Relación de onda estacionaria de parámetros eléctricos. Sobre antenas, cables coaxiales y VSWR, de forma sencilla sobre cosas complejas. ¿Qué puede provocar un equilibrio inexacto?

Al instalar y configurar sistemas de comunicación por radio, a menudo se mide una cantidad no del todo clara llamada ROE. ¿Cuál es esta característica, además del espectro de frecuencia indicado en las características de la antena?
Nosotros contestamos:
La relación de onda estacionaria (SWR), la relación de onda viajera (TWR) y la pérdida de retorno son términos que caracterizan el grado de coincidencia de la ruta de radiofrecuencia.
EN líneas de alta frecuencia transmisión, la correspondencia de la resistencia de la fuente de la señal con la impedancia de onda de la línea determina las condiciones para el paso de la señal. Cuando estas resistencias son iguales, se produce un modo de onda viajera en la línea, en el que toda la potencia de la fuente de señal se transfiere a la carga.

La resistencia del cable medida en corriente continua por un probador mostrará un circuito abierto o un cortocircuito dependiendo de lo que esté conectado al otro extremo del cable, y la impedancia característica de un cable coaxial está determinada por la relación de los diámetros del interior. y conductores exteriores del cable y las características del aislante entre ellos. La impedancia característica es la resistencia que proporciona una línea a una onda viajera de una señal de alta frecuencia. La impedancia característica es constante a lo largo de la línea y no depende de su longitud. Para las radiofrecuencias, la impedancia característica de la línea se considera constante y puramente activa. Es aproximadamente igual a:
donde L y C son la capacitancia e inductancia distribuidas de la línea;

Donde: D es el diámetro del conductor exterior, d es el diámetro del conductor interior, es la constante dieléctrica del aislante.
Al calcular los cables de radiofrecuencia se busca obtener un diseño óptimo que proporcione altas características eléctricas con el menor consumo de materiales.
Cuando se utiliza cobre para los conductores internos y externos de un cable de radiofrecuencia, se aplican las siguientes proporciones:
La atenuación mínima en el cable se logra con una relación de diámetro.

La máxima resistencia eléctrica se logra cuando:

potencia máxima transmitida en:

Con base en estas relaciones se seleccionaron las impedancias características de los cables de radiofrecuencia producidos por la industria.
La precisión y estabilidad de los parámetros del cable dependen de la precisión de fabricación de los diámetros de los conductores internos y externos y de la estabilidad de los parámetros dieléctricos.
No hay reflejo en una línea perfectamente combinada. Cuando la impedancia de la carga es igual a la impedancia característica de la línea de transmisión, la onda incidente es completamente absorbida por la carga y no hay ondas reflejadas ni estacionarias. Este modo se llama modo de onda viajera.
Cuando hay un cortocircuito o un circuito abierto al final de la línea, la onda incidente se refleja completamente hacia atrás. La onda reflejada se suma a la incidente y la amplitud resultante en cualquier sección de la línea es la suma de las amplitudes de las ondas incidente y reflejada. El voltaje máximo se llama antinodo, el voltaje mínimo se llama nodo de voltaje. Los nodos y antinodos no se mueven con respecto a la línea de transmisión. Este modo se llama modo de onda estacionaria.
Si se conecta una carga aleatoria a la salida de una línea de transmisión, solo una parte de la onda incidente se refleja. Dependiendo del grado de desajuste, la onda reflejada aumenta. En la línea se forman simultáneamente ondas estacionarias y viajeras. Este es un modo de onda mixta o combinada.
La relación de onda estacionaria (ROE) es una cantidad adimensional que caracteriza la relación de ondas incidentes y reflejadas en una línea, es decir, el grado de aproximación al modo de onda viajera:
; como puede verse por definición, la ROE puede variar de 1 a infinito;
La ROE cambia en proporción a la relación entre la resistencia de carga y la impedancia característica de la línea:

El coeficiente de onda viajera es el recíproco de la ROE:
KBV= puede variar de 0 a 1;

La pérdida de retorno es la relación entre las potencias de las ondas incidente y reflejada, expresada en decibeles.

