อมต่อเสาอากาศหากผลิต VSWR ที่ 1.5 จะทำให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานอยู่ที่ 96% เมื่อ VSWR 3.0 ถูกผลิตขึ้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานจะอยู่ที่ 75% ในการใช้งานจริงไม่แนะนำให้เกิน VSWR ที่ 3
VSWR

สูตรสำหรับ VSWR และค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน
Eq.1 - ค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนแสงΓกำหนดเป็น:

ZL = ค่าเป็นโอห์มของการโหลด (โดยทั่วไปคือเสาอากาศ)
Zo = ความต้านทานลักษณะของสายส่งเป็นโอห์ม

ค่าที่คำนวณได้อยู่ระหว่าง -1 ≦Γ≦ 1

# เมื่อค่าคือ“ -1”
หมายถึงการสะท้อน 100% เกิดขึ้นและไม่มีการถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลด คลื่นสะท้อนกลับอยู่ที่ 180 องศานอกเฟส (กลับด้าน) กับคลื่นตกกระทบ

# เมื่อค่าคือ "1"
หมายถึงการสะท้อน 100% เกิดขึ้นและไม่มีการถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลด คลื่นสะท้อนนั้นอยู่ในเฟสเดียวกับคลื่นตกกระทบ

# เมื่อค่าคือ "0"
หมายถึงไม่มีการสะท้อนเกิดขึ้นและพลังงานทั้งหมดถูกถ่ายโอนไปยังโหลด (ในอุดมคติ)

Eq.2 - VSWR หรืออัตราส่วนคลื่นนิ่งแรงดันไฟฟ้า:


ระบุว่าρจะแตกต่างกันตั้งแต่ 0 ถึง 1 ค่าที่คำนวณได้สำหรับ VSWR จะอยู่ระหว่าง 1 ถึงไม่ จำกัด

กรณีที่เหมาะสมคือเมื่อρคือ 0 โดยให้ VSWR เท่ากับ 1 หรืออัตราส่วน 1: 1

ด้วยวงจรเปิด
นี่คือสภาพวงจรเปิดที่ไม่มีเสาอากาศเชื่อมต่อ หมายความว่า ZL ไม่มีที่สิ้นสุดและเงื่อนไข Zo จะหายไปใน Eq.1 โดยให้Γ = 1 (การสะท้อน 100%) และρ = 1
ไม่มีการถ่ายโอนพลังงานและ VSWR จะไม่มีที่สิ้นสุด

ด้วยไฟฟ้าลัดวงจร
ลองนึกภาพปลายสายมีไฟฟ้าลัดวงจร หมายความว่า ZL คือ 0 และ Eq.1 จะคำนวณΓ = -1 และρ = 1
ไม่มีการถ่ายโอนพลังงานและ VSWR ไม่มีที่สิ้นสุด

ด้วยเสาอากาศที่จับคู่อย่างถูกต้อง
เมื่อเชื่อมต่อเสาอากาศที่ตรงกันอย่างถูกต้องพลังงานทั้งหมดจะถูกถ่ายโอนไปยังเสาอากาศและจะถูกแปลงเป็นรังสี ZL คือ 50 โอห์มและ Eq.1 จะคำนวณΓให้เป็นศูนย์ VSWR จึงจะเท่ากับ 1

ด้วยเสาอากาศที่จับคู่ไม่ถูกต้อง
เมื่อเชื่อมต่อเสาอากาศที่จับคู่ไม่ถูกต้องความต้านทานจะไม่เป็น 50 โอห์มอีกต่อไปและเกิดความไม่ตรงกันของอิมพีแดนซ์และส่วนหนึ่งของพลังงานจะสะท้อนกลับมา ปริมาณพลังงานที่สะท้อนขึ้นอยู่กับระดับของความไม่ตรงกันดังนั้น VSWR จะเป็นค่าที่สูงกว่า 1

เมื่อใช้สายของความต้านทานลักษณะที่ไม่ถูกต้อง
สายเคเบิล / สายส่งที่ใช้ในการเชื่อมต่อเสาอากาศกับเครื่องส่งสัญญาณจะต้องเป็นอิมพีแดนซ์ลักษณะที่ถูกต้องของ Zo โดยทั่วไปแล้วสายโคแอกเชียลคือ 50ohms (75ohms สำหรับโทรทัศน์และดาวเทียม) และค่าเหล่านั้นจะถูกพิมพ์ลงบนสายเคเบิลด้วยตนเอง ปริมาณพลังงานที่สะท้อนขึ้นอยู่กับระดับของความไม่ตรงกันดังนั้น VSWR จะเป็นค่าที่สูงกว่า 1




คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีใช้
- กรุณากรอกค่าลงในกล่องไฟและสีเหลืองเข้มจากนั้นกดปุ่ม ENTER

1. ยืนยันความต้านทานลักษณะสายเคเบิลของคุณและป้อนลงในกล่อง

2. ยืนยันความต้านทานโหลดสัมประสิทธิ์การสะท้อน VSWR ฯลฯ และกด ENTER เพื่อคำนวณ

3. หากการสะท้อนสมบูรณ์เกิดขึ้น POWER REFLECT [%] จะแสดง 100% และกราฟกำลังขับแสดงเป็น 0%
ดูอย่างระมัดระวังในที่ที่มันบอกว่า D = 0 คลื่นทั้งคู่กลายเป็น“ ในเฟส” (ทั้งวงกลมเคลื่อนที่ด้วยกัน) หรือ“ ออกนอกเฟส” (ทั้งสองวงกลมเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม) ขึ้นอยู่กับค่าของสัมประสิทธิ์การสะท้อน

4. กำลังขับที่สามารถคำนวณได้โดยการลบการสูญเสียไม่ตรงกัน (เป็น dB) จากอินพุตไฟฟ้า (dBm) เพื่อให้กำลังขับ (dBm)

ฝากข้อความ 

รายการข้อความ