Um guia completo para VSWR do FMUSER [Atualizado em 2022]

Na teoria da antena, VSWR é abreviado de relação de onda estacionária de tensão. 

VSWR é uma medida do nível de onda estacionária em uma linha de alimentação, também é conhecido como razão de onda estacionária (SWR). 

Sabemos que a onda estacionária, que explica a razão da onda estacionária, é um fator tão importante a ser considerado pelos engenheiros ao realizar pesquisas técnicas de RF em antenas.

Embora as ondas estacionárias e o VSWR sejam muito importantes, muitas vezes a teoria e os cálculos do VSWR podem mascarar uma visão do que realmente está acontecendo. Felizmente, é possível ter uma boa visão do assunto, sem se aprofundar muito na teoria VSWR.

Mas o que realmente é VSWR e o que isso significa para a transmissão? Este blog é o guia mais completo sobre VSWR, incluindo o que é, como funciona e tudo o que você precisa saber sobre VSWR. 

Vamos continuar explorando!

O compartilhamento é cuidar!

1. O que é VSWR? Noções básicas de relação de tensão de onda estacionária

1) Sobre a VSWR 

-Definição de VSWR

O que é VSWR? Simplificando, VSWR é definido como a razão entre as ondas estacionárias de tensão transmitida e refletida em um frequência de rádio (RF) sistema de transmissão elétrica. 

-Abreviatura de VSWR

VSWR é abreviado de relação de onda estacionária de tensão, às vezes é pronunciado como "viswar".

-Como VSWR Obras

O VSWR é considerado como uma medida de quão eficientemente a potência de RF é transmitida - da fonte de alimentação umd então vai por uma linha de transmissão, e finalmente vai na carga.

-VSWR em Radiodifusão

VSWR is usado como medida de eficiência para tudo que transporta RF inclui linhas de transmissão, cabos elétricos e até mesmo o sinal no ar. Um exemplo comum é um amplificador de potência conectado a uma antena através de uma linha de transmissão. É por isso que você também pode considerar VSWR como a razão entre a tensão máxima e mínima em uma linha sem perdas.

2) Quais são os principais Funções de VSWR?

VSWR são amplamente utilizados em uma variedade de aplicações, como em antena, telecomunicações, microondas, radiofrequência (RF, Etc.) 

Aqui estão algumas das principais aplicações com explicação:

Aplicações de VSWR	Principais funções do VSWR
Antena de Transmissão	A Taxa de Onda Permanente de Tensão (VSWR) é uma indicação da quantidade de incompatibilidade entre um antenna e a linha de alimentação conectada a ele. Isso também é conhecido como Standing Wave Ratio (SWR). O intervalo de valores para VSWR é de 1 a ∞. Um valor VSWR abaixo de 2 é considerado adequado para a maioria das aplicações de antena. A antena pode ser descrita como tendo uma “boa combinação”. Então, quando alguém diz que a antena está mal combinada, muitas vezes significa que o valor de VSWR ultrapassa 2 para uma frequência de interesse.
Telecomunicação	Em telecomunicações, a razão de onda estacionária (SWR) é a razão entre a amplitude de uma onda estacionária parcial em um antinodo (máximo) e a amplitude em um nó adjacente (mínimo) em uma linha de transmissão elétrica.
Micro Ondas	Medidas de desempenho comuns associadas a circuitos e linhas de transmissão de microondas são VSWR, coeficiente de reflexão e retornarn perda, bem como coeficiente de transmissão e perda de inserção. Todos eles podem ser expressos usando parâmetros de dispersão, mais comumente referidos como parâmetros S.
RF	A relação da onda estacionária de tensão (VSWR) é definida como a proporção entre as ondas estacionárias de tensão transmitidas e refletidas em uma transmissão elétrica de radiofrequência (RF) sysma. É uma medida de quão eficientemente a energia de RF é transmitida da fonte de energia, através de uma linha de transmissão e para a carga

3) Aprenda a expressar VSWR com o técnico Jimmy

Aqui está uma lista básica de conhecimentos de RF simplificada fornecida pelo nosso técnico de RF Jimmy. Vamos lganhar mais sobre VSWR através do seguinte conteúdo: 

- Expressando VSWR Usando Tensão

Pela definição, VSWR é a razão da tensão mais alta (a amplitude máxima da onda estacionária) para a tensão mais baixa (a amplitude mínima da onda estacionária) em qualquer lugar entre a fonte e a carga.

VSWR = | V (máx) | / | V (min) |

V (max) = amplitude máxima da onda estacionária
V (min) = amplitude mínima da onda estacionária

- Expressando VSWR usando uma impedância

Por definição, VSWR é a relação entre a impedância da carga e a impedância da fonte.

VSWR = ZL / Zo

ZL = a impedância de carga
Zo = a impedância da fonte

Qual é o valor ideal de um VSWR?
O valor de um VSWR ideal é 1: 1 ou resumidamente expresso como 1. Nesse caso, a potência refletida da carga para a fonte é zero.

- Expressando VSWR Usando Reflexão e Potência Direta

Pela definição VSWR é igual a

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

em que:

Pr = potência refletida
Pf = potência direta

3) Por que devo me importar com o VSWR? Por que isso importa?

A definição de VSWR fornece a base para todos os cálculos e fórmulas de VSWR. 

Em uma linha conectada, uma incompatibilidade de impedância pode causar reflexão, que é exatamente o que parece – uma onda voltando e indo na direção errada. 

Razão principal: Toda a energia é refletida (por exemplo, por um circuito aberto ou curto) no final da linha, então nenhuma é absorvida, produzindo uma "onda estacionária" perfeita na linha. 

O resultado das ondas opostas é uma onda estacionária. Isso diminui a potência que a antena recebe e pode usar para transmitir. Pode até queimar um transmissor. 

O valor de VSWR apresenta a potência refletida da carga para a fonte. É frequentemente usado para descrever quanta energia é perdida da fonte (geralmente um amplificador de alta frequência) por meio de uma linha de transmissão (geralmente um cabo coaxial) para a carga (geralmente uma antena).

Esta é uma situação ruim: seu transmissor queima devido a energia excessivamente alta.

Na verdade, quando a energia destinada a ser irradiada volta ao transmissor com força total, geralmente queima os componentes eletrônicos.

É difícil entender? Aqui está um exemplo que pode ajudá-lo:

Um trem de ondas oceânico viajando em direção à costa carrega energia em direção à praia. Se chegar a uma praia levemente inclinada, toda a energia é absorvida e não há ondas voltando para o mar. 

Se, em vez de uma praia inclinada, estiver presente um paredão vertical, o trem de ondas que entra é completamente refletido, de modo que nenhuma energia é absorvida na parede. 