o viceversa:
Las pérdidas de retorno son convenientes para evaluar la eficiencia de una ruta de alimentación, cuando las pérdidas del cable, expresadas en dB/m, pueden simplemente sumarse con las pérdidas de retorno.
La cantidad de pérdida por desajuste depende del ROE:
en tiempos o en decibeles.
La energía transmitida con una carga no adaptada es siempre menor que con una carga adaptada. Un transmisor que funciona con una carga inigualable no entrega a la línea toda la potencia que entregaría a una carga compatible. De hecho, esto no es una pérdida en la línea, sino una reducción en la potencia suministrada a la línea por el transmisor. En la tabla se puede ver hasta qué punto el ROE afecta la reducción:

	Energía que ingresa a la carga.	Pérdida de retorno RL

Es importante entender que:

La ROE es la misma en cualquier sección de la línea y no se puede ajustar cambiando la longitud de la línea. Si las lecturas del medidor ROE varían significativamente a medida que avanza a lo largo de la línea, esto puede indicar un efecto de antena alimentadora causado por la corriente que fluye a lo largo del exterior de la trenza del cable coaxial y/o un diseño deficiente del medidor, pero no que la ROE varíe a lo largo de la línea.
La potencia reflejada no regresa al transmisor y no lo calienta ni lo daña. Se pueden producir daños al operar la etapa de salida del transmisor con una carga no coincidente. La salida del transmisor, dado que la tensión de la señal de salida y la onda reflejada pueden, en un caso desfavorable, combinarse en su salida, puede ocurrir debido a que se excede la tensión máxima permitida de la unión semiconductora.
La alta ROE en un alimentador coaxial, causada por un desajuste significativo entre la impedancia característica de la línea y la impedancia de entrada de la antena, no causa en sí misma la aparición de corriente de RF en la superficie exterior de la trenza del cable y la radiación del alimentador. línea.

La ROE se mide, por ejemplo, mediante dos acopladores direccionales conectados a la trayectoria en direcciones opuestas o un reflectómetro de puente de medición, lo que permite obtener señales proporcionales a la señal incidente y reflejada.

Se pueden utilizar varios instrumentos para medir la ROE. Los dispositivos complejos incluyen un generador de frecuencia de barrido, que le permite ver una imagen panorámica de la ROE. Los dispositivos simples constan de acopladores y un indicador, y la fuente de señal es externa, por ejemplo, una estación de radio.

Por ejemplo, el RK2-47 de dos bloques, utilizando un reflectómetro de puente de banda ancha, proporcionó mediciones en el rango de 0,5-1250 MHz.

P4-11 sirvió para medir VSWR, fase del coeficiente de reflexión, módulo y fase del coeficiente de transmisión en el rango de 1-1250 MHz.
Instrumentos importados para medir la ROE que se han convertido en clásicos de Bird y Telewave:

O más sencillo y económico:

Los medidores panorámicos simples y económicos de AEA son populares:

Las mediciones de ROE se pueden realizar tanto en un punto específico del espectro como en un panorama. En este caso, la pantalla del analizador puede mostrar valores de ROE en el espectro especificado, lo cual es conveniente para sintonizar una antena específica y elimina errores al recortar la antena.
Para la mayoría de los analizadores de sistemas, existen cabezales de control: puentes reflectométricos que le permiten medir la ROE con alta precisión en un punto de frecuencia o en un panorama:

La medición práctica consiste en conectar el medidor al conector del dispositivo bajo prueba o a un camino abierto cuando se utiliza un dispositivo de tipo pasante. El valor de ROE depende de muchos factores:

Dobleces, defectos, faltas de homogeneidad, soldaduras en cables.
Calidad de corte de cables en conectores de radiofrecuencia.
Disponibilidad de conectores adaptadores.
Entrada de humedad en los cables.

Al medir la ROE de una antena a través de un alimentador con pérdidas, la señal de prueba en la línea se atenúa y el alimentador introducirá un error correspondiente a las pérdidas en la misma. Tanto la onda incidente como la reflejada experimentan atenuación. En tales casos, se calcula VSWR:
Dónde k - coeficiente de atenuación de la onda reflejada, que se calcula: k=2BL; EN- atenuación específica, dB/m; l- longitud del cable, m, mientras
factor 2 tiene en cuenta que la señal se atenúa dos veces: en el camino hacia la antena y en el camino desde la antena a la fuente, en el camino de regreso.
Por ejemplo, utilizando un cable con una atenuación específica de 0,04 dB/m, la atenuación de la señal en una longitud de alimentador de 40 metros será de 1,6 dB en cada dirección, para un total de 3,2 dB. Esto significa que en lugar del valor real de ROE = 2,0, el dispositivo mostrará 1,38; con SWR=3,00 el dispositivo mostrará aproximadamente 2,08.

