Cálculo VSWR (SWR)

Sobre o VSWR (SWR)
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.

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 de carga não corresponder à impedância da linha de transmissão, parte da onda de deslocamento será 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.
vswr

Fórmula para VSWR e coeficiente de reflexão
Eq.1 - Coeficiente de reflexão Γ é definido como:

ZL = O valor em ohms da carga (normalmente uma antena)
Zo = A impedância característica da linha de transmissão em ohms

Os valores calculados estão entre -1 ≦ Γ ≦ 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.

#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.

#Quando o valor é "0".
Significa que não ocorre reflexão e toda a energia é transferida para a carga. (IDEAL)

Eq.2 - A relação VSWR ou onda estacionária de tensão:


Dado que ρ varia de 0 a 1, os valores calculados para VSWR serão de 1 a infinito.

O caso ideal é quando ρ é 0, fornecendo um VSWR de 1 ou uma proporção de 1: 1.

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.

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.

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.

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 um cabo com impedância característica incorreta.
A linha de cabo / transmissão usada para conectar a antena ao transmissor precisará ser a impedância característica correta Zo. Normalmente, os cabos coaxiais têm 50 ohms (75 ohms para televisões e satélite) e seus valores serão impressos nos próprios cabos. A quantidade de energia refletida depende do nível da incompatibilidade e, portanto, o VSWR será um valor acima de 1.




Instruções sobre como usar
- Digite os valores nas caixas amarelas claras e escuras e pressione a tecla ENTER.

1. Confirme a impedância característica do seu cabo e entre na caixa.

2. Confirme a impedância de carga, coeficiente de reflexão, VSWR etc. e pressione ENTER para calcular.

3. Se ocorrer uma reflexão completa, POWER REFLECT [%] mostra 100% e o gráfico de potência de saída mostra 0%.
Olhe atentamente para onde diz D = 0. Ambas as ondas ficam "em fase" (ambos os círculos se movendo juntos) ou "Fora de fase" (ambos os círculos se movendo na direção oposta), dependendo do valor do coeficiente de reflexão.

4. A potência de saída pode ser calculada subtraindo a perda de incompatibilidade (em dB) da potência de entrada (dBm) para fornecer a potência de saída (dBm)

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