[SQ9KFZ]

Współczynnik fali stojącej (WFS/SWR) jest miarą niedopasowania impedancyjnego
linii transmisyjnej (np. kabla koncentrycznego) do obciążenia.



Jeśli linia transmisyjna jest zakończona obciążeniem dopasowanym (czyli o
impedancji równej impedancji charakterystycznej linii - np. 50 ohm dla kabla RG58), to cała
energia przechodzi z linii do obciążenia. Jeśli impedancja obciążenia
różni się od impedancji charakterystycznej linii, to część energii
odbija się od niego i wraca w kierunku źródła zasilania. Jest
to sytuacja niekorzystna, gdyż odbita energia nie zostaje spożytkowana w
obciążeniu (np. wypromieniowana przez antenę), lecz pozostaje w
linii zamieniając się na ciepło, lub dociera do źródła zasilania
również je dodatkowo grzejąc, a w skrajnym wypadku uszkadzając.
W wyniku nakładania się (superpozycji) fali wychodzącej i fali
powrotnej, w linii transmisyjnej powstaje fala stojąca objawiająca się tym, że
amplituda fali biegnącej przez linię zmienia się sinusoidalnie wraz z
jej długością.
Współczynnik fali stojącej WFS (ang. Standing Wave Ratio - SWR)
definiuje się jako stosunek maksymalnej do minimalnej wartości amplitudy
fali w linii:
WFS = Umax / Umin
Przy idealnym dopasowaniu fala stojąca nie występuje - napięcie wzdłuż
całej linii jest jednakowe (oczywiście nie uwzględniając strat) i
WFS=1. Przy całkowitym niedopasowaniu (fala biegnąca równa fali odbitej)
Umax będzie równe dwukrotnej amplitudzie fali, Umin będzie równe zeru i
WFS będzie nieskończony.
Jak WFS przekłada się na utratę mocy sygnału?
Oznaczmy amplitudę fali biegnącej przez Uf, fali odbitej przez Ur. Wtedy
Umax = Uf + Ur
Umin = Uf - Ur
i oczywiście
WFS = (Uf + Ur) / (Uf - Ur)
Stąd możemy obliczyć stosunek amplitud fali odbitej do fali biegnącej
Ur / Uf = (WFS - 1) / (WFS + 1)
Stosunek mocy fali odbitej do biegnącej Pr / Pf - określający ile mocy
"zostaje" w linii zamiast np. trafić do anteny - jest kwadratem stosunku amplitud.
Praktyczne wartości:



WFS Stosunek amplitud Ur/Uf Strata mocy Pr/Pf
1 0 0
1,1 0,048 0,002
1,5 0,2 0,04
2 0,333 0,111
3 0,5 0,25
5,83 0,707 0,500


Jak widać, dopiero przy WFS bliskim 6 strata mocy osiąga 3dB.
Popularne mierniki WFS (powszechnie zwane reflektometrami) mierzą
stosunek amplitudy fali odbitej do biegnącej: najpierw kalibrujemy
przyrząd tak, by fala biegnąca odpowiadała wskazaniu "1" (czyli pełnej
skali), a potem mierzymy, jakim ułamkiem jest fala odbita. Że miernik
mierzy napięcia a nie moce możemy wnioskować z tego, że wartość WFS = 3
jest umieszczona w połowie skali.

autor: KAPER

źródło: pl.rec.radio.cb

[Piotrek]

Fakty i mity na temat współczynnika fali stojącej - SWR