A interferência entre as ondas de entrada e saída, neste caso, produz uma "onda estacionária" que nem parece estar viajando; os picos permanecem nas mesmas posições espaciais e apenas sobem e descem.

O mesmo fenômeno acontece em uma linha de transmissão de rádio ou radar. 

Neste caso, queremos que as ondas na linha (tanto tensão quanto corrente) viajem em um sentido e depositem sua energia na carga desejada, que neste caso pode ser uma antena onde será irradiada. 

Se toda a energia for refletida (por exemplo, por um circuito aberto ou curto) no final da linha, nenhuma será absorvida, produzindo uma "onda estacionária" perfeita na linha. 

Não é preciso um circuito aberto ou curto para causar uma onda refletida. Basta uma incompatibilidade de impedância entre a linha e a carga. 

Se a onda refletida não for tão forte quanto a onda direta, algum padrão de "onda estacionária" será observado, mas os nulos não serão tão profundos nem os picos tão altos quanto para uma reflexão perfeita (ou incompatibilidade completa).

2. O que é SWR?

1) SWR Definição

De acordo com a Wikipedia, a razão de ondas estacionárias (SWR) é definida como:

'' Uma medida de casamento de impedância de cargas para a impedância característica de uma linha de transmissão ou guia de ondas em engenharia de rádio e telecomunicações. SWR é, portanto, a razão entre as ondas transmitidas e refletidas ou a razão entre a amplitude de uma onda estacionária em seu máximo e a amplitude no mínimo, SWR é geralmente definida como uma razão de tensão chamada VSWR ”.

Uma ROE alta indica baixa eficiência da linha de transmissão e energia refletida, o que pode danificar o transmissor e diminuir a eficiência do transmissor. 

Como a SWR geralmente se refere à relação de tensão, ela é geralmente conhecida como relação de onda estacionária de tensão (VSWR).

2) Como o VSWR afeta o desempenho de um sistema transmissor? 

Existem várias maneiras pelas quais o VSWR afeta o desempenho de um sistema transmissor ou qualquer sistema que possa usar impedâncias RF e casadas.

Embora o termo VSWR seja normalmente usado, as ondas estacionárias de tensão e corrente podem causar problemas. Alguns dos efeitos são detalhados abaixo:

-Os amplificadores de potência do transmissor podem ser danificados

O aumento dos níveis de tensão e corrente vistos no alimentador como resultado das ondas estacionárias, pode danificar os transistores de saída do transmissor. Os dispositivos semicondutores são muito confiáveis ​​se operados dentro dos limites especificados, mas as ondas estacionárias de tensão e corrente no alimentador podem causar danos catastróficos se levarem o dispositivo a operar fora de seus limites.

-PA Proteção reduz a potência de saída

Tendo em vista o risco muito real de altos níveis de cabos de aço que causam danos ao amplificador de potência, muitos transmissores incorporam circuitos de proteção que reduzem a saída do transmissor à medida que o cabo de aço sobe. Isso significa que uma má correspondência entre o alimentador e a antena resultará em um alto SWR, o que fará com que a saída seja reduzida e, portanto, uma perda significativa na potência transmitida.

-Alta tensão e níveis de corrente podem danificar o alimentador

É possível que os níveis de alta tensão e corrente causados ​​pela alta taxa de ondas estacionárias possam causar danos ao alimentador. Embora na maioria dos casos os alimentadores funcionem bem dentro de seus limites e a duplicação de tensão e corrente possa ser acomodada, há algumas circunstâncias em que danos podem ser causados. Os máximos de corrente podem causar aquecimento local excessivo, o que pode distorcer ou derreter os plásticos utilizados, e sabe-se que as altas tensões causam arcos em algumas circunstâncias.

-Atrasos causados ​​por reflexos podem causar distorção:   

Quando um sinal é refletido por incompatibilidade, ele é refletido de volta para a fonte e pode então ser refletido de volta para a antena. 

É introduzido um atraso igual ao dobro do tempo de transmissão do sinal ao longo do alimentador. 

Se os dados estiverem sendo transmitidos, isso pode causar interferência entre símbolos e, em outro exemplo, em que a televisão analógica estava sendo transmitida, uma imagem “fantasma” foi vista.

Curiosamente, a perda no nível do sinal causada por um VSWR ruim não é tão grande quanto alguns podem imaginar. 

Qualquer sinal refletido pela carga é refletido de volta para o transmissor e como a correspondência no transmissor pode permitir que o sinal seja refletido de volta para a antena novamente, as perdas incorridas são fundamentalmente aquelas introduzidas pelo alimentador. 

Existem outros bits importantes a serem medidos na eficiência da antena: o coeficiente de reflexão, a perda de incompatibilidade e a perda de retorno, para citar alguns. O VSWR não é o fim-de-tudo da teoria da antena, mas é importante.

3) VSWR vs SWR vs vs PSWR ISWR

Os termos VSWR e SWR são freqüentemente vistos na literatura sobre ondas estacionárias em sistemas de RF, e muitos perguntam sobre a diferença.

-VSWR

O VSWR ou relação de onda estacionária de tensão se aplica especificamente às ondas estacionárias de tensão que são configuradas em um alimentador ou linha de transmissão. 

Como é mais fácil detectar as ondas estacionárias de tensão e, em muitos casos, as tensões são mais importantes em termos de quebra do dispositivo, o termo VSWR é frequentemente usado, especialmente nas áreas de projeto de RF.

-SWR

SWR significa razão de onda estacionária. Você pode vê-lo como expressão matemática da não uniformidade de um campo eletromagnético (campo EM) em uma linha de transmissão como um cabo coaxial. 

Normalmente, a ROE é definida como a razão entre a tensão máxima de radiofrequência (RF) e a tensão mínima de RF ao longo da linha. A razão de onda estacionária (SWR) tem três características:

SWR tem os seguintes recursos:

● Ele descreve as ondas estacionárias de tensão e corrente que aparecem na linha. 

● isso é uma descrição genérica para ondas estacionárias de corrente e tensão. 

● isso é frequentemente usado em associação com medidores usados ​​para detectar a proporção da onda estacionária. 

AVISO PRÉVIO: Tanto a corrente quanto a tensão aumentam e diminuem na mesma proporção para uma determinada incompatibilidade.

Um alto SWR indica baixa eficiência da linha de transmissão e energia refletida, o que pode danificar o transmissor e diminuir a eficiência do mesmo. Uma vez que SWR comumente se refere à relação de tensão, normalmente é conhecido como relação de onda estacionária de tensão (VSWR).

