راهنمای تسلط بر متر SWR/VSWR برای عملکرد بهینه

نسبت موج ایستاده (SWR) یک ابزار بزرگ در ارتباطات رادیویی است ، پویا برای ارزیابی راندمان انتقال انرژی بین فرستنده و آنتن آن.از آنجا که سیستم های فرکانس رادیویی (RF) پیچیده تر می شوند ، نیاز به عملکرد دقیق افزایش می یابد.همچنین به عنوان نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) یا نسبت موج ایستاده امپدانس (ISWR) متر (ISWR) ، سنج SWR SWR را در خطوط انتقال یا فیدرهای آنتن اندازه گیری می کند.این داده ها برای اطمینان از اینکه فیدر فرستنده و آنتن به خوبی مطابقت دارند ، بهینه سازی مصرف انرژی و به حداکثر رساندن تابش مؤثر مفید است.

در این مقاله به بررسی جزئیات فنی ، کاربردهای عملی و اهمیت جدی متر SWR در سیستم های ارتباطی RF مدرن ، ارائه یک راهنمای کامل از راه اندازی تا عیب یابی ، با تأکید بر نقش مهم آنها در بهبود قابلیت اطمینان ارتباطات و کارآیی.

کاتالوگ

شکل 1. متر SWR

آشنایی با متر SWR

متر SWR (نسبت موج ایستاده) یک ابزار غالب در ارتباطات رادیویی است.این نسبت موج ایستاده را در خطوط انتقال یا فیدرهای آنتن اندازه گیری می کند و از انتقال انرژی مؤثر اطمینان می دهد.گاهی اوقات به عنوان یک VSWR (نسبت موج ایستاده ولتاژ) یا ISWR متر گفته می شود ، هدف اصلی آن ارزیابی چگونگی امپدانس بین فیدر فرستنده و آنتن است.این تطبیق برای انتقال انرژی کارآمد رادیو (RF) مفید است.

کار SWR متر تعیین نسبت انرژی RF است که در مقایسه با انرژی که با موفقیت تابش می شود به فرستنده منعکس می شود.در حالت ایده آل ، خواندن SWR از 1: 1 یک مسابقه کامل را نشان می دهد ، که در آن تمام انرژی منتقل شده به طور کامل و بدون هیچ گونه منعکس کننده مورد استفاده قرار می گیرد.دستیابی به SWR کم قابل توجه است زیرا این بدان معنی است که انتقال کارآمد است و از دست دادن انرژی به حداقل می رسد.

بیشتر کنتورهای SWR با استفاده از یک کوپلر دو جهته کار می کنند که نمونه انرژی RF را در یک جهت جریان می دهد.در داخل متر ، یک دیود این نمونه را اصلاح می کند و امکان اندازه گیری دقیق را فراهم می کند.در برخی از مدل ها فقط از یک اتصال دهنده جهت دار استفاده می شود ، و کاربر باید به صورت دستی متر را بچرخاند تا جریان انرژی در هر دو جهت خط انتقال اندازه گیری کند.در حالی که کنتورهای SWR به طور کلی در فرکانس های بالاتر بسیار دقیق هستند ، عملکرد آنها می تواند در فرکانس های پایین تر کاهش یابد ، به ویژه هنگامی که خطوط انتقال خیلی طولانی هستند تا عملی باشند.

تنظیم متر SWR

شکل 2: VSMR بین فرستنده و آنتن نصب شده است

تنظیم یک متر VSWR (نسبت موج ایستاده ولتاژ) به طور کلی ساده است ، اما برای جلوگیری از اشتباهات رایج ، به جزئیات دقیق نیاز دارد.VSWR متر به طور معمول بین فرستنده و آنتن نصب می شود.این مکان نه تنها برای نظارت و تنظیم VSWR در زمان واقعی بلکه برای محافظت از تقویت کننده های قدرت فرستنده نیز مناسب است.سطح VSWR بالا به طور بالقوه می تواند به این آمپلی فایرها آسیب برساند یا مکانیسم های خاموش کننده محافظ آنها را تحریک کند.

