RF（射频） - VSWR（电压驻波比）

VSWR表明电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio）。要彻底理解这个术语，你须要知道什么是“驻波”。

你可能已经在高中物理课上学到了驻波。只要刷新你的想法，让我解释一下驻波是什么。

假设具备相同波长的两个波沿相反方向传播，以下图所示。一条波表示为蓝线，它正朝着右边的方向振动。另外一波表示为绿线，它向左边方向振动。正如你在高中物理中学到的那样，这两个波将被合成，总合成波表示为红线。

入射波和反射波以及它们的合成波形

该总合成波仅在幅度方面随时间变化，但在相位上不变。简单地说，幅度为零的节点的位置永远不会改变。因为节点的位置不会改变，所以红色波浪看起来好像停留在同一位置，意思是“它站在那里”。这就是红波被称为“驻波”的缘由。

如上所示只有一个快照，你很难直观地理解驻波。为了直观地了解驻波并确认上面的描述，您须要多个快照，显示两个行波随时间的一系列转换。您能够手动绘制这些序列波形，但这将很是简单…只需使用以下所示的简单matlab代码，您就能够建立一系列快照，显示如何建立驻波的波形。

t = 0:pi/20:20*pi;

ph = pi/20;

r = 0.5;

for i=1:20

subplot(4,5,i);

plot(t,sin(t+(i-1)ph),‘g-’,t,rsin(t-(i-1)*ph),‘b-’,t,sin(t+(i-1)ph)+rsin(t-(i-1)*ph),‘r-’);

axis([0 6*pi -2 2]);

set(gca,‘xticklabel’,[]);set(gca,‘yticklabel’,[]);

title([’(’ int2str(i) ‘)’]);

end

两个行波的快照的一个示例序列（蓝色一个向右行进，绿色向左行进。红色一个是由蓝色和绿色的总合成而造成的波）。首先看一下全部快照中的红色波浪。

每一个快照中红色波形的幅度是否会发生变化？ - >会的

每一个快照中红色波形的频率和波长是否会发生变化？ = - >不会

节点的位置（值变为零的位置）是否会在每一个快照中发生变化？ - >不会

让我再提一些其余问题来了解驻波的特性（以下图case 1所示）。

显示幅度最大的驻波的快照数是多少？ - >是下图中的（1）：这是两个行波（蓝色和绿色）彻底相互重叠的快照。

显示幅度最小的驻波的快照数是多少？ - >是下图中的（11）：这是两个行波（蓝色和绿色）以这样的方式对齐的快照，即两个波具备180度的相位差。

<Case 1>

Case 1：振幅相同的两个波的各类合成所得的波形状况

在上面的例子中，两个行波的幅度彻底相同。若是两个行波的幅度不一样（两个波的波长和频率仍然相同），该怎么办？

让我给出与我上面提到的相同的问题和相应的答案。

每一个快照中红波的幅度是否会发生变化？ - >会的

每一个快照中红波的频率和波长是否会发生变化？ = - >不会

节点的位置（值变为零的位置）是否会在每一个快照中发生变化？ - >不会

一样，让我再提一些其余问题来了解驻波的特性。

显示幅度最大的驻波的快照数是多少？ - >是下图Case 2中的（1）。这是两个行波（蓝色和绿色）具备相同相位的快照。

显示幅度最小的驻波的快照数是多少？ - >是下图Case 2中的（11）。这是两个行波（蓝色和绿色）以这样的方式对齐的快照，即两个波具备180度的相位差。但与<Case 1>不一样，在这种状况下驻波的振幅不会变为零，由于两个行波的振幅不一样。

如今让咱们采用具备最小幅度和最大幅度的两个快照的驻波振幅的比率。在上面咱们看到的两个例子的状况下，它是快照（1）和（11）的驻波振幅的比率。驻波是用最大振幅和最小振幅的比率称为“驻波比”来定义。咱们在上面看到的第一和第二示例的驻波比能够以下所示。 （上面一个表示<Case 1>的最小/最大驻波振幅差，下面一个表示<case 2>的最小/最大驻波振幅差）.

<Case 2>

Case 2：振幅不一样的两个波的各类合成所得的波形状况

若是两个行波表明信号的电压，则驻波比称为“电压驻波比（VSWR）”。

几种入射波和反射波的定义

正如您在两个示例中看到的那样，您可能会注意到行波的振幅越接近SWR越大。 换句话说，若是你有更大的SWR，两个行波的幅度是类似的。 若是你有较小的SWR，这意味着行波的幅度差别很大（一个很大而另外一个很是小）。

咱们最多见的是哪里产生的驻波？ 最多见的状况是行波撞击另外一种介质的边界。 在这种状况下，波的一些部分将转移到另外一种介质中，可是波的某些部分将被反射回来，以下图所示。

入射波和反射波的定义

该反射波将以与原始波相反的方向传播，但其波长（频率）与原始波保持相同。 结果，原始波和反射波造成驻波。

根据原始波的多少部分从边界反射（这由反射系数描述），您可使用如下的等式来计算VSWR：

VSWR的计算方程

反射系数和VSWR之间的直观关系是什么？ 您能够从如下示例中猜出。 简而言之，若是你有更大的反射系数，你会获得更大的VSWR，若是你有更小的反射系数，你会获得更小的VSWR：

反射系数和VSWR之间的关系

因为反射系数与S11紧密相关，所以您也可使用S11表示VSWR，以下面的方程所示：

VSWR和S11之间的关系