VSWR (ידוע בשם יחס גל עומד מתח), הוא מדד לאופן היעילות של כוח תדר רדיו מועבר ממקור כוח, דרך קו הולכה, לעומס (למשל, מ מגבר כוח דרך קו הולכה, ל- אַנטֶנָה).

גלים עומדים הם ערך מפתח לכל מערכת המשתמשת בקווי הילוכים / מזינים היכן מדידות ה- VSWR, יחס גל העמידה במתח הוא חשוב.

גלים עומדים הם סוגיה חשובה כשמסתכלים על מזינים / קווי תמסורת, ויחס הגל העמידה או יותר נפוץ יחס הגל העמידה במתח, VSWR הוא כמדידה של רמת הגלים העומדים במזין.

גלים עומדים מייצגים כוח שאינו מתקבל בעומס ומשתקף חזרה לאורך קו ההולכה או המזין.

למרות שגלים עומדים ו- VSWR חשובים מאוד, לעיתים קרובות תיאוריית VSWR וחישובים יכולים להסוות מבט על המתרחש בפועל. למרבה המזל, ניתן לקבל מבט טוב על הנושא, מבלי להתעמק יותר מדי בתורת VSWR.

סטןיסודות גל דינג
כשמסתכלים על מערכות הכוללות קווי תמסורת, יש להבין שמקורות, קווי הולכה / מזינים ועומסים כולם בעלי עכבה אופיינית. 50Ω הוא תקן נפוץ מאוד ליישומי RF אם כי לעיתים ניתן לראות מעכבים אחרים במערכות מסוימות.

על מנת להשיג את העברת הכוח המרבית מהמקור לקו ההולכה, או מקו ההעברה לעומס, יהיה זה נגדי, כניסה למערכת אחרת או אַנטֶנָה, דרגות ההתנגדות חייבות להתאים.

במילים אחרות עבור מערכת 50Ω המקור או מחולל האות חייבים להיות עכבת מקור של 50Ω, קו ההולכה חייב להיות 50Ω וכך גם העומס.

מזין ועומס תואמים נדרשים להעברת כוח מרבית

בעיות מתעוררות כאשר הכוח מועבר לקו ההולכה או המזין והוא נע לעבר העומס. אם יש חוסר התאמה, כלומר עכבת העומס אינה תואמת את קו קו ההולכה, אז לא ניתן להעביר את כל הכוח.

מכיוון שהכוח לא יכול להיעלם, הכוח שלא מועבר לעומס צריך לעבור לאנשהו ושם הוא נוסע חזרה לאורך קו ההולכה לכיוון המקור.

הכוח בא לידי ביטוי כאשר יש עכבות מזין ועומס לא תואם

ראה גם: מדוע אני זקוק למעגל משדר לפני אנטנה?

כאשר זה קורה המתחים והזרמים של הגלים קדימה ומשתקפים במזין מוסיפים או גורעים בנקודות שונות לאורך המזין בהתאם לשלבים. בדרך זו מוצבים גלים עומדים.

ניתן להדגים את האופן בו מתרחשת ההשפעה באמצעות אורך חבל. אם קצה אחד נותר פנוי והקצה השני מועבר כלפי מטה, ניתן לראות תנועת הגל למטה לאורך החבל. עם זאת אם קצה אחד קבוע מוגדרת תנועת גל עומדת, וניתן לראות נקודות של רטט מינימלי ומקסימאלי.

כאשר ההתנגדות לעומס נמוכה ממתח עכבת המזין ועוצמות הזרם מוגדרים. כאן הזרם הכולל בנקודת העומס גבוה מזה של הקו המתאים לחלוטין, ואילו המתח פחות.

דפוסי גל עמידה של מתח וזרם עבור אי התאמה של עכבה קטנה עם עומס נמוך יותר מאשר עכבת המזין

ראה גם: כלי חישוב VSWR

ערכי הזרם והמתח לאורך המזין משתנים לאורך המזין. עבור ערכים קטנים של כוח משתקף צורת הגל כמעט סינוסואידית, אך עבור ערכים גדולים יותר היא הופכת יותר לגל סינוס מתוקן גל מלא. צורת גל זו מורכבת מתח וזרם מכוח קדימה בתוספת מתח וזרם מההספק המוחזר.