Por ejemplo, si está probando una ruta de alimentación con una pérdida de 3 dB, una antena con una ROE de 1,9 y utilizando un transmisor de 10 W como fuente de señal para el medidor de paso, entonces la potencia incidente medida por el medidor será 10 W. La señal suministrada será atenuada por el alimentador 2 veces, 0,9 de la señal entrante se reflejará desde la antena y, finalmente, la señal reflejada en el camino hacia el dispositivo se atenuará otras 2 veces. El dispositivo mostrará honestamente la relación entre las señales incidente y reflejada: la potencia incidente es de 10 W y la potencia reflejada es de 0,25 W. La ROE será de 1,37 en lugar de 1,9.

Si utiliza un dispositivo con un generador incorporado, es posible que la potencia de este generador no sea suficiente para crear el voltaje requerido en el detector de ondas reflejadas y verá una pista de ruido.

En general, el esfuerzo realizado para reducir la ROE por debajo de 2:1 en cualquier línea coaxial no da como resultado un aumento en la eficiencia de radiación de la antena, y es aconsejable en los casos en que el circuito de protección del transmisor se activa, por ejemplo, a ROE > 1,5 o Los circuitos dependientes de la frecuencia conectados al alimentador están alterados.

Nuestra empresa ofrece una amplia gama de equipos de medición de varios fabricantes; veámoslos brevemente:
M.F.J.
MFJ-259– un dispositivo bastante fácil de usar para mediciones complejas de parámetros de sistemas que funcionan en el rango de 1 a 170 MHz.

El medidor ROE MFJ-259 es muy compacto, se puede utilizar tanto con fuente externa Alimentación de baja tensión y con un juego interno de pilas AA.

MFJ-269
El medidor SWR MFJ-269 es un dispositivo combinado compacto con fuente de alimentación autónoma.
La indicación de los modos de funcionamiento se realiza en una pantalla de cristal líquido y los resultados de las mediciones, en la pantalla LCD y en los instrumentos punteros ubicados en el panel frontal.
El MFJ-269 permite realizar una gran cantidad de mediciones de antena adicionales: impedancia de RF, pérdida de cable y longitud eléctrica para romper o cortocircuitar.

Especificaciones
Rango de frecuencia, MHz
Características medidas	longitud eléctrica (en pies o grados); pérdidas en líneas de alimentación (dB); capacitancia (pF); impedancia o valor Z (ohmios); ángulo de fase de impedancia (en grados); inductancia (μH); reactancia o X (ohmios); resistencia activa o R (ohmios); frecuencia de resonancia(Megahercio); pérdida de retorno (dB); frecuencia de la señal (MHz); ROE (Zo programable).
	200x100x65mm

El rango de frecuencia de funcionamiento del medidor ROE se divide en subrangos: 1,8...4 MHz, 27...70 MHz, 415...470 MHz, 4,0...10 MHz, 70...114 MHz, 10. ..27MHz, 114...170MHz

ROE y medidores de potenciaCometa
La serie de medidores de potencia y ROE Comet está representada por tres modelos: CMX-200 (ROE y medidor de potencia, 1,8-200 MHz, 30/300/3 kW), CMX-1 (ROE y medidor de potencia, 1,8-60 MHz, 30/300/3 kW) y, de mayor interés, CMX2300 T (ROE y medidor de potencia, 1,8-60/140-525 MHz, 30/300/3 kW, 20/50/200 W)
CMX2300T
El medidor de potencia y ROE CMX-2300 consta de dos sistemas independientes en el rango de 1,8-200 MHz y en el rango de 140-525 MHz con la capacidad de medir simultáneamente estos rangos. La estructura de paso del dispositivo y, como consecuencia, la baja pérdida de energía, permite realizar mediciones durante un largo período de tiempo.

