En la electrónica de RF, a menudo caracterizamos un componente o una antena por su relación de onda estacionaria (SWR). ¿Cuál es la definición de este parámetro y cómo afecta a un circuito?
La motivación para esta pregunta es que al responder otra pregunta , hubiera sido útil poder referirse a una definición de SWR dentro del sitio para explicar cómo se mide el SWR.
Cualquier línea de transmisión tiene una impedancia característica, generalmente denotada como Z 0 . Si una línea de transmisión termina con impedancias que coinciden con Z 0 , una señal lanzada en un extremo se absorberá completamente en el otro extremo, y no se reflejará energía de vuelta a la fuente. El voltaje y / o la corriente medidos en cualquier punto a lo largo de la línea serán los mismos que en cualquier otro punto.
Sin embargo, si una impedancia de terminación no coincide con la línea de transmisión, la energía se reflejará nuevamente en la línea, y esta señal de "reversa" interferirá (agregará o restará de) la señal de "avance".
Si la señal es una onda sinusoidal de frecuencia fija, esta interferencia producirá "ondas estacionarias" en la línea de transmisión. Esto significa que el voltaje medido o la corriente medida en la línea variará periódicamente con la distancia desde la discontinuidad de la impedancia. Si la impedancia de terminación es mayor que Z 0 , habrá un máximo de voltaje en ese punto; si es menor, habrá un máximo actual allí.
La definición de "relación de onda estacionaria" (SWR) es la relación entre la tensión (o corriente) máxima encontrada en cualquier punto a lo largo de la línea y el valor mínimo encontrado en cualquier otro punto a lo largo de línea. A veces, el término VSWR se usa para denotar explícitamente la relación de voltaje. El valor de esta relación está directamente relacionado con la relación de Z 0 a la impedancia de terminación Z T . Específicamente,
SWR = Z T / Z 0 , si Z T > Z 0
SWR = Z 0 / Z T , si Z T < Z 0
Cuando un componente o una antena se caracteriza con una medición SWR, esto siempre se especifica con respecto a una impedancia de línea de transmisión nominal particular (generalmente 50 o 75Ω, según la aplicación deseada). Esta es solo otra manera de indicar qué tan cerca está la impedancia del dispositivo al valor nominal.
Como Dave Tweed mostró en su respuesta, la relación de onda estacionaria (SWR) es una forma de caracterizar la calidad de una carga en un sistema de rf. Es decir, caracteriza qué tan cerca un componente de carga coincide con la impedancia característica del sistema.
SWR se puede especificar en términos de voltaje o señales de corriente en la línea de transmisión, aunque la mayoría de las veces usamos el voltaje, y luego nos referimos específicamente al VSWR.
El SWR proporciona información similar a la impedancia de carga ZL o al coeficiente de reflexión \ $ \ Gamma \ $ (también conocido como el parámetro s S 11 ). Sin embargo, el SWR no especifica completamente esos parámetros porque mientras que la impedancia de carga y el coeficiente de reflexión son números complejos, el SWR es un número real. El valor de SWR se puede determinar completamente por la magnitud del coeficiente de reflexión (la fase de \ $ \ Gamma \ $ no afecta a la SWR).
VSWR se usó históricamente porque se puede medir utilizando un método manual simple. Se utiliza una línea de transmisión coaxial dieléctrica de aire, con una ranura en el conductor externo que permite insertar una sonda para que haga contacto con el conductor central. La sonda se mueve a lo largo de la línea para encontrar los puntos de amplitud máxima y mínima de la señal, lo que, por supuesto, proporciona inmediatamente el VSWR. Esta técnica no se usa para líneas coaxiales hoy en día debido a la disponibilidad de analizadores de red automatizados, pero aún se usa en sistemas de guía de onda con una configuración de sonda como esta:
VSWR se usa a menudo para caracterizar componentes de rf cuando queremos especificar qué tan bien coinciden con las cargas en una línea de transmisión, sin hacer referencia a si producen reflexiones negativas o positivas.
VSWR también se usa a menudo para caracterizar antenas, ya que solo es necesario conocer la magnitud de la reflexión para determinar la fracción de la fuente de energía irradiada por la antena.
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La relación de onda estacionaria es una medida de la cantidad de música que se puede escuchar si se coloca en un volumen de volumen, desde el tono utilizado para imitar la música hasta la frecuencia del sonido. El número en el gráfico traza la cantidad relativa de energía restante durante la parte solista de la voz o incluso el sonido de una trompeta, lo que proporciona el efecto adicional. El punto de inflexión más bajo en la señal de la nota es un punto de inicio de 11 dB. apagado, el punto de inflexión... Lees verder