駐波比(Standing Wave Ratio,SWR)是指電磁波在傳輸線中反射回來與正向傳播波的比值。在無線電通信、雷達等領(lǐng)域中使用廣泛。
駐波比大小是一個重要的性能參數(shù),在一定程度上反映了傳輸線的匹配質(zhì)量。通常來說,合適的駐波比應(yīng)該越接近1越好,但實際上并不總是如此。
1.駐波比的定義和計算方法
駐波比SWR的定義是:傳輸線某一點電壓最大與最小值之比,即
SWR = (Vmax / Vmin)
其中Vmax為傳輸線某一點電壓最大值,Vmin為該點電壓最小值。
用反射系數(shù)(p)可表示SWR,即
p = (1 - Γ) / (1 + Γ)
其中Γ為前波反射系數(shù),其取值范圍是[0, 1],即完全匹配(Γ=0)到完全不匹配(Γ=1)。
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2.駐波比的正常范圍
在一般射頻傳輸中,SWR為1時表示無反射,符合最佳匹配要求。然而,在實際應(yīng)用中,由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作頻率等因素影響,即使最佳匹配狀態(tài)下仍會有一定程度的反射發(fā)生。
在常規(guī)情況下,認為SWR小于等于1.5表示可接受的匹配,而小于等于1.2則為良好匹配。超過2.5則表示明顯的反射,大于10則會導(dǎo)致器件損壞,甚至可能對其他設(shè)備造成干擾。
3.駐波比對系統(tǒng)的影響
駐波比越大,則表示反射越強,且能帶寬越窄,信號傳輸效率相應(yīng)變低。當(dāng)駐波比太高時,會產(chǎn)生很多反射波并且能量不能被正確地傳遞,從而破壞電路穩(wěn)定性,影響整個通信系統(tǒng)的性能。
相對地,過低的駐波比也會導(dǎo)致信號損失,使信號傳輸效率下降。當(dāng)駐波比小于1時,實際上表示負載實部阻抗值小于傳輸線特性阻抗,這種情況一般被稱為“超導(dǎo)現(xiàn)象”,在某些情況下可以帶來一定的益處,如提高天線增益、降低耗散等。