● PSWR (Razão de onda estacionária de potência):

O termo relação de potência da onda estacionária, que também é visto algumas vezes, é definido apenas como o quadrado do VSWR. No entanto, isso é uma falácia completa, pois a potência direta e refletida são constantes (assumindo que não há perdas no alimentador) e a potência não aumenta e diminui da mesma forma que as formas de onda estacionárias de tensão e corrente que são a soma dos elementos direto e refletido.

● ISWR (Razão de onda estacionária atual):

O SWR também pode ser definido como a relação entre a corrente máxima de RF e a corrente mínima de RF na linha (relação da onda estacionária atual ou ISWR). Para a maioria dos propósitos práticos, ISWR é o mesmo que VSWR.

Do entendimento de algumas pessoas de SWR e VSWR em sua forma básica é um 1: 1 perfeito. SWR significa que toda a energia que você está colocando na linha está sendo empurrada para fora da antena. Se o SWR não for 1: 1, então você está colocando mais potência do que o necessário e parte dessa potência é então refletida de volta na linha em direção ao seu transmissor e, em seguida, causa uma colisão que faria com que seu sinal não fosse tão limpo e Claro.

Mas, qual é a diferença entre VSWR e SWR? SWR (proporção da onda estacionária) é um conceito, ou seja, a proporção da onda estacionária. VSWR é realmente como você faz a medição, medindo as tensões para determinar o SWR. Você também pode medir o SWR medindo as correntes ou mesmo a potência (ISWR e PSWR). Mas para a maioria das intenções e propósitos, quando alguém diz SWR, quer dizer VSWR, na conversa comum eles são intercambiáveis.

Você parece entender a ideia de que está relacionado à razão entre quanta energia está indo para a antena e quanta está sendo refletida de volta e que (na maioria dos casos) a energia está sendo empurrada para a antena. No entanto, as afirmações "você está colocando mais potência do que o necessário" e "então causa uma colisão que faria com que seu sinal não fosse tão limpo" estão incorretas

VSWR vs. Poder refletido

Nos casos de SWR mais alto, parte ou muita energia está simplesmente sendo refletida de volta para o transmissor. Não tem nada a ver com um sinal limpo e tudo a ver com a proteção do transmissor contra queima e SWR, independentemente da quantidade de energia que você está bombeando. Significa simplesmente que, na frequência, o sistema de antena não é tão eficiente como radiador. Claro, se você está tentando transmitir em uma frequência, você prefere que sua antena tenha o SWR mais baixo possível (normalmente qualquer coisa menor que 2: 1 não é tão ruim nas bandas mais baixas e 1.5: 1 é bom nas bandas mais altas) , mas muitas antenas multibanda podem estar em 10: 1 em algumas bandas e você pode descobrir que é capaz de operar de forma aceitável.

4) VSWR e eficiência do sistema
Em um sistema ideal, 100% da energia é transmitida dos estágios de potência para a carga. Isso requer uma combinação exata entre a impedância da fonte (a impedância característica da linha de transmissão e todos os seus conectores) e a impedância da carga. A tensão CA do sinal será a mesma de ponta a ponta, pois ele passa sem interferência.

VSWR vs.% de potência refletida

Em um sistema real, impedâncias incompatíveis fazem com que parte da energia seja refletida de volta para a fonte (como um eco). Essas reflexões causam interferências construtivas e destrutivas, levando a picos e vales na tensão, variando com o tempo e a distância ao longo da linha de transmissão. VSWR quantifica essas variações de tensão, portanto, outra definição comumente usada para a relação de onda estacionária de tensão é que é a razão da tensão mais alta para a tensão mais baixa, em qualquer ponto da linha de transmissão.

Para um sistema ideal, a voltagem não varia. Portanto, seu VSWR é 1.0 (ou mais geralmente expresso como uma proporção de 1: 1). Quando ocorrem reflexões, as tensões variam e o VSWR é maior, por exemplo 1.2 (ou 1.2: 1). O aumento do VSWR se correlaciona com a redução da eficiência da linha de transmissão (e, portanto, do transmissor geral).

A eficiência das linhas de transmissão aumenta em:
1. Aumento da tensão e fator de potência
2. Aumentar a tensão e diminuir o fator de potência
3. Diminuição da tensão e do fator de potência
4. Diminuição da tensão e aumento do fator de potência

Existem quatro quantidades que descrevem a eficácia da transferência de energia de uma linha para uma carga ou antena: o VSWR, o coeficiente de reflexão, a perda de incompatibilidade e a perda de retorno. 

Por enquanto, para obter uma sensação de seu significado, nós os mostramos graficamente na próxima figura. Três condições: 

● As linhas conectadas a uma carga combinada;
● As linhas conectadas a uma antena monopolo curta que não é compatível (a impedância de entrada da antena é de 20 - j80 ohms, em comparação com a impedância da linha de transmissão de 50 ohms);
● A linha está aberta no final onde a antena deveria ter sido conectada.

Curva Verde - Onda estacionária na linha de 50 ohms com carga correspondente de 50 ohms no final

Com seus parâmetros e valor numérico da seguinte forma:

parâmetros	Valor numérico
Impedância de carga	ohms 50
Coeficiente de reflexão	0
VSWR	1
Perda de incompatibilidade	0 dB
Perda de retorno	- ∞ dB
Observe: [Isso é perfeito; nenhuma onda estacionária; toda a energia vai para a antena / carga]

Curva Azul - Onda estacionária em linha de 50 ohms em antena monopolo curta

Com seus parâmetros e valor numérico da seguinte forma:

parâmetros	Valor numérico
Impedância de carga	20 - j80 ohms
Coeficiente de reflexão	0.3805 - j0.7080
Valor absoluto do coeficiente de reflexão	0.8038
VSWR	9.2
Perda de incompatibilidade	- 4.5 dB
Perda de retorno	-1.9 DB
Aviso: [Isso não é muito bom; a energia na carga ou a antena está abaixo de -4.5 dB da linha descendente disponível]

Curva Vermelha - Onda estacionária em linha com circuito aberto na extremidade esquerda (terminais da antena)

Com seus parâmetros e valor numérico da seguinte forma:

parâmetros	Valor numérico
Impedância de carga	∞
Coeficiente de reflexão	1
VSWR	∞
Perda de incompatibilidade	- 0 dB
Perda de retorno	0 dB
Aviso: [Isso é muito ruim: nenhuma energia transferida além do fim da linha]

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3. Indicadores de parâmetros importantes de SWR

1) Linhas de transmissão e SWR

Qualquer condutor que conduza uma corrente CA pode ser tratado como uma linha de transmissão, como os gigantes aéreos que distribuem energia da rede elétrica CA por toda a paisagem. Incorporar todas as diferentes formas de linhas de transmissão ficaria consideravelmente fora do escopo deste artigo, portanto, limitaremos a discussão às frequências de cerca de 1 MHz a 1 GHz e a dois tipos comuns de linha: coaxial (ou "coaxial") e condutor paralelo (também conhecido como fio aberto, linha de janela, linha de escada ou condutor duplo, como vamos chamá-lo), conforme mostrado na Figura 1.

