VSWR (SWR) Berechnung

Über VSWR (SWR)
Beim Einrichten eines Antennen- und Sendersystems ist es wichtig, eine Impedanzfehlanpassung an einer beliebigen Stelle im System zu vermeiden. Jede Nichtübereinstimmung bedeutet, dass ein Teil der Ausgangswelle zum Sender zurückreflektiert wird und das System ineffizient wird. Fehlanpassungen können an Schnittstellen zwischen verschiedenen Geräten auftreten, z. B. Sender, Kabel und Antenne. Antennen haben eine Impedanz von typischerweise 50 Ohm (wenn die Antenne die richtigen Abmessungen hat). Wenn Reflexion auftritt, werden im Kabel stehende Wellen erzeugt.

Was sind stehende Wellen?
Eine Last ist an das Ende der Übertragungsleitung angeschlossen und das Signal fließt entlang dieser und tritt in die Last ein. Wenn die Lastimpedanz nicht mit der Übertragungsleitungsimpedanz übereinstimmt, wird ein Teil der Wanderwelle zurück zur Quelle reflektiert.

Wenn Reflexion auftritt, wandern diese die Übertragungsleitung zurück und verbinden sich mit den einfallenden Wellen, um stehende Wellen zu erzeugen. Es ist wichtig zu beachten, dass die resultierende Welle stationär erscheint und sich nicht wie eine normale Welle ausbreitet und keine Energie auf die Last überträgt. Die Welle hat Bereiche maximaler und minimaler Amplitude, die als Anti-Knoten bzw. Knoten bezeichnet werden.

Wenn beim Anschließen der Antenne ein VSWR von 1.5 erzeugt wird, beträgt die Energieeffizienz 96%. Wenn ein VSWR von 3.0 erzeugt wird, beträgt die Energieeffizienz 75%. Bei der tatsächlichen Verwendung wird nicht empfohlen, ein VSWR von 3 zu überschreiten.
vswr

Formel für VSWR und Reflexionskoeffizient
Gleichung 1 - Reflexionskoeffizient Γ ist definiert als:

ZL = Der Wert in Ohm der Last (normalerweise eine Antenne)
Zo = Die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung in Ohm

Die berechneten Werte liegen zwischen -1 ≦ Γ Γ 1.

#Wenn der Wert "-1" ist.
Dies bedeutet, dass eine 100% ige Reflexion auftritt und keine Leistung auf die Last übertragen wird. Die reflektierte Welle ist gegenüber der einfallenden Welle um 180 Grad phasenverschoben (invertiert).

#Wenn der Wert "1" ist.
Dies bedeutet, dass eine 100% ige Reflexion auftritt und keine Leistung auf die Last übertragen wird. Die reflektierte Welle ist in Phase mit der einfallenden Welle.

#Wenn der Wert "0" ist.
Bedeutet, dass keine Reflexion auftritt und die gesamte Leistung auf die Last übertragen wird. (IDEAL)

Gleichung 2 - Das VSWR- oder Spannungs-Stehwellenverhältnis:


Da ρ von 0 bis 1 variiert, reichen die berechneten Werte für VSWR von 1 bis unendlich.

Der Idealfall ist, wenn ρ 0 ist, was ein VSWR von 1 oder ein Verhältnis von 1: 1 ergibt.

Mit offenem Stromkreis
Dies ist ein Leerlauf ohne angeschlossene Antenne. Dies bedeutet, dass ZL unendlich ist und die Terme Zo in Gleichung 1 verschwinden, wobei Γ = 1 (100% Reflexion) und ρ = 1 verbleiben.
Es wird keine Energie übertragen und VSWR ist unendlich.

Mit Kurzschluss
Stellen Sie sich vor, das Ende des Kabels hat einen Kurzschluss. Dies bedeutet, dass ZL 0 ist und die Gleichung 1 Γ = -1 und ρ = 1 berechnet.
Es wird keine Energie übertragen und VSWR ist unendlich.

Mit richtig abgestimmter Antenne.
Wenn eine korrekt angepasste Antenne angeschlossen ist, wird die gesamte Energie auf die Antenne übertragen und in Strahlung umgewandelt. ZL ist 50 Ohm und Gleichung 1 berechnet Γ als Null. Somit ist VSWR genau 1.

Mit falsch angepasster Antenne.
Wenn eine falsch angepasste Antenne angeschlossen wird, beträgt die Impedanz nicht mehr 50 Ohm und es tritt eine Impedanzfehlanpassung auf und ein Teil der Energie wird zurückreflektiert. Die reflektierte Energiemenge hängt vom Grad der Nichtübereinstimmung ab, sodass das VSWR einen Wert über 1 aufweist.

Bei Verwendung eines Kabels mit falscher charakteristischer Impedanz.
Das Kabel / die Übertragungsleitung, die zum Verbinden der Antenne mit dem Sender verwendet wird, muss die richtige charakteristische Impedanz Zo haben. In der Regel sind Koaxialkabel 50 Ohm (75 Ohm für Fernseher und Satelliten) und ihre Werte werden auf die Kabel selbst gedruckt. Die reflektierte Energiemenge hängt vom Grad der Nichtübereinstimmung ab, sodass das VSWR einen Wert über 1 aufweist.




Gebrauchsanweisung
- Bitte geben Sie die Werte in die hell- und dunkelgelben Felder ein und drücken Sie die EINGABETASTE.

1. Bestätigen Sie die Impedanz Ihrer Kabelcharakteristik und geben Sie sie in die Box ein.

2. Bestätigen Sie die Lastimpedanz, den Reflexionskoeffizienten, das VSWR usw. und drücken Sie zur Berechnung die EINGABETASTE.

3. Wenn eine vollständige Reflexion auftritt, zeigt POWER REFLECT [%] 100% und das Ausgangsleistungsdiagramm 0%.
Schauen Sie genau hin, wo D = 0 steht. Beide Wellen werden je nach Wert des Reflexionskoeffizienten "in Phase" (beide Kreise bewegen sich zusammen) oder "außer Phase" (beide Kreise bewegen sich in entgegengesetzter Richtung).

4. Die Ausgangsleistung kann berechnet werden, indem der Fehlanpassungsverlust (in dB) von der Eingangsleistung (dBm) subtrahiert wird, um die Ausgangsleistung (dBm) zu erhalten.

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