Especificaciones
	Gama M1	rango M2
rango de frecuencia	1,8 - 200MHz	140 - 525MHz
Área de medición de potencia	0 - 3 KW (HF), 0 - 1 KW (VHF)
Rango de medición de potencia
Error de medición de potencia	±10% (escala completa)
Área de medición de ROE	del 1 al infinito
Resistencia
ROE residual	1,2 o menos
Pérdida de inserción	0,2 dB o menos
Potencia mínima para mediciones de ROE	Aproximadamente 6W.
	en forma de M
Fuente de alimentación para retroiluminación.	11 - 15V corriente continua, aproximadamente 450 mA
Dimensiones (datos entre paréntesis incluyendo salientes)	250 (ancho) x 93 (98) (alto) x 110 (135) (profundidad)
	Alrededor de 1540

Medidores de potencia y ROENissen
A menudo, trabajar en el sitio no requiere un dispositivo complejo que proporcione una imagen completa, sino más bien un dispositivo funcional y fácil de usar. La serie Nissen de medidores de potencia y ROE son precisamente esos "caballos de batalla".
Una estructura de paso simple y un alto límite de potencia de hasta 200 W, junto con un espectro de frecuencia de 1,6-525 MHz, hacen de los dispositivos Nissen una ayuda muy valiosa cuando no se necesita una característica de línea compleja, sino más bien rápida. y mediciones precisas.
NISSEI TX-502
Un representante típico de la serie de contadores Nissen es el Nissen TX-502. Medición de pérdidas directas y de retorno, Medición de ROE, panel de puntero con graduaciones claramente visibles. Máxima funcionalidad con un diseño lacónico. Y al mismo tiempo, en el proceso de instalación de antenas, esto suele ser suficiente para implementar de forma rápida y eficiente un sistema de comunicación y configurar un canal.

Relación de onda estacionaria

Relación de onda estacionaria- La relación entre el valor más grande de la amplitud de la intensidad del campo eléctrico o magnético de una onda estacionaria en una línea de transmisión y el más pequeño.

Caracteriza el grado de coincidencia entre la antena y el alimentador (también hablan de hacer coincidir la salida del transmisor y el alimentador) y es una cantidad que depende de la frecuencia. El valor recíproco de la ROE se llama KBV - coeficiente de onda viajera. Es necesario distinguir entre los valores de ROE y VSWR (relación de onda estacionaria de voltaje): el primero se calcula por potencia, el segundo por amplitud de voltaje y se usa con más frecuencia en la práctica; en general, estos conceptos son equivalentes.

El coeficiente de onda estacionaria de voltaje se calcula mediante la fórmula: ,
Dónde tu 1 Y tu 2- amplitudes de las ondas incidente y reflejada, respectivamente.
Es posible establecer una conexión entre KCBH y el coeficiente de reflexión Г:
Además, el valor del coeficiente de onda estacionaria se puede obtener a partir de las expresiones de los parámetros S (ver más abajo).

Idealmente, VSWR = 1, lo que significa que no hay onda reflejada. Cuando aparece una onda reflejada, la ROE aumenta en proporción directa al grado de desajuste entre la trayectoria y la carga. Valores VSWR aceptables en la frecuencia de funcionamiento o banda de frecuencia para varios dispositivos están regulados en especificaciones técnicas y GOST. Los valores de coeficiente normalmente aceptables oscilan entre 1,1 y 2,0.

El valor de la ROE depende de muchos factores, por ejemplo:

Impedancia característica del cable de microondas y de la fuente de señal de microondas.
Inhomogeneidades, adherencias en cables o guías de ondas.
Calidad del corte de cables en conectores de microondas (conectores)
Disponibilidad de conectores adaptadores.
Resistencia de la antena en el punto de conexión del cable.
Calidad de fabricación y configuración de la fuente de señal y del consumidor (antenas, etc.)

La VSWR se mide, por ejemplo, utilizando dos acopladores direccionales conectados al camino en la dirección opuesta. En la tecnología espacial, la ROE se mide mediante sensores ROE integrados en las trayectorias de las guías de ondas. Los analizadores de redes modernos también tienen sensores VSWR integrados.
Al realizar mediciones VSWR, es necesario tener en cuenta que la atenuación de la señal en el cable provoca errores de medición. Esto se explica por el hecho de que tanto la onda incidente como la reflejada experimentan atenuación. En tales casos, se calcula VSWR de la siguiente manera: ,

Dónde A- coeficiente de atenuación de la onda reflejada, que se calcula de la siguiente manera: ,
Aquí EN- atenuación específica, dB/m;
l- longitud del cable, m;
y el factor 2 tiene en cuenta el hecho de que la señal experimenta atenuación durante la transmisión desde la fuente de señal de microondas a la antena y en el camino de regreso. Entonces, cuando se utiliza el cable PK50-7-15, la atenuación específica en frecuencias CB (aproximadamente 27 MHz) es de 0,04 dB/m, luego, con una longitud de cable de 40 m, la señal reflejada experimentará una atenuación de 0,04 2 40 = 3,2 dB. Esto conducirá al hecho de que con un valor VSWR real de 2,00, el dispositivo mostrará sólo 1,38; con un valor real de 3,00, el dispositivo mostrará aproximadamente 2,08.