דפוס גל עומס ומתחs לסיום מזין קצר

ראה אלסo: הבנת השתקפויות וגלי עומדים בתכנון מעגלי RF

במרחק של רבע אורך גל מהעומס המתחים המשולבים מגיעים לערך מקסימלי בעוד שהזרם הוא לפחות. במרחק של חצי אורך גל מהעומס המתח והזרם זהים לעומס.

מצב דומה מתרחש כאשר התנגדות העומס גדולה יותר מעכבת המזין אולם הפעם המתח הכולל בעומס גבוה מערך הקו המתאים לחלוטין. המתח מגיע למינימום במרחק רבע אורך גל מהעומס והזרם הוא מקסימום. עם זאת במרחק של חצי אורך גל מהעומס המתח והזרם זהים לעומס.

דפוסי גל עמידה של מתח וזרם לצורך אי התאמה של עכבה קטנה עם היגוי עומסאותה מאשר עכבת המזין

ראה גם: חישוב VSWR (SWR)

ואז כאשר ישנו מעגל פתוח הממוקם בסוף הקו, דפוס הגל העמידה עבור המזין דומה לזה של הקצר, אך עם היפוך דפוסי המתח והזרם.

דפוסי גל עמידה וזרם פתוחים סיום מזין מעגלים

ראה גם: הכינו את מעגל הרדיו המשחזר הזה בבית

הגדרת VSWR
ההגדרה של VSWR מספקת את הבסיס לכל החישובים והנוסחאות.

הגדרת VSWR:
יחס גל העמידה במתח, VSWR מוגדר כיחס בין המתח המרבי למינימלי בקו חסר הפסד.

היחס המתקבל מתבטא בדרך כלל כיחס, למשל 2: 1, 5: 1 וכו '. התאמה מושלמת היא 1: 1 ואי התאמה מוחלטת, כלומר מעגל קצר או פתוח הוא ∞: 1.

בפועל יש הפסד בכל מזין או קו הילוכים. כדי למדוד את ה- VSWR, כוח קדימה ואחורה מתגלה בנקודה זו במערכת וזה ממיר לנתון עבור VSWR. באופן זה, ה- VSWR נמדד בנקודה מסוימת ואין צורך לקבוע את מקסימות המינימום ואת המינימום לאורך הקו.

VSWR לעומת SWR
המונחים VSWR ו- SWR נראים לרוב בספרות על גלי עמידה במערכות RF, ורבים שואלים על ההבדל.

SWR: SWR מייצג יחס של גלים עומדים. הוא מתאר את גלי המתח והזרם הנוכחיים המופיעים על הקו. זהו תיאור כללי לגלי עמידה זרם ומתחים כאחד. לרוב משתמשים בו בשילוב עם מטרים המשמשים לאיתור יחס הגל העמידה. גם הזרם והמתח עולים ויורדים באותה פרופורציה עבור חוסר התאמה נתון.

VSWR: יחס ה- VSWR או מתח העמידה במתח חל במיוחד על גלי עומד המתח המוצבים על גבי מזין או קו העברה. מכיוון שקל יותר לאתר את הגלים העומדים במתח, ובמקרים רבים המתחים חשובים יותר מבחינת התמוטטות ההתקנים, המונח VSWR משמש לעתים קרובות, במיוחד באזורי תכנון RF.

המונח גלי עמידה בכוח נראה גם פעמים. עם זאת זו תקלה מוחלטת מכיוון שהכוח קדימה ומשתקף הם קבועים (בהנחה שאינם מאבדים מזין) וההספק אינו עולה ויורד באותו אופן כמו צורות הגל המתח והזרם המהוות סיכום של אלמנטים קדימה וגם משתקפים.

טיפוסי מד VSWR משמש עם טראןמריח

כיצד VSWR משפיע על הביצועים
ישנן מספר דרכים בהן VSWR משפיע על הביצועים של א מַשׁדֵר מערכת, או כל מערכת העשויה להשתמש במכשירי RF ותואמות.