Explicação: O cabo coaxial (A) consiste em um condutor central sólido ou trançado cercado por um plástico isolante ou dielétrico de ar e uma blindagem tubular que é sólida ou trançada de fio trançado. Uma capa de plástico envolve a blindagem para proteger os condutores. O condutor duplo (B) consiste em um par de fios paralelos sólidos ou trançados. Os fios são mantidos no lugar por plástico moldado (linha da janela, cabo duplo) ou por isoladores de cerâmica ou plástico (linha da escada).

A corrente flui ao longo da superfície dos condutores (veja a barra lateral em “Efeito Pele”) em direções opostas. Surpreendentemente, a energia de RF que flui ao longo da linha não flui realmente nos condutores onde está a corrente. Ele viaja como uma onda eletromagnética (EM) no espaço entre e ao redor dos condutores. 

A Figura 1 indica onde o campo está localizado no cabo coaxial e no condutor duplo. Para coaxial, o campo está completamente contido no dielétrico entre o condutor central e a blindagem. Para condutor duplo, porém, o campo é mais forte ao redor e entre os condutores, mas sem uma blindagem circundante, parte do campo se estende para o espaço ao redor da linha.

É por isso que o coaxial é tão popular - ele não permite que os sinais internos interajam com os sinais e condutores externos à linha. O chumbo duplo, por outro lado, deve ser mantido bem afastado (algumas larguras de linha são suficientes) de outras linhas de alimentação e de qualquer tipo de superfície de metal. Por que usar chumbo duplo? Ele geralmente tem perdas menores do que o coaxial, então é uma escolha melhor quando a perda de sinal é uma consideração importante.

Tutorial de linha de transmissão para iniciantes (Fonte: AT&T)

O que é o efeito de pele?

Acima de cerca de 1 kHz, as correntes CA fluem em uma camada cada vez mais fina ao longo da superfície dos condutores. Isto é o efeito de pele. Isso ocorre porque as correntes parasitas dentro do condutor criam campos magnéticos que empurram a corrente para a superfície externa do condutor. A 1 MHz em cobre, a maior parte da corrente é restrita aos 0.1 mm externos do condutor e, em 1 GHz, a corrente é comprimida em uma camada de apenas alguns µm de espessura.

2) Coeficientes de reflexão e transmissão

O coeficiente de reflexão é a fração de um sinal incidente refletido de volta a partir de uma incompatibilidade. O coeficiente de reflexão é expresso como ρ ou Γ, mas esses símbolos também podem ser usados ​​para representar VSWR. Está diretamente relacionado ao VSWR por

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Figura. Essa é a fração de um sinal refletido de volta pela impedância de carga e às vezes é expressa como uma porcentagem.

Para uma combinação perfeita, nenhum sinal é refletido pela carga (ou seja, é totalmente absorvido), portanto, o coeficiente de reflexão é zero. 

Para um circuito aberto ou curto, todo o sinal é refletido de volta, então o coeficiente de reflexão em ambos os casos é 1. Observe que esta discussão trata apenas da magnitude do coeficiente de reflexão.  

Γ também tem um ângulo de fase associado, que distingue entre um curto-circuito e um circuito aberto, bem como todos os estados intermediários. 

Por exemplo, a reflexão de um circuito aberto resulta em um ângulo de fase de 0 grau entre o incidente e a onda refletida, o que significa que o sinal refletido adiciona fase com o sinal de entrada no local do circuito aberto; ou seja, a amplitude da onda estacionária é o dobro da onda de entrada. 

Em contraste, um curto-circuito resulta em um ângulo de fase de 180 graus entre o sinal incidente e refletido, o que significa que o sinal refletido é oposto em fase ao sinal de entrada, então suas amplitudes são subtraídas, resultando em zero. Isso pode ser visto nas Figuras 1a e b.

Onde o coeficiente de reflexão é a fração de um sinal incidente refletido de volta de uma incompatibilidade de impedância em um circuito ou linha de transmissão, o coeficiente de transmissão é a fração do sinal incidente que aparece na saída. 

É uma função do sinal refletido, bem como das interações do circuito interno. Também tem amplitude e fase correspondentes.

3) O que é perda de retorno e perda de inserção?

A perda de retorno é a relação entre o nível de potência do sinal refletido e o nível de potência do sinal de entrada expresso em decibéis (dB), ou seja,

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Figura 2. Perda de retorno e perda de inserção em um circuito sem perdas ou linha de transmissão.

Na Figura 2, um sinal de 0 dBm, Pi, é aplicado à linha de transmissão. A potência refletida, Pr, é mostrada como −10 dBm e a perda de retorno é 10 dB. Quanto maior o valor, melhor é o casamento, ou seja, para um casamento perfeito, a perda de retorno, idealmente, é ∞, mas uma perda de retorno de 35 a 45 dB costuma ser considerada um bom casamento. Da mesma forma, para um circuito aberto ou um curto-circuito, a potência incidente é refletida de volta. A perda de retorno para esses casos é de 0 dB.

A perda de inserção é a relação entre o nível de potência do sinal transmitido e o nível de potência do sinal de entrada expresso em decibéis (dB), ou seja,

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

Referindo-se à Figura 2, Pr de -10 dBm significa que 10 por cento da potência incidente é refletida. Se o circuito ou linha de transmissão não tiver perdas, 90 por cento da energia incidente será transmitida. A perda de inserção é, portanto, de aproximadamente 0.5 dB, resultando em uma potência transmitida de -0.5 dBm. Se houvesse perdas internas, a perda de inserção seria maior.

4) O que são parâmetros S?

Figura. Representação do parâmetro S de um circuito de microondas de duas portas.

Usando parâmetros S, o desempenho de RF de um circuito pode ser completamente caracterizado sem a necessidade de saber sua composição interna. Para esses fins, o circuito é comumente referido como uma "caixa preta". Os componentes internos podem ser ativos (ou seja, amplificadores) ou passivos. As únicas estipulações são que os parâmetros S são determinados para todas as frequências e condições (por exemplo, temperatura, polarização do amplificador) de interesse e que o circuito seja linear (ou seja, sua saída é diretamente proporcional à sua entrada). A Figura 3 é uma representação de um circuito de micro-ondas simples com uma entrada e uma saída (chamadas portas). Cada porta possui um sinal incidente (a) e um sinal refletido (b). Conhecendo os parâmetros S (ou seja, S11, S21, S12, S22) deste circuito, pode-se determinar seu efeito em qualquer sistema em que esteja instalado.