Un valor pobre (alto) de ROE(N) de la carga conduce no sólo a un deterioro de la eficiencia debido a una disminución en la entrada a la carga poder útil. También son posibles otras consecuencias:

Falla amplificador potente o un transistor, ya que en su salida (colector) se suman (en el peor de los casos) el voltaje de la señal de salida y la onda reflejada, que puede exceder el voltaje máximo permitido de la unión del semiconductor.
Deterioro del desnivel de la respuesta frecuencial del camino.
Excitación de cascadas de apareamiento.

Para eliminar esto, se pueden utilizar válvulas de seguridad o circuladores. Pero cuando trabajo largo bajo mala carga, pueden fallar. Para líneas de transmisión de baja potencia, se pueden utilizar atenuadores coincidentes.

Relación entre VSWR y parámetros S de una red cuadrupolo

La relación de onda estacionaria se puede relacionar inequívocamente con los parámetros de transmisión de una red cuadrupolo (parámetros S):

¿Dónde está el coeficiente complejo de reflexión de la señal desde la entrada de la ruta medida?

Análogos de SWR en publicaciones extranjeras.

VSWR: un análogo completo de VSWR
SWR: un análogo completo de SWR

Notas

Fundación Wikimedia. 2010.

¿Qué antena elegir para un coche? Hay muchas opciones aquí. Desde las “cañas de pescar” más baratas y sencillas hasta las muy caras y largas. Obviamente, debe elegir qué tamaño de pin es seguro instalar en el automóvil. En general, cuanto más largo sea el pasador, más mejor comunicación(siempre que la antena coincida).

¿Cómo configurar una antena? Para ello necesita un dispositivo: un medidor de ROE. No creas que puedes ajustar la antena sin ella. Un medidor SWR cuesta alrededor de 1000 rublos. En una primera aproximación, es necesario sintonizar la antena a la ROE (relación de onda estacionaria) mínima, es necesario lograr una ROE inferior a 1,5; Por lo general, el automotriz se puede llevar a 1.1. Debe tenerse en cuenta que el funcionamiento con una ROE >3 puede provocar daños en la etapa de salida del transmisor de una radio CB importada (para las radios producidas por Berkut Design Bureau, los transmisores son menos críticos para la sintonización de la antena y no fallan ).

En general, la configuración y elección de antenas es un tema que se aborda en preguntas frecuentes aparte.

¿Qué debes recordar al elegir una antena? La antena es el mejor amplificador. Una buena antena le permitirá ahorrar dinero en un amplificador. Además, el amplificador todavía no se puede utilizar sin una antena suficientemente buena: simplemente fallará si la ROE es mala (peor que 2, si el amplificador es lo suficientemente potente).

¿Qué es un alimentador? Alimentador, la línea alimentadora es la línea de comunicación entre la estación y la antena. En general, un cable coaxial con una impedancia característica de 50 ohmios. El alimentador introduce pérdidas en la señal, por lo que un cable con menores pérdidas cuesta más, pero puede valer la pena en una longitud mayor. El alimentador que alimenta la antena puede funcionar en varios modos:

Alimentador no configurado La adaptación ideal (ROE=1) se obtiene cuando la impedancia de salida de la estación de radio, la impedancia característica del alimentador (en el caso particular de un cable coaxial) y la impedancia de entrada de la antena son iguales. La banda de frecuencia en la que se cumple la condición de adaptación suficientemente buena está determinada por el cambio en las impedancias complejas de salida y entrada del transmisor y la antena, respectivamente, cuando cambia la frecuencia de funcionamiento. Cuando se opera en este modo, la longitud del alimentador puede ser arbitraria. La mayoría de las radios y antenas industriales modernas tienen E/S. resistencia (teóricamente) 50 ohmios y, cuando se utiliza un cable con una impedancia característica de 50 ohmios, con una antena sintonizada, no se requiere coordinación adicional. Los medidores industriales de ROE también tienen una clasificación de 50 ohmios.