למרות שבדרך כלל משתמשים במונח VSWR, גם גלי העמידה של המתח וגם הנוכחי יכולים לגרום לבעיות. חלק מההשפעות מפורטות להלן:

מגברי כוח משדר עלולים להיפגע: רמות המתח והזרם המוגברים הנראים במזין כתוצאה מגלי העמידה, עלולים לפגוע בתפוקה טרהנסיסטורים של המשדר. התקני מוליכים למחצה הם אמינים מאוד אם הם מופעלים בגבולותיהם המפורטים, אך גלי המתח והזרם העומדים במזין יכולים לגרום לנזק קטסטרופלי אם הם גורמים למתכנן לפעול מחוץ לתחום שלהם.

הגנת הרשות מפחיתה את כוח הפלט: לאור הסכנה האמיתית מאוד של רמות SWR גבוהות שגורמות נזק למגבר ההספק, משדרים רבים משלבים מעגלי הגנה שמפחיתים את הפלט מהמשדר עם העלאת ה- SWR. משמעות הדבר היא כי התאמה לקויה בין המזין לאנטנה תביא ל- SWR גבוה הגורם להפחתת התפוקה ומכאן לאובדן משמעותי בכוח המועבר.

רמות מתח וזרם גבוה עלולות להזיק למזין: יתכן שרמת המתח הגבוה והזרם הנגרמת על ידי יחס הגל העמיד הגבוה עלולה לגרום נזק למזין. למרות שברוב המקרים מזינים יופעלו היטב בגבולותיהם ויש להכיל את הכפילות של המתח והזרם, אך ישנן כמה נסיבות בהן ניתן לגרום נזק. המקסימה הנוכחית עלולה לגרום לחימום מקומי מופרז שעלול לעוות או להמיס את הפלסטיקים המשמשים אותו, וכבר ידוע שהמתחים הגבוהים גורמים לקשתות בנסיבות מסוימות.

עיכובים הנגרמים מהשתקפויות עלולים לגרום לעיוות: כאשר אות משתקף על ידי אי התאמה, הוא משתקף חזרה לעבר המקור, ואז ניתן להשתקף שוב לעבר האנטנה. עיכוב מוצג שווה לפעמיים זמן ההעברה של האות לאורך המזין. אם מועברים נתונים זה יכול לגרום להפרעה בין סמלים, ובדוגמא אחרת בה הועברה טלוויזיה אנלוגית, נראתה תמונה "רוח רפאים".

הפחתת האות בהשוואה למערכת המתאימה באופן מושלם: מעניין שהאובדן ברמת האות שנגרם על ידי VSWR לקוי אינו גדול כמו שחלקם יכולים לדמיין. כל אות המשתקף על ידי העומס, מוחזר חזרה אל המשדר וכפי שהתאמה אל המשדר יכולה לאפשר להחזרת האות חזרה לאנטנה, ההפסדים שנגרמו הם ביסודם אלה שהציג המזין. כמדריך אורך של 30 מטר משדל עם אובדן של סביב 1.5 dB ב 30 מגהרץ פירושו שאנטנה הפועלת עם VSWR תיתן הפסד של קצת יותר מ -1 dB בתדר זה בהשוואה לאנטנה בהתאמה מושלמת.

יחס גל עומדים הוא פרמטר חשוב עבור כל מערכת מזין. למרות שמוצבים גלים עומדים זרםיים וגם מתחיים עומדים לרוב, זהו לעתים קרובות יחס הגל העמידה במתח המדובר באופן נרחב יותר, כתוצאה מכך קל יותר לזהות ולמדוד.

אולי גם תאהב: כיצד לחשב VSWR
מהו VSWR ואובדן החזר?
כיצד להשתמש במד VSWR

קודם:5G הגיע לשיקגו בשנת 2019. מה יקרה עם הדור החמישי של האלחוטית בשנת 2020?

הבא:חישוב VSWR (SWR)

השאר הודעה

רשימת הודעות

תגובות Loading ...