شکل 3: فرآیند اتصال SWR

برای شروع ، آنتن باید به بندر مورچه (آنتن) روی متر وصل شود.در مرحله بعد ، از یک سرب پچ استفاده کنید تا فرستنده به درگاه TX (فرستنده) روی کنتور وصل شود.اگر از واحد تنظیم آنتن (ATU) استفاده می کنید ، قابل توجه است که ATU را در نزدیکی فرستنده قرار دهید.این نزدیکی باعث افزایش کارایی انرژی می شود و به محافظت از سیستم در برابر عوامل محیطی که می تواند بر عملکرد تأثیر بگذارد ، کمک می کند.در حالی که اضافه کردن ATU هزینه کلی را افزایش می دهد ، سهولت عملکرد و کارآیی کلی سیستم را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.

قرار دادن متر VSWR بین فرستنده و ATU برای نظارت دقیق از سطح VSWR قابل توجه است ، که برای حفظ سلامت تقویت کننده قابل توجه است.اگرچه ATU می تواند VSWR را همانطور که توسط فرستنده مشاهده می شود ، تنظیم کند ، اما VSWR ذاتی خود آنتن را تغییر نمی دهد.اگر آنتن به درستی مطابقت نداشته باشد ، VSWR می تواند بالا بماند ، که می تواند منجر به ناکارآمدی شود.این تنظیم تضمین می کند که شما می توانید به طور دقیق نظارت و تنظیم عملکرد داشته باشید ، در نتیجه انتقال کارآمد و کاهش خطر آسیب به اجزای فرستنده.

آماده سازی برای عملکرد SWR متر

کار با متر SWR شامل چندین مرحله مهم است ، به خصوص اگر در استفاده از این تجهیزات تازه کار هستید.اول ، انتخاب یک کانال که عاری از تداخل باشد ، قابل توجه است.این به اطمینان از خواندن دقیق کمک می کند و از اختلال در سیگنال جلوگیری می کند.برای محافظت از تجهیزات خود ، قبل از شروع کار ، از توان فرستنده استفاده کنید ، زیرا SWR بالا به طور بالقوه می تواند باعث آسیب شود.برای خوانش های سازگارترین و پایدارترین ، فرستنده را روی یک حالت خروجی ثابت مانند موج مداوم (CW) ، مدولاسیون دامنه (AM) یا مدولاسیون فرکانس (FM) تنظیم کنید.

با تنظیم کنتور برای اندازه گیری قدرت رو به جلو شروع کنید.به تدریج دستگیره کالیبراسیون را تنظیم کنید تا اطمینان حاصل شود که در هنگام فعال بودن فرستنده ، متر بیش از حد بارگیری نمی کند.پس از دستیابی به یک خواندن در مقیاس کامل برای قدرت رو به جلو ، متر را برای اندازه گیری توان منعکس شده تغییر دهید.این به شما امکان می دهد VSWR را تعیین کنید.قابل توجه است که بلافاصله پس از گرفتن این قرائت ها ، انتقال را متوقف کنید تا از تداخل جلوگیری شود و از اضافه بار فرستنده جلوگیری شود.

برای اطمینان از عملکرد سیستم شما در تمام فرکانس ها ، باید VSWR را در هر فرکانس مورد نظر خود بررسی کنید.به یاد داشته باشید که VSWR می تواند در فرکانس های مختلف متفاوت باشد ، بنابراین این مرحله برای عملکرد کلی استفاده می شود.اگر تصمیم به افزایش توان فرستنده دارید ، برای حفظ خواندن دقیق ، حتماً کنتور را مجدداً مجدداً ارزیابی کنید.این روال نه تنها به محافظت از فرستنده شما کمک می کند بلکه بهره وری و قابلیت اطمینان سیستم ارتباطی رادیویی شما را بهینه می کند.

شکل 4: خوانش های ضعیف SWR

شناسایی خوانش های ضعیف SWR

هنگامی که یک خواندن ضعیف SWR (نسبت موج ایستاده) دریافت می کنید ، معمولاً به معنای مشکلی در تنظیم خط انتقال شما است.به طور خاص ، این نشان می دهد که مقدار قابل توجهی از قدرت به فرستنده منعکس می شود ، که اغلب به دلیل عدم تطابق امپدانس است.بیشتر کنتورهای VSWR یک هشدار بصری را ارائه می دهند - معمولاً به رنگ قرمز مشخص می شود - وقتی این نسبت بیش از 3: 1 است.این هشدار حاکم است زیرا به شما هشدار می دهد که به دلیل انرژی بیش از حد منعکس شده ، خطر آسیب رساندن به فرستنده خود را هشدار می دهد.