Alimentador configurado. Cuando se utiliza un alimentador con una impedancia característica diferente de las impedancias de entrada y salida de la antena y la estación de radio, también se puede lograr una adaptación ideal (SWR = 1). Condiciones suficientes para esto son la igualdad de las impedancias de entrada y salida de la antena y la radio, y la longitud del alimentador, un múltiplo de la mitad de la longitud de onda en el alimentador (es decir, teniendo en cuenta el factor de acortamiento). En este caso, el alimentador funciona en modo repetidor (media onda). Aquellos. Independientemente de la impedancia de onda del alimentador, no afecta la coincidencia de la antena con el p-st. Relacionado con esto método conocido"Configuración" del cable. Se conecta un medidor ROE a la salida p-st (asumimos 50 ohmios) y luego un cable. Se conecta una carga equivalente al extremo del cable: una resistencia no inductiva de 50 ohmios. Acortando gradualmente el cable, conseguimos ROE = 1. En este caso, la longitud del cable debe ser múltiplo de media onda (que en el cable RG-58c/u con aislamiento de polietileno para CB es igual al número mágico de 3,62 metros ). con un cambio significativo en la frecuencia de operación, la adaptación se interrumpe (porque cambia la longitud de onda en el cable).

¿Qué tipos de cables y conectores se utilizan para conectar antenas? Al conectar la antena a portátiles, utilice un conector TNC (roscado, fiable) y un conector BNC (CP-50 doméstico), un conector de bayoneta, algo menos fiable, y un cable tipo RG-58 con diferentes letras (según propiedades eléctricas). ).

En los coches utilizan el conector PL259 para un cable fino (RG-58) y este cable (RG-58).

La base utiliza un conector PL259 para un cable grueso y un cable RG-213 (grueso con bajas pérdidas). Hay adaptadores de cualquier conector a cualquiera.

Para la base se utiliza principalmente cable doméstico RK-50-2 (fino) y RK-50-7 (grueso).

¿Qué es la coincidencia de antenas? A grandes rasgos, la eficiencia del sistema estación-alimentador-antena, así como el proceso para obtener la máxima eficiencia. Depende de la frecuencia, es decir en una frecuencia, por ejemplo, en el canal 20 de la grilla C está bien, pero en los canales 1 y 40 de la misma grilla C puede estar mal. Ajustable por la longitud de la antena de látigo o cable alimentador, o especial dispositivo coincidente, en inglés - matcher. En general, la resistencia equivalente en el conector de antena de la estación (amplificador) es de 50 ohmios. La resistencia equivalente de diferentes antenas varía significativamente, desde 30 hasta varios miles de ohmios. En las antenas de marca ya se ha realizado una coordinación constructiva; las caseras se conectan mejor a través de un emparejador, pero como la resistencia de la antena también depende de las condiciones locales, cualquier antena debe ajustarse en el sitio.

¿Qué es un partido? En el caso más simple, un circuito P que consta de un inductor y dos capacitancias variables. Al ajustar estas capacitancias, puede cambiar la impedancia compleja de entrada y salida de este cuadrupolo, que es como se logra la coincidencia.

¿Qué es la ROE? La relación de ondas estacionarias es una medida de coincidencia. Varía de 1 (ideal) a 3 (malo, pero puedes trabajar), 4...5 - no se recomienda trabajar, puede haber más. Se mide con un dispositivo especial: un medidor ROE. Lo usan de esta manera: conectan el dispositivo entre la antena y el amplificador (estación). Atención: ¡¡¡el dispositivo debe permitir el funcionamiento a su potencia!!! Coloque el interruptor en la posición FWD (transmisión directa). Encienda la marcha, mueva la perilla hasta el final de la escala, cambie el dispositivo a la posición REF, encienda la marcha, lea el valor SWR.

Pérdida de potencia:

ROE=1 - pérdida 0%

ROE=1,3 - pérdida 2%

ROE=1,5 - pérdida 3%

ROE=1,7 - pérdida 6%

CS=2 - pérdidas 11%

ROE=3 - pérdida 25%

ROE=4 - pérdida 38%

ROE=10 - pérdida 70%

Pero el aumento de la eficiencia debido a la longitud es, por regla general, mucho más significativo que la pérdida de potencia, es decir, una antena más larga con una ROE peor suele ser mejor que una antena corta con una ROE buena (en las fórmulas, el alcance es proporcional a la raíz cuarta de la potencia (en caso de interferencias electromagnéticas fuertes, es más probable que sea la raíz cuadrada), es decir, una Una pérdida de potencia del 16% provocará una disminución de la autonomía del 2 al 4%). Pero las dimensiones físicas de la antena, la altura del punto superior sobre el suelo, se incluyen en todas las fórmulas de alcance de comunicación como una proporcionalidad directa al alcance, y no como raíces cuadradas o cuartas potencias, es decir, influyen mucho más en el alcance de la comunicación por radio).

