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驻波

 无言倾听者 2017-09-06

对我们来说,驻波是非常重要的指标。它只出现在超高频电路中。非常抽象。

归根结底,驻波是因阻抗失配、产生反射引起的。如果处理不好,这种反射可能产生严重后果,甚至烧毁末级电路。所以,高频电路的阻抗匹配很重要。尤其是功率大的场合。

但是,绝对的匹配是不可能的。我们只能把驻波控制在一定的、可以容忍的范围内。

是指在一维空间里,两个相反方向电压波的干涉。对于双我们所说的驻波,

工器之类产品来说,这种干涉可能发生在二维或三维空间里。但我们要测试的位置通常是在什么什么端子,所以还是一维的。

由于它太抽象,研究者各行其道,矛盾和错误难免。各位需谨慎对待。

讲的很多内容是我自己的体会,没在任何文献中我本人有自己的看法,下面

见到过。现在提供给大家,请各位自己判断,批判地接受。

一、关于驻波:

1、连续波---单个脉冲信号无法产生干涉。

如果要分析脉冲信号的反射影响,必须模拟连续波的情况进行。

2、失配是绝对的,绝对的行波是不存在的。可以说:所有的电磁都波都是

驻波。但驻波不严重时,我们把它当成行波处理。

3、最严重的失配是:负载端开路或短路---这是很容易发生的,也最可怕。

此时全反射了,驻波比无穷大,称之纯驻波。

3、虽然电流、功率也存在驻波问题,但我们只研究电压。电压搞清楚之后,

再根据阻抗特性,推算出电流与功率状况。

”到驻波 二、“看

名称的由来---“驻”的含意。

------停;留;止等等

驻波------停下来的波------波能“停下来”吗,

电波我们看不到,水波、机械波却能看到。

水波我们也没条件看,只能看看机械波。

低反射的驻波看不到,全反射的纯驻波却容易看到。我们可以用有弹性的绳子模拟一下。

1/5页

行波

t

驻波

波幅 波节

反射波幅度

入射波幅度 L

注意:这只是包络,内部还有高频波形。类似调幅波。

但这里的横轴并不表示时间,而是馈线上的不同位置。

所以,这不是调幅波。

调幅波——任意一点的电压幅度随时间而变化——波形是移动的。

驻波——是任意一点的振幅始终不变,物理位置不同的点的幅度不同。

所以,波形并不移动——这就是“驻”

这种驻波很难模拟。但我们可以模拟纯驻波。

纯驻波----反射率 = 100%的驻波 反射波 = 入射波

O L

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上图中:

横轴代表(馈线上)不同的位置

纵轴代表电压幅度

O”点处(等效)表示此点短路,幅度为“0

最高点处表示开路,幅度最大。

两节为一个波长。

所以可以看出:某一位置的短路与隔1/4波长处的开路是等效的。

三、驻波的计算

SWR=R/r=(1+K)/(1-K) Rr--- 输出、输入阻抗

公式 反射率 K ,(S-1)/(S+1) 其中:S——驻波比 K——反射率

2 于是 反射功率比为 P/ P, K —— 注意这个平方~ 1 0

注意 驻波比都是指电压之比~功率的比值是用电压算出来的。

驻波比与反射功率的关系如下表

由下表可见,不一定追求1.1以下的驻波比,一般1.5以下也足够了,因为 此时96,的功率都发射出去了。

驻波比 反射率(反射功率/输入功率) 驻波比 反射率(反射功率/输入功率) 1.0 0.00% 1.8 8.16% 1.1 0.23% 1.9 9.63% 1.2 0.83% 2.0 11.11% 1.25 1.23% 1.14 2.5 18.37% 1.3 1.70% 3.0 25.00% 1.35 2.22% 4.0 36.00% 1.4 2.78% 5.0 44.44% 1.45 3.37% 7.0 56.25% 1.5 4.00% 4.06 10 66.94% 1.6 5.33% 15 76.56% 1.7 6.72% 20 81.86% 1.75 7.44% 7.23

上述数值不必记,它可以自己推导、计算出来。

上面黄框内的数值,是在网上查得的。不知怎么算出。请参考。

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驻波——实际就是“在一维空间内两个波的干涉”

如果一大一小就是驻波

如果一样大就是纯驻波

如果一个为零就是行波

附:网上下载的驻波资料

驻波比全称为电压驻波比,又名VSWRSWR,为英文Voltage Standing Wave

Ratio的简写。波从甲介质传导到乙介质,会由于介质不同,波的能量会有一部分被反射,这种被反射的波称为驻波,这是基本的物理原理。在电磁波有同样的特性,电波在甲组件传导到乙组件,由于阻抗特性的不同,一部分电磁波的能量被反射回来,我们常称此现象为阻抗不匹配。驻波比,指的就是入射电波电压跟反射电波电压的比值。

天线驻波比表示天馈线与基站(收发信机)匹配程度的指标。

驻波比的定义:

U——馈线上波腹电压; max

U——馈线上波节电压。 min

驻波比的产生,是由于入射波能量传输到天线输入端B未被全部吸收(辐射)、产生反射波,迭加而形成的。

VSWR越大,反射越大,匹配越差。

那么,驻波比差,到底有哪些坏处,在工程上可以接受的驻波比是多少,一个适当的驻波比指标是要在损失能量的数量与制造成本之间进行折中权衡的。 ? VSWR,1,说明输进天线的功率有一部分被反射回来,从而降低了天线的辐射功率;

? 增大了馈线的损耗。7/8:电缆损耗4dB/100m,是在VSWR=1(全匹配)情况下测的;有了反射功率,就增大了能量损耗,从而降低了馈线向天线的输入功率;

? 在馈线输入端A,失配严重时,发射机T的输出功率达不到设计额定值。但是,现代发射机输出功率允许在一定失配情况下如(VSWR,1.72.0)达到额定功率。

在无线电通信中,天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配, 高频能量就会产生反射折回,并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测 量天线系统中的驻波特性,也就是天线中正向波与反射波的情况,人们建立了


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