驻波比理解

向右看齐 2023-10-12 18:45 44阅读 0赞

VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)代表电压驻波比。要完全理解这个术语，需要知道什么是“驻波”。

假设两个波长相同的波以相反的方向传播，如下所示。一个波表示为蓝线，它朝着正确的方向旋转。另一个波用绿线表示，它在左方向旋转。这两个波会被求和，求和后的波用红线表示。

这种叠加波只随时间变化幅度，而不随相位变化。简单地说，**振幅为零的节点位置永远不会改变。因为节点的位置没有改变，所以红波看起来好像停留在相同的位置，意思是“它站在那里”。这就是为什么红波被称为“驻波”。**

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如上图所示，只有一个快照，你很难直观地理解驻波。为了直观地理解驻波并确认上述描述是否正确，需要多个快照来显示两个行波随时间的一系列转换。如果会使用matlab，就可以创建一长串快照，显示驻波是如何创建的。

两个行波的快照序列例子（蓝色的一个向右移动，绿色的一个向左移动）。红色的是蓝色的和绿色的总和形成的波）。首先看看所有快照中的红波。

*  每个快照中的红波振幅是否发生变化？-->是的
 *  每个快照中红波的频率和波长是否发生变化？=->否
 *  每个快照中的节点位置（值为零的位置）是否发生变化？-->没有

为了进一步了解驻波的特性，这里还有几个问题。·

1. 显示最大振幅驻波的快照数是多少？-->它是（1）。这是两个行波（蓝色和绿色）完全重叠的快照。·

2. 显示最小振幅驻波的快照数是多少？-->是（11）。这是两个行波（蓝色和绿色）对齐的快照，两个行波的相位差为180度。

**< Case 1 >**

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在上面的例子中，两个行波的振幅完全相同。如果两个行波的振幅不同（两个波的波长和频率仍然相同），会怎么样？这就是与上面所问的相同的问题。

1.  在每个快照中，红波的振幅是否发生变化？-->是的·
2.  在每个快照中，红波的频率和波长是否发生变化？=->否·
3.  每个快照中的节点位置（值为零的位置）是否都发生了变化？-->没有·

为了进一步了解驻波的特性，我还想问你们几个问题。·

1.  显示最大振幅驻波的快照数是多少？-->它是（1）。这是两个行波（蓝色和绿色）具有相同相位的快照。·
2.  显示最小振幅驻波的快照数是多少？-->是（11）。这是两个行波（蓝色和绿色）对齐的快照，两个行波的相位差为180度。但与情况1不同的是，在这种情况下，驻波的振幅不会变为零，因为两个行波的振幅不同。

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现在让我们取两个最小振幅和最大振幅的快照的驻波振幅之比。在上面看到的两个例子中，它是快照（1）和（11）的驻波振幅之比。驻波的最大振幅和最小振幅之比称为“驻波比”。在上面看到的第一个和第二个例子的驻波比如下所示。（上一个表示<case1>的最小/fanhui最大驻波振幅差，下一个表示<case2>的最小/最大驻波振幅差）

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如果两个行波代表一个信号的电压，则驻波比称为“电压驻波比（VSWR）”。

正如你在这两个例子中看到的，你可能会注意到，行波振幅越近，SWR越大。换句话说，如果你有更大的SWR，两个行波的振幅是相似的。如果SWR较小，则意味着行波的振幅相差很大（一个很大，另一个很小）。

这些驻波最常见的地方是哪里？最常见的情况是行波碰到另一介质的边界。在这种情况下，波的某些部分将转移到另一介质，但波的某些部分将被反射回来，如下所示。

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反射波的传播方向与原始波相反，但其波长（频率）与原始波相同。因此，原始波和反射波形成驻波。

根据原始波从边界反射的部分（由反射系数描述），可以使用以下公式计算驻波比。

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反射系数和驻波比之间的直观关系是什么？可以从下面的例子中猜测。简而言之，如果是较大的反射系数，会得到较大的驻波比，如果是较小的反射系数，会得到较小的驻波比。

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由于反射系数与S11密切相关，因此也可以使用S11表示VSWR，如下所示。

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