वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात की गणना कैसे करें?

एक एंटीना को बिजली देने के लिए एक रेडियो (ट्रांसमीटर या रिसीवर) के लिएरेडियो और ट्रांसमिशन लाइन के प्रतिबाधा को ए से अच्छी तरह से मेल खाना चाहिएएंटीना की बाधा। पैरामीटर VSWR एक उपाय है जो संख्यात्मक रूप से वर्णन करता है कि एंटीना कितनी अच्छी तरह प्रतिबाधा है जो रेडियो या ट्रांसमिशन लाइन से मेल खाता है जो इससे जुड़ा हुआ है।

VSWR का मतलब है वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात, और स्टैंडिंग वेव अनुपात (SWR) के रूप में भी जाना जाता है। वीएसडब्ल्यूआर प्रतिबिंब गुणांक का एक कार्य है, जो एंटीना से परिलक्षित शक्ति का वर्णन करता है। यदि प्रतिबिंब गुणांक द्वारा दिया गया है .

प्रतिबिंब गुणांक को s11 या रिटर्न लॉस के रूप में भी जाना जाता है। परिलक्षित शक्ति, s11 और VSWR के बीच एक संख्यात्मक मानचित्रण देखने के लिए नीचे दी गई vswr तालिका देखें। यदि आप वीएसडब्ल्यूआर, बेमेल हानि, एस 11 / गामा के बीच संबंधों को समझने के लिए जटिल समीकरणों से गुजरना नहीं चाहते हैं और आप के लिए ऐसा करने के लिए कैलकुलेटर चाहते हैं, तो हमारे वीएसडब्ल्यूआर कैलकुलेटर पेज की जांच करें और हम वीएसडब्ल्यूआर रूपांतरण के लिए करेंगे आप।

 

VSWR हमेशा एंटेना के लिए एक वास्तविक और सकारात्मक संख्या है। वीएसडब्ल्यूआर जितना छोटा होता है, उतना ही बेहतर ऐन्टेना ट्रांसमिशन लाइन से मेल खाता है और एंटीना को अधिक शक्ति प्रदान की जाती है। न्यूनतम VSWR 1.0 है। इस मामले में, एंटीना से कोई शक्ति परिलक्षित नहीं होती है, जो आदर्श है।

 

अक्सर एंटेना को एक बैंडविड्थ आवश्यकता को पूरा करना चाहिए जो वीएसडब्ल्यूआर के संदर्भ में दिया गया है। उदाहरण के लिए, एक एंटीना वीएसडब्ल्यूआर <100 के साथ 200-3 मेगाहर्ट्ज से काम करने का दावा कर सकता है। इसका मतलब है कि वीएसडब्ल्यूआर निर्दिष्ट आवृत्ति सीमा से 3.0 से कम है। यह वीएसडब्ल्यूआर विनिर्देश यह भी बताता है कि उद्धृत आवृत्ति सीमा पर प्रतिबिंब गुणांक 0.5 (यानी, प्रतिबिंब गुणांक <0.5) से कम है।

वीएसडब्ल्यूआर का भौतिक अर्थ

वीएसडब्ल्यूआर एक एंटीना तक जाने वाली ट्रांसमिशन लाइन के साथ मापा वोल्टेज से निर्धारित होता है। VSWR एक खड़े लहर के न्यूनतम आयाम के लिए एक लहर के शिखर आयाम का अनुपात है, जैसा कि निम्नलिखित प्रश्न में देखा गया है:

उद्योग में, VSWR को कभी-कभी "viz-wer" कहा जाता है

जब एक एंटीना रिसीवर से मेल नहीं खाता है, तो शक्ति परिलक्षित होती है (ताकि प्रतिबिंब गुणांक, शून्य नहीं है)। यह एक "परावर्तित वोल्टेज तरंग" का कारण बनता है, जो ट्रांसमिशन लाइन के साथ खड़ी तरंगें बनाता है। परिणाम चोटियों और घाटियों के हैं जैसा कि चित्र 1 में देखा गया है। यदि VSWR = 1.0 है, तो कोई परिलक्षित शक्ति नहीं होगी और वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइन के साथ एक निरंतर परिमाण होगा।

वीएसडब्ल्यूआर, प्रतिबिंबित शक्ति और s11

क्या 3 का VSWR खराब है? 12 का VSWR कितना बुरा है? वैसे, कोई कठिन नियम नहीं हैं। इस अनुभाग में, हम संदर्भ में VSWR संख्या डालने की कोशिश करेंगे। नीचे एक तालिका है, जिसमें वीएसडब्ल्यूआर, कुल परिलक्षित शक्ति और (जिसे s11 भी कहा जाता है), और कुल परिलक्षित शक्ति के बीच संबंध दिखाया गया है। ध्यान दें कि प्रतिबिंबित शक्ति बस प्रतिबिंब गुणांक चुकता है।

उपरोक्त तालिका में, 4 के वीएसडब्ल्यूआर में 36% शक्ति ऐन्टेना से परिलक्षित रिसीवर द्वारा दी गई है (64% शक्ति एंटीना को वितरित की जाती है)। ध्यान दें कि 0 dB की एक प्रतिबिंबित शक्ति इंगित करती है कि सभी शक्ति परिलक्षित होती है (100%), जबकि -10 dB इंगित करता है कि 10% शक्ति परिलक्षित होती है। यदि सभी शक्ति परिलक्षित होती है, तो वीएसडब्ल्यूआर अनंत होगा।