اگرچه یک استاندارد سختگیرانه "پاس" یا "شکست" برای خوانش SWR وجود ندارد ، بهتر است این نسبت را تا حد امکان نزدیک به 1: 1 هدف قرار دهید.خواندن 1: 1 به این معنی است که تقریباً تمام انرژی منتقل شده بدون اینکه منعکس شوند ، به آنتن می رسند ، که از بین رفتن انرژی به حداقل می رسد و از تجهیزات شما محافظت می کند.با تنظیم دقیق خط انتقال خود برای نزدیک شدن به این نسبت ایده آل ، می توانید کارایی سیستم را به میزان قابل توجهی افزایش داده و طول عمر اجزای رادیویی خود را افزایش دهید.

مکان های بهینه برای اندازه گیری SWR

تعادل راحتی با دقت هنگام تصمیم گیری در مورد اندازه گیری SWR ضروری است.ساده ترین نقطه معمولاً در نزدیکی فرستنده است که نشان می دهد SWR به طور مستقیم بر تجهیزات انتقال شما تأثیر می گذارد.با این حال ، این مکان ممکن است تصویری دقیق از نحوه عملکرد آنتن ارائه ندهد.دلیل این امر از دست دادن فیدر - از بین رفتن استحکام سیگنال در امتداد خط انتقال - است که می تواند برخی از قدرت منعکس شده را جذب کند.در نتیجه ، یک مسابقه ضعیف آنتن ممکن است هنگام اندازه گیری فقط در انتهای فرستنده قابل قبول باشد.

برای خواندن دقیق تر از عملکرد آنتن شما ، ایده خوبی است که اندازه گیری های SWR را در نقاط مختلف در امتداد خط انتقال ، به خصوص نزدیک به آنتن انجام دهید.با این کار ، می توانید هرگونه مسئله ناشی از از دست دادن فیدر را بهتر تشخیص داده و رسیدگی کنید.این روش بازتاب دقیق تری از کارآیی آنتن را تضمین می کند و به حفظ سلامت کلی سیستم انتقال فرکانس رادیویی شما کمک می کند.

شکل 5: متر SWR جهت دار

مکانیک مترهای SWR جهت دار

کنتورهای SWR جهت دار به خطوط انتقال داخلی و جفت های جهت دار مجهز شده اند و به آنها امکان می دهد هر دو دامنه موج منتقل شده و منعکس شده را به طور دقیق اندازه گیری کنند.در داخل متر ، دیودها این سیگنال های RF را به ولتاژ DC تبدیل می کنند.خازن ها سپس این ولتاژها را صاف می کنند و سیگنال را تثبیت می کنند تا از تجزیه و تحلیل دقیق اطمینان حاصل شود.

این تنظیم پیشرفته برای تطبیق دقیق امپدانس در خط انتقال مفید است ، که برای به حداکثر رساندن راندمان انتقال قابل توجه است.با ارائه بینش های مفصل در مورد کارآیی انتقال و سلامت کلی سیستم ، کنتورهای SWR جهت دار نقش مهمی در تشخیص و بهبود عملکرد ارتباطات رادیویی دارند.

این کنتورها با امکان نظارت مستقیم و تنظیم پارامترهای کلیدی مانند امپدانس مشخصه ، به حفظ سیستم در بهترین حالت کمک می کند.این نه تنها از بین رفتن انرژی به حداقل می رسد بلکه خطر تداخل را نیز کاهش می دهد ، و اطمینان می دهد که سیستم ارتباطی کارآمد و قابل اعتماد است.

شکل 6: خواندن متر SWR

دامنه خواندن متر SWR

قرائت SWR (نسبت موج ایستاده) برای ارزیابی کارآیی و سلامت سیستم انتقال شما مفید است.دامنه های مختلف این خوانش ها اطلاعات خطرناکی در مورد عملکرد سیستم ارائه می دهد.

دامنه ایده آل: 1.0 تا 1.5- قرائت بین 1.0 تا 1.5 ایده آل است.آنها نشان می دهند که حداقل انرژی RF وجود دارد و انتقال انرژی به طور مؤثر اتفاق می افتد.این محدوده به طور معمول نشان می دهد که آنتن و خط انتقال کاملاً مطابقت دارند و به درستی تراز شده اند.

دامنه قابل قبول: 1.5 تا 1.9- قرائت از 1.5 تا 1.9 به طور کلی قابل قبول است اما ممکن است به موضوعات جزئی اشاره کند.اینها می تواند به دلیل عدم تطابق جزئی در امپدانس یا موقعیت آنتن زیر حد متوسط ​​باشد.اگرچه کامل نیست ، این سیستم هنوز هم نسبتاً خوب کار می کند ، اگرچه ممکن است از برخی از تنظیمات خوب بهره مند شود.