Os parâmetros S são determinados por medição sob condições controladas. Usando um equipamento de teste especial denominado analisador de rede, um sinal (a1) é inserido na Porta 1 com a Porta 2 terminada em um sistema com impedância controlada (normalmente 50 ohms). O analisador mede e registra simultaneamente a1, b1 e b2 (a2 = 0). O processo é então revertido, ou seja, com uma entrada de sinal (a2) na Porta 2, o analisador mede a2, b2 e b1 (a1 = 0). Em sua forma mais simples, o analisador de rede mede apenas as amplitudes desses sinais. Isso é chamado de analisador de rede escalar e é suficiente para determinar quantidades como VSWR, RL e IL. Para a caracterização completa do circuito, entretanto, a fase também é necessária e requer o uso de um analisador de rede vetorial. Os parâmetros S são determinados pelas seguintes relações:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

S11 e S22 são os coeficientes de reflexão da porta de entrada e saída do circuito, respectivamente; enquanto S21 e S12 são os coeficientes de transmissão direta e reversa do circuito. RL está relacionado aos coeficientes de reflexão pelas relações

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | e RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (E)

IL está relacionado aos coeficientes de transmissão dos circuitos pelas relações

IL da Porta 1 para a Porta 2 (dB) = -20 log10 | S21 | e IL da Porta 2 para a Porta 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Essa representação pode ser estendida a circuitos de microondas com um número arbitrário de portas. O número de parâmetros S aumenta pelo quadrado do número de portas, então a matemática se torna mais envolvida, mas é gerenciável usando álgebra matricial.

5) O que é correspondência de impedância?

A impedância é a oposição encontrada pela energia elétrica à medida que ela se afasta de sua fonte.  

A sincronização da carga e da impedância da fonte cancelará o efeito que leva à transferência de potência máxima. 

Isso é conhecido como teorema de transferência de potência máxima: o teorema de transferência de potência máxima é crítico em conjuntos de transmissão de radiofrequência e, em particular, na configuração de antenas de RF.

A correspondência de impedância é crítica para o funcionamento eficiente das configurações de RF onde você deseja mover a tensão e a potência de forma otimizada. No projeto de RF, a combinação da fonte e das impedâncias de carga maximizará a transmissão da potência de RF. As antenas receberão transferência de potência máxima ou ideal, onde sua impedância é compatível com a impedância de saída da fonte de transmissão.

A impedância de 50 ohm é o padrão para projetar a maioria dos sistemas e componentes de RF. O cabo coaxial que sustenta a conectividade em uma variedade de aplicações de RF tem uma impedância típica de 50 Ohms. Pesquisas de RF realizadas na década de 1920 descobriram que a impedância ideal para a transferência de sinais de RF seria entre 30 e 60 ohms, dependendo da tensão e da transferência de energia. Ter uma impedância relativamente padronizada permite a correspondência entre o cabeamento e os componentes, como antenas WiFi ou Bluetooth, PCBs e atenuadores. Vários tipos de antenas principais têm uma impedância de 50 Ohms, incluindo ZigBee GSM GPS e LoRa

Coeficiente de reflexão - Fonte: Wikipedia

Uma incompatibilidade na impedância leva a reflexões de tensão e corrente e, em configurações de RF, isso significa que a potência do sinal será refletida de volta para sua fonte, sendo a proporção de acordo com o grau de incompatibilidade. Isso pode ser caracterizado usando Voltage Standing Wave Ratio (VSWR), que é uma medida da eficiência de transferência de potência de RF de sua fonte para uma carga, como uma antena.

A incompatibilidade entre as impedâncias da fonte e da carga, por exemplo, uma antena de 75 ohm e um cabeamento coaxial de 50 ohms, pode ser superada usando uma gama de dispositivos de combinação de impedância, como resistores em série, transformadores, almofadas de combinação de impedância montadas em superfície ou sintonizadores de antena.

Na eletrônica, o casamento de impedância envolve a criação ou alteração de um circuito ou aplicativo eletrônico ou componente configurado de forma que a impedância da carga elétrica corresponda à impedância da fonte de alimentação ou acionamento. O circuito é projetado ou engrenado de forma que as impedâncias pareçam iguais.

Ao olhar para sistemas que incluem linhas de transmissão, é necessário entender que fontes, linhas de transmissão / alimentadores e cargas têm uma impedância característica. 50Ω é um padrão muito comum para aplicações de RF, embora outras impedâncias possam ocasionalmente ser vistas em alguns sistemas.

Para obter a máxima transferência de potência da fonte para a linha de transmissão, ou da linha de transmissão para a carga, seja um resistor, uma entrada para outro sistema ou uma antena, os níveis de impedância devem corresponder.

Em outras palavras, para um sistema 50Ω a fonte ou gerador de sinal deve ter uma impedância de fonte de 50Ω, a linha de transmissão deve ser 50Ω e a carga deve ser assim.

Problemas surgem quando a energia é transferida para a linha de transmissão ou alimentador e se desloca em direção à carga. Se houver uma incompatibilidade, isto é, a impedância da carga não coincide com a da linha de transmissão, então não é possível que toda a energia seja transferida.

Como a energia não pode desaparecer, a energia que não é transferida para a carga tem que ir para algum lugar e lá ela viaja de volta ao longo da linha de transmissão em direção à fonte.

Quando isso acontece, as tensões e correntes das ondas direta e refletida no alimentador adicionam ou subtraem em diferentes pontos ao longo do alimentador de acordo com as fases. Desta forma, as ondas estacionárias são configuradas.

A maneira como o efeito ocorre pode ser demonstrada com um comprimento de corda. Se uma extremidade é deixada livre e a outra é movida para cima e para baixo, o movimento das ondas pode ser visto ao longo da corda. No entanto, se uma das extremidades estiver fixa, um movimento de onda estacionário é configurado e os pontos de vibração mínima e máxima podem ser vistos.

Quando a resistência da carga é menor que a impedância do alimentador, a tensão e as magnitudes da corrente são configuradas. Aqui, a corrente total no ponto de carga é maior que a da linha perfeitamente combinada, enquanto a tensão é menor.

Os valores de corrente e tensão ao longo do alimentador variam ao longo do alimentador. Para valores pequenos de potência refletida, a forma de onda é quase senoidal, mas para valores maiores, ela se torna mais como uma onda senoidal retificada de onda completa. Esta forma de onda consiste em tensão e corrente a partir da potência direta mais tensão e corrente da potência refletida.