 

ध्यान दें कि VSWR परावर्तन गुणांक का एक अत्यधिक गैर-रेखीय कार्य है। अर्थात, प्रतिबिंबित शक्ति में बहुत कम अंतर होता है जब वीएसडब्ल्यूआर 9 से 10 तक बढ़ जाता है; हालाँकि, प्रतिबिंबित शक्ति में 11% परिवर्तन होता है जब VSWR 1 से 2 में बदल जाता है।

सामान्य तौर पर, अगर वीएसडब्ल्यूआर 2 से कम है, तो एंटीना मैच को बहुत अच्छा माना जाता है और प्रतिबाधा मिलान से बहुत कम प्राप्त होगा। वीएसडब्ल्यूआर बढ़ने के साथ, 2 मुख्य नकारात्मक हैं। पहला स्पष्ट है: अधिक शक्ति एंटीना से परिलक्षित होती है और इसलिए प्रेषित नहीं होती है। हालाँकि, एक और समस्या उत्पन्न होती है। वीएसडब्ल्यूआर बढ़ने के साथ, अधिक शक्ति रेडियो परिलक्षित होती है, जो संचारित होती है। बड़ी मात्रा में परावर्तित शक्ति रेडियो को नुकसान पहुंचा सकती है। इसके अलावा, रेडियो को सही सूचना बिट्स को प्रसारित करने में परेशानी होती है जब एंटीना खराब रूप से मेल खाता है (यह संख्यात्मक रूप से एक अन्य मीट्रिक, ईवीएम - त्रुटि वेक्टर परिमाण के रूप में परिभाषित किया गया है)।

एंटेना के लिए वीएसडब्ल्यूआर चश्मा

अक्सर उद्योग में, वीएसडब्ल्यूआर विनिर्देशों (वीएसडब्ल्यूआर चश्मा) के आधार पर एंटेना की जांच की जाती है (पास / असफल मानदंड)। यह एंटेना को निष्क्रिय तरीके से मापने का एक तरीका है, यह निर्धारित करने के लिए कि क्या वे ठीक से त्वरित तरीके से ट्यून किए गए हैं। एंटीना को नेटवर्क विश्लेषक के साथ मापा जाता है, और आवृत्ति के एक फ़ंक्शन के रूप में वीएसडब्ल्यूआर को दर्ज किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में, इस स्थिति पर विचार करें जहां 5 एंटेना के वीएसडब्ल्यूआर को मापा जाता है और प्लॉट किया जाता है, साथ ही 4 लाइनें जो इस एंटीना के लिए वीएसडब्ल्यूआर चश्मा का प्रतिनिधित्व करती हैं (नीले रंग में):

चित्रा 2 में VSWR चश्मा द्वारा परिभाषित किया गया है:

 (1) VSWR <3.8 825MHz <f <910 मेगाहर्ट्ज के लिए

 (2) VSWR> 4.0 1200 मेगाहर्ट्ज के लिए <f <1400 MHz

 (3) VSWR> 3.0 पर f = 1.7 GHz, रैखिक रूप से VSWR> 2.0 पर f = 1.8 GHz

 (4) VSWR <3.0 1860MHz <f <2000 मेगाहर्ट्ज के लिए

 

चित्रा 2 में, लाल वीएसडब्ल्यूआर वक्र ऐन्टेना दूसरी युक्ति को विफल कर देगा, और हल्के नीले वीएसडब्ल्यूआर वक्र एंटीना चौथे विनिर्देश को विफल कर देंगे (मामूली)। यह चित्र 3 में दिखाया गया है:

वीएसडब्ल्यूआर चश्मा सेट करना ऐन्टेना इंजीनियरों के लिए कुछ मुश्किल काम है। यह विचार आउटलेर्स (टूटे कनेक्टरों के साथ एंटेना या एंटेना, आदि) को विफल करने के लिए है। हालांकि, यह निर्धारित करना मुश्किल है कि स्वीकार्य भिन्नता क्या है, विशेष रूप से उच्च-मात्रा वाले उद्योगों में जहां एक तंग कल्पना हजारों अच्छे एंटेना विफल हो सकती है।

 

ध्यान दें कि वीएसडब्ल्यूआर एक माप है कि ऐन्टेना को कितनी शक्ति प्रदान की जाती है। इसका मतलब यह नहीं है कि एंटीना प्राप्त सभी शक्ति को विकिरण करता है। इसलिए, वीएसडब्ल्यूआर विकिरण करने की क्षमता को मापता है। एक कम वीएसडब्ल्यूआर का अर्थ है कि एंटीना अच्छी तरह से मेल खाता है, लेकिन जरूरी नहीं कि वितरित की गई शक्ति भी विकीर्ण हो। विकिरणित शक्ति को निर्धारित करने के लिए एक एनीकोटिक कक्ष या अन्य विकिरणित एंटीना परीक्षण की आवश्यकता होती है। एक ऐन्टेना ठीक से काम कर रहा है यह निर्धारित करने के लिए अकेले VSWR पर्याप्त नहीं है।

 

वीएसडब्ल्यूआर को स्मिथ चार्ट पर भी मापा जा सकता है। वीएसडब्ल्यूआर केवल एक स्केलर माप है, जबकि स्मिथ चार्ट परिमाण और चरण दोनों दिखाता है। अधिक जानकारी के लिए स्मिथ चार्ट पृष्ठ देखें।

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