Μετρητής SWR | Εργασία και επισκόπηση | 7+ Σημαντικά βήματα Επεξήγηση

Μετρητής SWR

Εξώφυλλο ΑΠΟ: Theonlysilentbob at Αγγλικά Wikipedia, CC BY-SA 3.0, Σύνδεσμος

Σημεία Συζήτησης

Εισαγωγή στο μετρητή SWR | Τι είναι ο μετρητής SWR;

Για να μάθουμε για το Standing Wave Ratio Meter, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμε τι είναι το SWR. Το SWR είναι ένα αρκτικόλεξο του "Standing Wave Ratio" και ορίζεται ως εξής.

SWR ή αναλογία σταθερού κύματος: Ο λόγος Standing Wave ορίζεται ως ο λόγος της μέγιστης τάσης RF προς την ελάχιστη τάση RF μιας γραμμής μετάδοσης.

Όταν ο λόγος υπολογίζεται σε σχέση με την τάση AC, τότε η παράμετρος θα ονομάζεται SWR τάσης και εάν η αναλογία υπολογίζεται σε σχέση με το ρεύμα, τότε το SWR θα είναι γνωστό ως τρέχον SWR.

Τα όρθια κύματα είναι φυσικά στάσιμα κύματα, αλλά όχι σαν τυπικά, καθώς το πλάτος δεν αλλάζει σε σχέση με το χρόνο. Το SWR είναι απαραίτητο για τη μέτρηση της αντιστάθμισης σύνθετης αντίστασης για φορτία γραμμών μετάδοσης στο Microwave Engineering.

Τι είναι ο μετρητής SWR;

Μετρητής SWR: SWR Meter ή Standing Wave Ratio meter ή Wave Ratio Meter ή VSWR Meter (Voltage Wave Standing Ratio Meter) μετρά την τιμή του Standing Wave ratio μιας γραμμής μετάδοσης.

Ένας τυπικός μετρητής αναλογίας σταθερού κύματος, Εικόνα ΑΠΟ: Theonlysilentbob at Αγγλικά Wikipedia, CC BY-SA 3.0, Σύνδεσμος

Ο μετρητής αναλογίας σταθερού κύματος μετρά στην πραγματικότητα το ποσό αναντιστοιχίας που υπάρχει μεταξύ του φορτίου και της γραμμής μετάδοσης που σχετίζεται με αυτό. Προσδιορίζει επίσης την ποσότητα ενέργειας RF που αντανακλάται από τον πομπό.

Ο πιο συνηθισμένος τύπος μετρητή αναλογίας κύματος μόνιμου κύματος περιέχει έναν διπλό σύνδεσμο κατεύθυνσης, τον οποίο άλλα δείγματα από κάποια ποσότητα ισχύος σε μια διεύθυνση. Μετά από αυτό, μια δίοδος κάνει κάποιες διορθώσεις και εφαρμόζεται στον μετρητή.

Αυτή η μέθοδος λειτουργίας ανακαλύπτει μια σύγκριση μεταξύ του ελάχιστου και του μέγιστου επιπέδου τάσεων. Οι μετρητές αναλογίας κύματος είναι εφαρμόσιμοι και χρήσιμοι για σήματα που κυμαίνονται από πολύ υψηλές συχνότητες και άνω. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σήματα χαμηλής συχνότητας.

Οι μετρητές VSWR μετρούν την τάση Λόγος μόνιμου κύματος και οι μετρητές ISWR μετρούν την τρέχουσα αναλογία κύματος.

Μέθοδοι μέτρησης SWR

Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες μέθοδοι για τη μέτρηση του SWR. Η απλούστερη μέθοδος είναι η μέθοδος χρήσης γραμμής με σχισμή. Η γραμμή με σχισμές είναι ένα μέρος ή συστατικό των γραμμών μετάδοσης με μια αυστηρή υποδοχή μέσω της οποίας περνά ένας καθετήρας. Ο ανιχνευτής κάνει το κύριο πράγμα επιτρέποντας τη μέτρηση τάσεων σε διάφορα σημεία.

Μετρητής SWR

Εσωτερική όψη ενός μετρητή αναλογίας κύματος.