A uma distância de um quarto de comprimento de onda da carga, as tensões combinadas atingem um valor máximo enquanto a corrente está no mínimo. A uma distância de meio comprimento de onda da carga, a tensão e a corrente são as mesmas que na carga.

Uma situação semelhante ocorre quando a resistência da carga é maior que a impedância do alimentador, porém, desta vez, a tensão total na carga é maior do que o valor da linha perfeitamente correspondente. A tensão atinge um mínimo a uma distância de um quarto de comprimento de onda da carga e a corrente está no máximo. No entanto, a uma distância de meio comprimento de onda da carga, a tensão e a corrente são as mesmas que na carga.

Então, quando há um circuito aberto colocado no final da linha, o padrão de onda estacionária para o alimentador é semelhante ao do curto-circuito, mas com os padrões de tensão e corrente invertidos.

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6) O que é energia refletida?
Quando uma onda transmitida atinge um limite como aquele entre a linha de transmissão sem perdas e a carga (consulte a Figura 1. abaixo), parte da energia será transmitida à carga e parte será refletida. O coeficiente de reflexão relaciona as ondas de entrada e refletidas como:

Γ = V- / V + (Eq. 1)

Onde V- é a onda refletida e V + é a onda de entrada. O VSWR está relacionado à magnitude do coeficiente de reflexão de tensão (Γ) por:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq. 2)

O VSWR pode ser medido diretamente com um medidor de cabos de aço. Um instrumento de teste de RF, como um analisador de rede vetorial (VNA), pode ser usado para medir os coeficientes de reflexão da porta de entrada (S11) e da porta de saída (S22). S11 e S22 são equivalentes a Γ na porta de entrada e saída, respectivamente. Os VNAs com modos matemáticos também podem calcular e exibir diretamente o valor VSWR resultante.

A perda de retorno nas portas de entrada e saída pode ser calculada a partir do coeficiente de reflexão, S11 ou S22, da seguinte maneira:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (Eq. 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (Eq. 4)

O coeficiente de reflexão é calculado a partir da impedância característica da linha de transmissão e da impedância de carga da seguinte forma:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Eq. 5)

Onde ZL é a impedância da carga e ZO é a impedância característica da linha de transmissão (Figura 1).

O VSWR também pode ser expresso em termos de ZL e ZO. Substituindo a Equação 5 pela Equação 2, obtemos:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

Para ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Assim sendo:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Eq. 6)
Para ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Assim sendo:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Eq. 7)

Observamos acima que o VSWR é uma especificação dada na forma de proporção em relação ao 1, como um exemplo 1.5: 1. Existem dois casos especiais de VSWR, ∞: 1 e 1: 1. Uma proporção de infinito para um ocorre quando a carga é um circuito aberto. Uma proporção de 1: 1 ocorre quando a carga é perfeitamente compatível com a impedância característica da linha de transmissão.

O VSWR é definido a partir da onda estacionária que surge na própria linha de transmissão por:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Eq. 8)

Onde VMAX é a amplitude máxima e VMIN é a amplitude mínima da onda estacionária. Com duas ondas superimpostas, o máximo ocorre com interferência construtiva entre as ondas recebidas e refletidas. Portanto:

VMAX = V + + V- (Eq. 9)

para máxima interferência construtiva. A amplitude mínima ocorre com interferência desconstrutiva, ou:

VMIN = V + - V- (Eq. 10)

Substituir as Equações 9 e 10 na Equação 8 produz


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (Eq. 11)

Substituindo a Equação 1 pela Equação 11, obtemos:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Eq. 12)

A Equação 12 é a Equação 2 indicada no início deste artigo.

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4. Calculadora VSWR: Como calcular VSWR? 

As incompatibilidades de impedância resultam em ondas estacionárias ao longo da linha de transmissão, e a ROE é definida como a razão entre a amplitude da onda estacionária parcial em um antinodo (máximo) e a amplitude em um nó (mínimo) ao longo da linha.

A taxa resultante é normalmente expressa como uma razão, por exemplo, 2: 1, 5: 1, etc. Uma combinação perfeita é 1: 1 e uma incompatibilidade completa, ou seja, um circuito curto ou aberto é ∞: 1.

Na prática, há perda em qualquer alimentador ou linha de transmissão. Para medir o VSWR, a potência direta e reversa é detectada naquele ponto do sistema e isso é convertido em um valor para VSWR. 

Desta forma, o VSWR é medido em um ponto particular e os máximos e mínimos de tensão não precisam ser determinados ao longo do comprimento da linha.

O componente de tensão de uma onda estacionária em uma linha de transmissão uniforme consiste na onda direta (com amplitude Vf) sobreposta à onda refletida (com amplitude Vr). As reflexões ocorrem como resultado de descontinuidades, como uma imperfeição em uma linha de transmissão uniforme, ou quando uma linha de transmissão é terminada com outra impedância que não seja sua característica.

Se você estiver interessado em determinar o desempenho das antenas, o VSWR deve sempre ser medido nos próprios terminais da antena, e não na saída do transmissor. Por causa das perdas ôhmicas no cabeamento de transmissão, será criada a ilusão de se ter uma melhor antena VSWR, mas isso ocorre apenas porque essas perdas amortecem o impacto de uma reflexão abrupta nos terminais da antena.

Como a antena geralmente está localizada a alguma distância do transmissor, é necessária uma linha de alimentação para transferir energia entre os dois. Se a linha de alimentação não tiver perda e corresponder à impedância de saída do transmissor e à impedância de entrada da antena, a potência máxima será fornecida à antena. Neste caso, o VSWR será de 1: 1 e a tensão e a corrente serão constantes em todo o comprimento da linha de alimentação.

1) Cálculo VSWR

A perda de retorno é uma medida em dB da relação entre a potência na onda incidente e a da onda refletida, e a definimos como tendo um valor negativo.

Perda de retorno = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Por exemplo, se uma carga tem uma perda de retorno de -10 dB, então 1/10 da potência incidente é refletida. Quanto maior a perda de retorno, menos energia é realmente perdida.

Também é de considerável interesse a perda por descasamento. Esta é uma medida de quanto a potência transmitida é atenuada devido à reflexão. É dado pela seguinte relação:

Perda de incompatibilidade = 10 log (1 -p2)

Por exemplo, da Tabela 1, uma antena com um VSWR de 2: 1 teria um coeficiente de reflexão de 0.333, uma perda de incompatibilidade de -0.51 dB e uma perda de retorno de -9.54 dB (11% da potência do seu transmissor é refletida de volta )

2) Gráfico de Caculação VSWR Livre

Aqui está um gráfico de cálculo VSWR simples. 