La pérdida de retorno, el coeficiente de reflexión y la relación de onda estacionaria se utilizan para evaluar la consistencia/adaptación de las impedancias complejas (impedancias eléctricas) de la fuente, la carga y la línea de transmisión. Consideremos el significado físico de estos parámetros y su relación.

Definiciones

La pérdida de retorno (pérdida de retorno) es la pérdida de potencia en la señal devuelta/reflejada debido a una falta de homogeneidad en la línea de transmisión o fibra óptica. Este valor suele expresarse en decibeles (dB):

RL dB - pérdida de retorno en decibeles;
Almohadilla P: potencia descendente;
P neg - potencia reflejada.

Coeficiente de reflexión de voltaje, Γ: la relación entre las amplitudes de voltaje complejas de las ondas reflejadas e incidentes.

\[Γ = ( U_(neg) \sobre U_(inc) )\]

El coeficiente de reflexión está determinado por las resistencias complejas de la carga Z y la fuente Z:

\[Γ = ( (Z_(carga) - Z_(fuente)) \over ( Z_(carga) + Z_(fuente) ) )\]

Tenga en cuenta que una reflectancia negativa significa que la onda reflejada está desfasada 180°.

La relación de onda estacionaria (SWR, VSWR, relación de onda estacionaria de voltaje, SWR, VSWR) es la relación entre el valor más grande de la amplitud del voltaje de la onda estacionaria y el más pequeño.

\[ROE = ( U_(st.wave.max) \sobre U_(st.wave.min) )\]

Dado que la distribución desigual de la amplitud de una onda estacionaria a lo largo de la línea se debe a la interferencia (“suma y resta”) de las ondas incidente y reflejada, el valor más grande de la amplitud U st.wave.max de la onda a lo largo de la línea línea (es decir, el valor de amplitud en el antinodo) es:

U pad + U neg

y el valor de amplitud más pequeño (es decir, el valor de amplitud en un nodo) es

Almohadilla U - U negativa

Por eso

\[ROE = ( (U_(inc) + U_(neg)) \over (U_(inc) - U_(neg)) )\]

Relación entre ROE, pérdida de retorno y coeficiente de reflexión

Sustituyendo en las fórmulas siguientes y sus conversión sencilla puedes obtener lo siguiente:

\[Γ = ( (ROE-1) \sobre (ROE+1) )\]

\[ROE = ( (1+Γ) \sobre (1-Γ) )\]

\[Γ = 10^((-RL) \sobre 20)\]

\[SWR = ( (1 + 10^((-RL) \sobre 20)) \sobre (1 - 10^((-RL) \sobre 20)) ) \]

Tabla de conversión de valores de ROE, pérdida de retorno y coeficiente de reflexión

Coeficiente de reflexión \|Γ\| V %	Pérdida de retorno, dB	Relación de onda estacionaria
100,0000	0	∞
89,1251	1	17,3910
79,4328	2	8,7242
70,7946	3	5,8480
63,0957	4	4,4194
56,2341	5	3,5698
50,1187	6	3,0095
44,6684	7	2,6146
39,8107	8	2,3229
35,4813	9	2,0999
31,6228	10	1,9250
28,1838	11	1,7849
25,1189	12	1,6709
22,3872	13	1,5769
19,9526	14	1,4985
17,7828	15	1,4326
15,8489	16	1,3767
14,1254	17	1,3290
12,5893	18	1,2880
11,2202	19	1,2528
10,0000	20	1,2222
8,9125	21	1,1957
7,9433	22	1,1726
7,0795	23	1,1524
6,3096	24	1,1347
5,6234	25	1,1192
5,0119	26	1,1055
4,4668	27	1,0935
3,9811	28	1,0829
3,5481	29	1,0736
3,1623	30	1,0653
2,8184	31	1,0580
2,5119	32	1,0515
2,2387	33	1,0458
1,9953	34	1,0407
1,7783	35	1,0362
1,5849	36	1,0322
1,4125	37	1,0287
1,2589	38	1,0255
1,1220	39	1,0227
1,0000	40	1,0202
0,8913	41	1,0180
0,7943	42	1,0160
0,7079	43	1,0143
0,6310	44	1,0127
0,5623	45	1,0113
0,5012	46	1,0101

Usted se ha convertido en el orgulloso propietario de un portátil o radio de coche? Ahora es el momento de preparar la radio para el trabajo. La parte mecánica del trabajo, descrita por el fabricante en las instrucciones, no causa problemas; esto requiere un conjunto mínimo de herramientas y un poco de ingenio. Pero configurar la antena no es tan sencillo.