دامنه مشکل ساز: 2.0 تا 2.4- اگر قرائت شما بین 2.0 تا 2.4 قرار دارد ، این نشان دهنده مشکلات مهم تر است.اینها می تواند به دلیل خطاهای اصلی نصب ، مانند آنتن ضعیف یا اتصالات فیدر نادرست باشد.در این محدوده ، اقدامات اصلاحی فوری برای جلوگیری از تخریب بیشتر سیستم مورد نیاز است.

دامنه قبر: بالاتر از 2.5- قرائت های بالاتر از 2.5 نشانگر عدم تطابق و ناکارآمدی های جدی در سیستم است.در این سطح ، خطر قابل توجهی برای آسیب رساندن به فرستنده وجود دارد.مداخله فوری برای تصحیح این مسائل برای جلوگیری از خرابی عملیاتی و تعمیرات پرهزینه مطلوب است.

فرمول SWR توضیح داد

SWR با استفاده از فرمول زیر تعیین می شود:

در اینجا ضریب بازتاب را نشان می دهد ، که نسبت ولتاژ منعکس شده است به ولتاژ رو به جلو :

این فرمول برای تشخیص کارآیی انتقال و اطمینان از سلامت کلی سیستم بسیار مهم است.ارزشمستقیماً میزان عدم تطابق در سیستم را منعکس می کند.بالاتر یعنی انرژی بیشتری منعکس می شود و منجر به SWR بالاتر می شود.این نشانگر عدم تطابق بیشتر است که باعث کاهش کارایی سیستم می شود.

شکل 7: خط نردبان در SWR بالا

چگونه خط نردبان عملیات SWR بالا را تسهیل می کند؟

خط نردبان ، که به دلیل ویژگی های کم از دست دادن آن شناخته شده است ، هنگام برخورد با موقعیت های SWR بالا ، مزایای قابل توجهی را ارائه می دهد.این نوع خط انتقال ، که شامل انواع سیم و خط پنجره باز است ، به ویژه در فرکانس های بالا (HF) مؤثر است.بر خلاف کابل های کواکسیال ، یک خط نردبان ضررهای بسیار کمتری دارد و آن را به یک انتخاب ایده آل برای این سناریوها تبدیل می کند.

یکی از مهمترین مزایای یک خط نردبان ، کاهش کاهش آن است.حتی وقتی SWR زیاد باشد ، خط نردبان تضمین می کند که بیشتر انرژی منعکس شده از طریق آنتن مجدداً از بین می رود ، نه اینکه در امتداد خط گم شود.این کارایی قطعی است زیرا امکان استفاده بهتر از انرژی را فراهم می کند ، که به طور مستقیم عملکرد کلی سیستم آنتن را بهبود می بخشد.

در محیط های SWR بالا ، استفاده از یک خط نردبان می تواند به طور قابل توجهی اثربخشی عملیاتی سیستم را افزایش دهد.با به حداقل رساندن از دست دادن انرژی و اطمینان از تابش قدرت بیشتر ، خط نردبان حتی در شرایط چالش برانگیز به حفظ عملکرد بهینه کمک می کند.

شکل 8: نسبت موج ایستاده و قدرت منعکس شده

مقایسه نسبت موج ایستاده و قدرت منعکس شده

SWR (نسبت موج ایستاده) نسبت قدرت منعکس شده به قدرت رو به جلو در یک سیستم انتقال را اندازه گیری می کند.هنگامی که SWR زیاد باشد ، به این معنی است که قدرت بیشتری در طول خط انتقال منعکس می شود و در نتیجه باعث از بین رفتن انرژی قابل توجهی می شود.

سطح SWR بالا نگران کننده است زیرا می توانند باعث ایجاد موضوعات مختلفی از جمله گرمای بیش از حد ، تجزیه دی الکتریک و سایر اثرات مضر در سیستم شوند.این مشکلات ناشی از انرژی بیش از حد است که به طور مؤثر منتقل نمی شود و در عوض ، منعکس می شود و باعث استرس بر روی اجزای آن می شود.برای جلوگیری از این خطرات ، لازم است که به طور منظم نظارت و تنظیم SWR را انجام دهید.نگه داشتن SWR در محدوده قابل قبول به اطمینان حاصل می شود که سیستم انتقال به طور کارآمد و ایمن کار می کند.