Lembre-se sempre de que VSWR deve ser um número maior que 1.0
VSWR	Coeficiente de reflexão (Γ)	Poder refletido (%)	Perda de Tensão	Potência refletida (dB)	Perda de retorno	Perda de incompatibilidade (dB)
1	0.00	0.00	0	-Infinidade	Infinity	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Leitura extra: VSWR na antena A Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) é uma indicação da quantidade de incompatibilidade entre uma antena e a linha de alimentação conectada a ela. Isso também é conhecido como Standing Wave Ratio (SWR). O intervalo de valores para VSWR é de 1 a ∞.  Um valor VSWR abaixo de 2 é considerado adequado para a maioria das aplicações de antena. A antena pode ser descrita como tendo uma “boa combinação”. Então, quando alguém diz que a antena está mal combinada, muitas vezes isso significa que o valor de VSWR ultrapassa 2 para uma frequência de interesse.  A perda de retorno é outra especificação de interesse e é abordada com mais detalhes na seção Teoria da Antena. Uma conversão comumente necessária é entre perda de retorno e VSWR, e alguns valores são tabulados no gráfico, junto com um gráfico desses valores para referência rápida.

De onde vêm esses cálculos? Bem, comece com a fórmula para VSWR:

Se invertermos esta fórmula, podemos calcular o coeficiente de reflexão (ou a perda de retorno, s11) a partir do VSWR:

Agora, este coeficiente de reflexão é realmente definido em termos de voltagem. Nós realmente queremos saber quanto poder está sendo refletido. Isso será proporcional ao quadrado da tensão (V ^ 2). Portanto, a potência refletida em porcentagem será:

Podemos converter a potência refletida em decibéis simplesmente:

Finalmente, a potência é refletida ou entregue à antena. A quantidade entregue à antena é escrita como () e é simplesmente (1- ^ 2). Isso é conhecido como perda de incompatibilidade. Esta é a quantidade de energia que é perdida devido à incompatibilidade de impedância, e podemos calcular isso facilmente:

E isso é tudo que precisamos saber para ir e voltar entre VSWR, s11 / perda de retorno e perda de incompatibilidade. Espero que você tenha se divertido tanto quanto eu.

Tabela de conversão - dBm para dBW e W (watt)

Nesta tabela apresentamos como os valores da potência em dBm, dBW e Watt (W) correspondem entre si.

Potência (dBm)	Potência (dBW)	Potência ((W) watt)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 KW
70	40	10 KW
60	30	1 KW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 mW
-20	-50	10 mW
-30	-60	1 mW
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
em que: dBm = decibel-miliwatt dBW = decibéis watts MW = megawatt KW = quilowatt W = watts mW = miliwatt µW = microwatt nW = nanoWatt pW = picowatt

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3) Fórmula VSWR

Este programa é um miniaplicativo para calcular a Razão de Onda Permanente de Tensão (VSWR).

Ao configurar um sistema de antena e transmissor, é importante evitar incompatibilidade de impedância em qualquer parte do sistema. Qualquer incompatibilidade significa que uma parte da onda de saída é refletida de volta para o transmissor e o sistema se torna ineficiente. Podem ocorrer incompatibilidades nas interfaces entre vários equipamentos, por exemplo, transmissor, cabo e antena. As antenas têm impedância, que normalmente é de 50 ohms (quando a antena tem as dimensões corretas). Quando a reflexão ocorre, ondas estacionárias são produzidas no cabo.

Fórmula VSWR e coeficiente de reflexão:

Eq.1	O coeficiente de reflexão Γ é definido como	Eq.2	O VSWR ou relação da onda estacionária de tensão
Fórmula		Fórmula
Gama	ZL = O valor em ohms da carga (normalmente uma antena) Zo = A impedância característica da linha de transmissão em ohms	Sigma	Dado que ρ varia de 0 a 1, os valores calculados para VSWR serão de 1 a infinito.
Valores calculados	entre -1 ≦ Γ ≦ 1.	Valores calculados	1 ou uma proporção de 1: 1.
Quando o valor é “-1”.	Significa que ocorre 100% de reflexão e nenhuma energia é transferida para a carga. A onda refletida está 180 graus fora de fase (invertida) com a onda incidente.	Com circuito aberto	Esta é uma condição de circuito aberto sem antena conectada. Isso significa que ZL é infinito e os termos Zo desaparecerão na Eq.1, deixando Γ = 1 (100% de reflexão) e ρ = 1. Nenhuma energia é transferida e o VSWR será infinito.
Quando o valor é “1”.	Significa que ocorre 100% de reflexão e nenhuma energia é transferida para a carga. A onda refletida está em fase com a onda incidente.	Com curto-circuito	Imagine que a extremidade do cabo está em curto. Isso significa que ZL é 0 e a Eq.1 calculará Γ = -1 e ρ = 1. Nenhuma energia é transferida e o VSWR é infinito.
Quando o valor é “0”.	Significa que não ocorre reflexão e toda a energia é transferida para a carga. (IDEAL)	Com antena corretamente correspondida.	Quando uma antena combinada corretamente é conectada, toda a energia é transferida para a antena e é convertida em radiação. ZL é 50 ohms e a Eq.1 calculará Γ como zero. Portanto, VSWR será exatamente 1.
N/D	N/D	Com antena incorretamente correspondida.	Quando uma antena com correspondência incorreta é conectada, a impedância não será mais de 50 ohms e ocorre uma incompatibilidade de impedância e parte da energia é refletida de volta. A quantidade de energia refletida depende do nível da incompatibilidade e, portanto, o VSWR será um valor acima de 1.
Ao usar cabo de impedância característica incorreta O cabo / linha de transmissão usado para conectar a antena ao transmissor precisará ter a impedância característica correta Zo.  Normalmente, os cabos coaxiais têm 50 ohms (75 ohms para televisores e satélite) e seus valores serão impressos nos próprios cabos.  A quantidade de energia refletida depende do nível de incompatibilidade e, portanto, VSWR será um valor acima de 1.

revisão:

O que são ondas estacionárias? Uma carga é conectada ao final da linha de transmissão e o sinal flui ao longo dela e entra na carga. Se a impedância da carga não corresponder à impedância da linha de transmissão, parte da onda viajante é refletida de volta para a fonte.

Quando a reflexão ocorre, elas retornam à linha de transmissão e se combinam com as ondas incidentes para produzir ondas estacionárias. É importante notar que a onda resultante parece estacionária e não se propaga como uma onda normal e não transfere energia para a carga. A onda possui áreas de amplitude máxima e mínima chamadas anti-nós e nós, respectivamente.

Ao conectar a antena, se for produzido um VSWR de 1.5, a eficiência de energia será de 96%. Quando um VSWR de 3.0 é produzido, a eficiência de energia é de 75%. No uso real, não é recomendável exceder um VSWR de 3.