Si, siguiendo el diagrama, conecta los cables mecánicamente, lo más probable es que no lo escuchen. Empezamos a entender y surge la pregunta: ¿cuál es la relación de onda estacionaria de la antena, o SWR, si las instrucciones están en inglés?

Este es un coeficiente que muestra qué parte de la energía de las ondas de radio va a la antena y qué parte regresa al alimentador. Sin configuración correcta La ROE de su walkie-talkie no funcionará correctamente y no proporcionará una comunicación cómoda.

Relación de onda estacionaria de la antena

En pocas palabras, este es el número que aparece en dispositivo de medición, que caracteriza la configuración correcta de su estación de radio. Entendamos la esencia física de SWR.

Las ondas de radio se propagan en una guía de ondas, una ruta de alimentación de antena. Es decir, la señal proveniente del transmisor llega a la antena a través de una conexión de alimentación de cable. Sin profundizar en la teoría de las ondas, el usuario de una estación de radio debe comprender que cualquier guía de ondas contiene ondas incidentes y reflejadas. Las ondas incidentes llegan directamente a la antena y las reflejadas regresan al alimentador y no hacen nada más que calentar la atmósfera circundante. Todas las ondas tienden a sumar. Como resultado de la suma de las amplitudes de las ondas reflejadas e incidentes, se crea un campo desigual a lo largo de toda la longitud del cable alimentador. Por tanto, se forman pérdidas de retorno de ROE. Cuanto más hay, más señal más débil tu estación de radio y peor te escucharán tus suscriptores.

Los expertos distinguen entre relaciones de onda estacionaria por voltaje (VSWR) y por potencia (SWR). En la práctica, estos conceptos están tan interconectados que para el usuario que sintoniza su emisora de radio no hay diferencia.

Relación de onda estacionaria: fórmula de cálculo

El coeficiente KSV al sintonizar una estación de radio no se calcula mediante fórmulas, sino que se determina mediante un dispositivo especial. ¿Qué es un medidor ROE? Es fácil para el usuario dispositivo electronico, que muestra la diferencia en las amplitudes de vibración, y este es el coeficiente de onda estacionaria.

La fórmula de cálculo de la ROE no es la más complicada:

ROE = Umáx/Umín

Contiene las amplitudes máxima y mínima en el numerador y denominador:

Umax es la suma de las potencias de las ondas incidente y reflejada;
Umin: la diferencia entre la modalidad del incidente y la señal reflejada.

Es fácil concluir que si Umax y Umin son iguales, la ROE será igual a la unidad y estas son condiciones ideales para trabajo eficiente tu emisora de radio. Pero, dado que las condiciones ideales no existen en la naturaleza, cuando ajuste de ROE antena, tendrás que intentar llevar la ROE a la unidad.

¿Cuál podría ser la causa del aumento de ROE? Hay muchos factores:

impedancia característica de la fuente de señal de radio y cable;
soldadura incorrecta, falta de homogeneidad de guías de ondas;
corte de cables de mala calidad en terminales de conector;
adaptadores;
mayor resistencia en la unión del cable y la antena;
Montaje de mala calidad del transmisor y la antena VSWR.

Si no entramos en las fórmulas para calcular la ROE, que son de poco interés para el propietario de la radio del coche, pasemos al aspecto práctico de sintonizar la antena.

Cómo medir la ROE

En primer lugar, necesitas un medidor de ROE. Se puede comprar o alquilar. Entonces:

encienda la radio y coloque su interruptor en la posición SWR;
presione el engranaje en el PTT y use el regulador del medidor SWR para mover la flecha al máximo;
haga clic en REF y presione el botón PTT nuevamente;
Mire lo que muestra la flecha en la escala SWR: esta es su ROE.

Por supuesto, estará lejos de ser el ideal, pero ahora tienes algo que hacer. Por cierto, con un indicador dentro:

1,1-1,5 pueden funcionar;
1,5-2,5 - generalmente satisfactorio;
más de 2,5 - necesita trabajo.

¿Qué hacer? Este es el tema de un artículo extenso aparte o un motivo para contactar a un especialista que sepa qué es el SWR y cómo trabajar con él.

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