Image Credit: 魔 私利 戸Εσωτερική όψη SWR & μετρητή ισχύοςCC BY-SA 3.0

Εφαρμογές πραγματικού κόσμου μετρητή SWR

Το Standing Wave Ratio Meter είναι μια από τις πιο κρίσιμες και κρίσιμες συσκευές για τη Μικροκυματική Μηχανική. Οι μετρητές SWR χρησιμοποιούνται ευρέως για τη ρύθμιση κεραιών και τη σύνδεση των κεραιών με τις γραμμές μετάδοσης τους. Οι μετρητές SWR χρησιμοποιούνται επίσης για ιατρικές εφαρμογές που βασίζονται στη μηχανική μικροκυμάτων.

Μάθετε για τις γραμμές μετάδοσης και τους κυματοδηγούς. Κάνε κλικ εδώ!

Εργασία μετρητή SWR | Πώς λειτουργεί ένα SWR;

Ας συζητήσουμε πώς λειτουργεί ένας μετρητής SWR ή πώς λειτουργεί ένα κατευθυντικό SWR. Ένας κατευθυντικός μετρητής SWR είναι απαραίτητος για τη μέτρηση του πλάτους του μεταδιδόμενου κύματος καθώς και του πλάτους του ανακλώμενου κύματος.

Κατευθυντικός μετρητής SWR
Directional SWR, Credit Credit: Επαγωγική φόρτωσηΜετρητής SWR, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Όπως δείχνει η εικόνα, υπάρχει ένας ακροδέκτης πομπού (Tx) και κεραίας (ANT) με τη βοήθεια μιας γραμμής μετάδοσης. Εδώ, η σημαντική γραμμή συνδέεται ηλεκτρομαγνητικά με τους κατευθυντικούς ζεύκτες. Οι αντιστάσεις τερματίζουν τις γραμμές σε ένα από τα άκρα και οι δίοδοι συνδέονται σε άλλο άκρο για λόγους διόρθωσης.

Οι αντιστάσεις συμβάλλουν στην αντιστοίχιση της χαρακτηριστικής σύνθετης αντίστασης των γραμμών μετάδοσης και οι δίοδοι επιτρέπουν τη μετατροπή του πλάτους των κυμάτων στην αντίστοιχη τάση DC. Επιτέλους, οι πυκνωτές εξομαλύνουν την τελική τάση DC. Υπάρχουν επίσης συνδεδεμένοι ενισχυτές με τους εμπρόσθιους και αντίστροφους ακροδέκτες. Λειτουργούν ως η απαιτούμενη αντίσταση αποστράγγισης και βοηθούν στον προσδιορισμό του χρόνου παραμονής.

Μάθετε για τους ορθογώνιους κυματοδηγούς. Κάνε κλικ εδώ!

Πώς να χρησιμοποιήσετε έναν μετρητή SWR;

Οι μετρητές VSWR ή οι τυπικοί μετρητές Standing Wave Ratio είναι εύχρηστοι και μετρούν την αναλογία σταθερού κύματος. Η διαδικασία χρήσης ενός μετρητή Standing Wave Ratio κατά την εκτέλεση ενός πειράματος ή την εφαρμογή για άλλους σκοπούς παρατίθεται παρακάτω. Τα βήματα θα βοηθήσουν στην ερμηνεία του αποτελέσματος από τους μετρητές.

Ένα σημαντικό σημείο που πρέπει να σημειωθεί πριν από τη χρήση του VSWR είναι ότι: Το VSWR πρέπει να χρησιμοποιείται με χαμηλή ισχύ και στο διαυγές κανάλι, κυρίως εάν το πείραμα στοχεύει στη μέτρηση της απόδοσης μιας κεραίας.