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5. Como medir a proporção de ondas estacionárias - Explicação da Wikipedia
Muitos métodos diferentes podem ser usados ​​para medir a proporção da onda estacionária. O método mais intuitivo usa uma linha com fenda, que é uma seção da linha de transmissão com uma fenda aberta que permite que uma ponta de prova detecte a tensão real em vários pontos ao longo da linha. 

Assim, os valores máximo e mínimo podem ser comparados diretamente. Este método é usado em VHF e frequências mais altas. Em frequências mais baixas, essas linhas são invariavelmente longas. Os acopladores direcionais podem ser usados ​​em HF por meio de frequências de micro-ondas. 

Alguns têm um quarto de onda ou mais, o que restringe seu uso às frequências mais altas. Outros tipos de acopladores direcionais amostram a corrente e a tensão em um único ponto no caminho de transmissão e os combinam matematicamente de modo a representar a potência fluindo em uma direção.

O tipo comum de medidor de SWR / potência usado na operação amadora pode conter um acoplador direcional duplo. Outros tipos usam um único acoplador que pode ser girado 180 graus para amostrar o fluxo de energia em qualquer direção. Acopladores unidirecionais desse tipo estão disponíveis para muitas faixas de frequência e níveis de potência e com valores de acoplamento apropriados para o medidor analógico usado.

Um wattímetro direcional usando um elemento acoplador direcional rotativo

A potência direta e refletida medida por acopladores direcionais pode ser usada para calcular a ROE. Os cálculos podem ser feitos matematicamente na forma analógica ou digital ou usando métodos gráficos integrados ao medidor como uma escala adicional ou pela leitura do ponto de cruzamento entre duas agulhas no mesmo medidor.

Os instrumentos de medição acima podem ser usados ​​"em linha", ou seja, a potência total do transmissor pode passar pelo dispositivo de medição de modo a permitir o monitoramento contínuo de SWR. Outros instrumentos, como analisadores de rede, acopladores direcionais de baixa potência e pontes de antena usam baixa potência para a medição e devem ser conectados no lugar do transmissor. Os circuitos de ponte podem ser usados ​​para medir diretamente as partes reais e imaginárias de uma impedância de carga e usar esses valores para derivar SWR. Esses métodos podem fornecer mais informações do que apenas SWR ou potência direta e refletida. [11] Analisadores de antena autônomos usam vários métodos de medição e podem exibir SWR e outros parâmetros plotados em relação à frequência. Usando acopladores direcionais e uma ponte em combinação, é possível fazer um instrumento em linha que lê diretamente em impedância complexa ou em SWR. [12] Também estão disponíveis analisadores de antena independentes que medem vários parâmetros.

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6. Faça perguntas frequentes

1) O que causa alto VSWR?

Se o VSWR estiver muito alto, pode haver muita energia refletida de volta para um amplificador de potência, causando danos aos circuitos internos. Em um sistema ideal, haveria um VSWR de 1: 1. As causas de uma classificação de VSWR alta podem ser o uso de uma carga inadequada ou algo desconhecido, como uma linha de transmissão danificada.

2) Como você reduz o VSWR?

Uma técnica para reduzir o sinal refletido da entrada ou saída de qualquer dispositivo é colocar um atenuador antes ou depois do dispositivo. O atenuador reduz o sinal refletido duas vezes o valor da atenuação, enquanto o sinal transmitido recebe o valor de atenuação nominal. (Dicas: para enfatizar a importância do VSWR e RL para a sua rede, considere uma redução no desempenho do VSWR de 1.3: 1 para 1.5: 1 - esta é uma mudança na perda de retorno de 16 dB para 13 dB).

3) S11 é perda de retorno?

Na prática, o parâmetro mais comumente citado em relação às antenas é o S11. S11 representa quanta potência é refletida da antena e, portanto, é conhecido como coeficiente de reflexão (às vezes escrito como gama: ou perda de retorno. ... Essa potência aceita é irradiada ou absorvida como perdas dentro da antena.

4) Por que VSWR é medido?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio), é uma medida de quão eficientemente a energia de radiofrequência é transmitida de uma fonte de energia, através de uma linha de transmissão, para uma carga (por exemplo, de um amplificador de potência através de uma linha de transmissão, para uma antena) . Em um sistema ideal, 100% da energia é transmitida.

5) Como faço para corrigir VSWR alto?

Se sua antena estiver montada em uma parte inferior do veículo, como no para-choque ou atrás da cabine de uma caminhonete, o sinal pode retornar para a antena, causando um alto ROE. Para aliviar isso, mantenha pelo menos 12 polegadas superiores da antena acima da linha do teto e posicione a antena o mais alto possível no veículo.

6) O que é uma boa leitura do VSWR?
A melhor leitura possível é 1.01: 1 (perda de retorno de 46dB), mas geralmente uma leitura abaixo de 1.5: 1 é aceitável. Fora do mundo perfeito, um 1.2: 1 (perda de retorno de 20.8 dB) é local na maioria dos casos. Para garantir uma leitura precisa, é melhor conectar o medidor na base da antena.

7) 1.5 SWR é bom?
Sim, ele é! O intervalo ideal é SWR 1.0-1.5. Há espaço para melhorias quando o intervalo é de SWR 1.5 - 1.9, mas o SWR neste intervalo ainda deve fornecer um desempenho adequado. Ocasionalmente, devido a instalações ou variáveis ​​do veículo, é impossível obter ROE menor do que isso.

8) Como faço para verificar meu SWR sem um medidor?
Aqui estão as etapas para sintonizar um rádio CB sem um medidor de SWR:
1) Encontre uma área com interferência limitada.
2) Certifique-se de ter um rádio adicional.
3) Sintonize os dois rádios no mesmo canal.
4) Fale em um rádio e ouça no outro.
5) Afaste um rádio e observe quando o som está claro.
6) Ajuste sua antena conforme necessário.

9) Todas as antenas CB precisam ser ajustadas?
Embora o ajuste da antena não seja necessário para operar seu sistema CB, há uma série de razões importantes para você sempre sintonizar uma antena: Desempenho aprimorado - Uma antena devidamente sintonizada SEMPRE funcionará com mais eficiência do que uma antena não sintonizada.

10) Por que meu SWR sobe quando eu falo?

Uma das causas mais comuns de leituras de SWR altas é conectar incorretamente o medidor de SWR ao rádio e à antena. Quando conectado incorretamente, as leituras serão relatadas como extremamente altas, mesmo se tudo estiver instalado perfeitamente. Consulte este artigo sobre como garantir que seu medidor de SWR esteja instalado corretamente.

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