پایان

مطالعه دقیق کنتورهای SWR در محدوده ارتباطات رادیویی ، نقش قابل توجهی در حفظ و افزایش کارآیی و قابلیت اطمینان سیستم های RF را نشان می دهد.از راه اندازی اولیه و عملیات روزانه گرفته تا پرداختن به خوانش های ضعیف SWR و بهینه سازی عملکرد سیستم ، این کنتورها بینش های ارزشمندی در مورد سلامت و عملکرد سیستم های انتقال رادیویی ارائه می دهند.همانطور که ما کاوش کرده ایم ، دستیابی به یک خواندن SWR ایده آل صرفاً یک ضرورت فنی نیست بلکه یک کاربردی است که به طور مستقیم بر ماندگاری و اثربخشی تجهیزات ارتباطی تأثیر می گذارد.

علاوه بر این ، قابلیت های پیشرفته کنتورهای SWR جهت دار و مزایای استفاده از خطوط نردبان در سناریوهای SWR بالا ، عمق استراتژی های موجود برای مدیریت و بهبود تنظیمات ارتباطی رادیویی را نشان می دهد.نظارت منظم و محاسبه دقیق SWR به شیوه هایی مورد نیاز است که نه تنها از آسیب تجهیزات جلوگیری می کند بلکه اطمینان حاصل می کند که سیستم در بالاترین راندمان بالقوه خود عمل می کند.سرانجام ، درک و استفاده موثر استفاده از یک متر SWR فقط مربوط به مهارت فنی نیست بلکه در مورد اطمینان از یکپارچگی و آینده ارتباطات رادیویی است.این معاینه عمیق ، دانش و متخصصان فصلی را با دانش و ابزارهای مورد نیاز برای مهار پتانسیل کامل متر های SWR فراهم می کند و از این طریق به چشم انداز پیشرفته ارتباطات مدرن کمک می کند.

سوالات متداول [سؤالات متداول]

1. چگونه تست VSWR را انجام می دهید؟

برای انجام تست نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) ، به یک متر VSWR نیاز دارید.کنتور را بین فرستنده و آنتن خود وصل کنید.برای ارسال سیگنال روی فرستنده برق.VSWR متر نسبت قدرت منتقل شده در مقابل نیرویی را که از آنتن منعکس می شود ، نشان می دهد.VSWR بالا نشان دهنده کارآیی آنتن ضعیف به دلیل عدم تطابق امپدانس است.

2. چگونه یک متر SWR دیجیتال را می خوانید؟

خواندن متر دیجیتال SWR (نسبت موج ایستاده) شامل مشاهده صفحه نمایش دیجیتال است که مقدار VSWR را مستقیماً نشان می دهد.تجهیزات خود را روشن کنید و صفحه نمایش را تماشا کنید.این به طور معمول یک عدد را نشان می دهد ، به عنوان مثال ، 1.5 ، که نشان دهنده مقدار VSWR است ، نشان دهنده نسبت رو به جلو به قدرت منعکس شده است.

3. خواندن SWR خوب چیست؟

خواندن خوب SWR به طور معمول بین 1.0 تا 1.5 است.این محدوده نشان دهنده یک سیستم انتقال کارآمد با حداقل قدرت در فرستنده است.قرائت های زیر 2.0 به طور کلی قابل قبول است ، اما مقادیر بالاتر از 2.0 یک سیستم ناکارآمد را نشان می دهد که ممکن است نیاز به تنظیم آنتن یا خط خوراک داشته باشد.

4- متر VSWR چیست؟

VSWR متر وسیله ای است که برای اندازه گیری نسبت موج ایستاده ولتاژ در یک خط انتقال استفاده می شود.این ارزیابی می کند که چگونه یک سیگنال فرکانس رادیویی (RF) از یک فرستنده به یک بار (مانند آنتن) ، با اندازه گیری قدرت امواج رو به جلو و منعکس شده منتقل می شود.این به ارزیابی تطابق بین خط انتقال و بار کمک می کند.

5- نماد VSWR چیست؟

نماد VSWR به طور معمول به عنوان VSWR یا گاهی به عنوان SWR نوشته می شود.نمادی گرافیکی خاصی وجود ندارد.این معمولاً توسط این مخفف ها در متون و اسناد فنی نشان داده می شود.