  • Βήμα 1: Βρείτε ένα σαφές κανάλι συχνότητας - Το κανάλι συχνότητας πρέπει να είναι αρκετά καθαρό ή αρκετά αθόρυβο, έτσι ώστε το μεταδιδόμενο σήμα και από τα δύο άκρα να μπορεί να ερμηνευθεί και από τις δύο πλευρές.
  • Βήμα 2: Μείωση ισχύος - Η μεταδιδόμενη ισχύς δεν πρέπει να υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο εύρος ισχύος, έτσι ώστε το σήμα να προκαλεί παραμόρφωση στις συσκευές εξόδου.
  • Βήμα 3: Ρύθμιση της λειτουργίας - Ο τρόπος λειτουργίας πρέπει να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας τις διαθέσιμες επιλογές στο μετρητή. Όπως - Διαμόρφωση πλάτους, Διαμόρφωση συχνότητας κ.λπ.
  • Βήμα 4: Ρύθμιση του μετρητή - Τώρα πρέπει να ρυθμίσουμε τον μετρητή Standing Wave Ratio στη λειτουργία προώθησης. Για να το κάνετε αυτό, ελέγξτε το μπροστινό πλαίσιο. Επίσης, αλλάξτε το κουμπί ρύθμισης προς τα κάτω. Θα συμβάλει στον περιορισμό της υπερφόρτωσης.
  • Βήμα 5: Προσαρμογή της Προώθησης Ανάγνωσης - Αφού ο πομπός ξεκινήσει την εργασία μετάδοσης, συνεχίστε να ρυθμίζετε το κουμπί CAL για να διασφαλίσετε την πλήρη ανάγνωση του πειράματος.
  • Βήμα 6: Ρύθμιση του μετρητή - Τώρα το Standing Wave Ratio Meter έχει ρυθμιστεί ξανά. Αυτή τη φορά το κουμπί στο μπροστινό πλαίσιο αλλάζει σε «Αντίστροφη» κατεύθυνση. Αυτό γίνεται αφού ρυθμιστεί ο μετρητής για ισχύ προώθησης.
  • Βήμα 7: Περιορίστε τη μετάδοση - Η μετάδοση διακόπτεται το συντομότερο δυνατό για τον περιορισμό της υπερφόρτωσης του μετρητή VSWR.
  • Βήμα 8: Επαναλάβετε τα παραπάνω βήματα για διάφορες συχνότητες - Πήρε τις μετρήσεις για πολλές άλλες συχνότητες ακολουθώντας τα ίδια βήματα.

Γέφυρα SWR

Η γέφυρα σύνθετης αντίστασης είναι επίσης ικανή να μετρά την αναλογία Μόνιμου κύματος. Η γέφυρα σύνθετης αντίστασης είναι μετρητής LCR. Όταν η δεδομένη σύνθετη αντίσταση ταιριάζει με την αντίσταση αναφοράς, η γέφυρα ισορροπεί. Εάν μια γραμμή μετάδοσης δεν ταιριάζει, υπάρχει κάποια απόκλιση της αντίστασης εισόδου και αυτό θα μπορούσε να χάσει την ισορροπία της γέφυρας. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να μετρηθεί μια γέφυρα εάν υπάρχει κάποια ποσότητα SWR στη σύνδεση.

Μάθετε για 7+ Εφαρμογές Μηχανικών Μικροκυμάτων και Επισκόπηση. Κάνε κλικ εδώ!

Επεξηγήσεις ανάγνωσης μετρητή SWR

Ας συζητήσουμε την ανάγνωση που συλλέχθηκε από τους Standing Wave Ratio Meter. Διαφορετικές τιμές των μετρητών Standing Wave Ratio περιγράφουν διαφορετικές συνθήκες.

Εύρος τιμήςεξήγηση
SWR 1 έως 1.5Θεωρείται ως το ιδανικό εύρος τιμών. Η ανάγνωση μπορεί να μειωθεί στο 1 από το 1.5 κάνοντας επιπλέον συντονισμό.
SWR 1.5 έως 1.9Δεν είναι η καλύτερη γκάμα, αλλά αρκετά δίκαιη. Τέτοιες μετρήσεις προέρχονται από μεταβλητές οχήματος ή σφάλματα εγκατάστασης. Είναι ένα αποδεκτό εύρος.
SWR 2.0 έως 2.4Δεν είναι ένα καλό εύρος τιμών. Υπάρχουν περιθώρια βελτίωσης. Αυτό το εύρος τιμών προέρχεται από κακή θέση τοποθέτησης κεραίας. Η επίλυση αυτού του προβλήματος μπορεί να βελτιώσει την τιμή SWR του μετρητή σας.
SWR 2.5 έως 2.9Αυτό το εύρος τιμών επηρεάζει την απόδοση και οδηγεί σε λανθασμένες εμφανίσεις. Ο πομπός μπορεί επίσης να υποστεί ζημιά - η κακή ποιότητα του εξοπλισμού και η ανάγκη τοποθέτησης προκαλεί αυτό το εύρος τιμών.
SWR> 3Η λειτουργία με αυτό το εύρος τιμών είναι επικίνδυνη. Η συσκευή θα καταστραφεί μέσα σε λίγα λεπτά. Η μετάδοση πρέπει να διακοπεί σε αυτό το εύρος. Ο λόγος πίσω από αυτές τις χειρότερες τιμές είναι σημαντικά προβλήματα εγκατάστασης. Συνδέστε τη σωστή γείωση με τη συσκευή. Αυτό το εύρος μπορεί επίσης να υποδεικνύει κακή ποιότητα κεραίας και ελαττωματικά ομοαξονικά καλώδια.

Σημείο που πρέπει να σημειωθεί: Μην μεταδίδετε σήμα εάν η περιοχή SWR υπερβαίνει το εύρος από 1.5 έως 2. Θα προκαλέσει ζημιά στον πομπό. Εάν παρατηρήσετε ότι η ένδειξη είναι μεγαλύτερη από 2.5, κλείστε τον πομπό το συντομότερο δυνατό.

Βασικοί τύποι για τον υπολογισμό του SWR χρησιμοποιώντας SWR Meter

Ο τύπος για τον υπολογισμό του VSWR είναι Vmax / Vmin.

Επίσης, η έκφραση για VSWR που χρησιμοποιεί τάσεις εμπρός και αντίστροφης κύματος μπορεί να γραφτεί ως: VSWR = (VFWD + VREV) / (VFWD - VREV)

Υπάρχει ένας άλλος τύπος για τον υπολογισμό του SWR.

SWR = | 1 + Г | / | 1 - Г |

Ψηφιακός μετρητής SWR

Σήμερα, οι περισσότεροι αναλογικοί μετρητές SWR αντικαθίστανται από Digital SWR Meter. Οι ψηφιακοί μετρητές SWR είναι ευκολότεροι στη χρήση, χρειάζονται λιγότερο χρόνο για να λάβουν το αποτέλεσμα, μικρότερο σε μέγεθος και χαμηλότερο κόστος συντήρησης από έναν αναλογικό μετρητή.

Ψηφιακός μετρητής SWR
Μετρητής αναλογίας ψηφιακού κύματος, πίστωση εικόνας: Θέματα MOOZ

Περιορισμοί μετρητών σταθερού κύματος (SWR)

Οι μετρητές SWR δεν μετρούν τη φυσική αντίσταση που υπάρχει για ένα φορτίο. Αντ 'αυτού, μετρά μια αναλογία που μας δίνει την ιδέα της αναντιστοιχίας. Η τέλεια αντίσταση για το φορτίο μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας μια ξεχωριστή συσκευή γνωστή ως - «Antenna Analyzer». Η μέτρηση είναι δυνατή μόνο εάν ο μετρητής SWR έχει ρυθμιστεί τέλεια με την ίδια τη γραμμή μετάδοσης. Ταιριάζει με τη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση της γραμμής μετάδοσης (γενικά 50 έως 70 ohms).

Οι μετρητές SWR πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στη γραμμή μετάδοσης. Διαφορετικά, το SWR δημιουργεί κάποια ψευδή εντύπωση σχετικά με τις μετρήσεις.

Σχετικά με τη Sudipta Roy

Είμαι ενθουσιώδης των ηλεκτρονικών και επί του παρόντος αφιερώνω στον τομέα των ηλεκτρονικών και των επικοινωνιών.
Έχω έντονο ενδιαφέρον για την εξερεύνηση σύγχρονων τεχνολογιών όπως η AI & Machine Learning.
Τα γραπτά μου είναι αφιερωμένα στην παροχή ακριβών και ενημερωμένων δεδομένων σε όλους τους μαθητές.
Βοηθώντας κάποιον να αποκτήσει γνώση μου δίνει μεγάλη χαρά.

Ας συνδεθούμε μέσω του LinkedIn - https://www.linkedin.com/in/sr-sudipta/

Lambda Geeks