駐波比（SWR）科普

電壓駐波比是射頻領域中一個重要的參數，用于衡量傳輸線與天線的匹配程度。駐波比反映了傳輸線上波的反射情況，當駐波比等于1時，表示饋線和天線的阻抗完全匹配，能量全部被天線輻射出去，沒有能量反射。簡單來說，駐波比（Standing Wave Ratio，簡稱SWR，通常指電壓駐波比VSWR）是衡量射頻（RF）傳輸系統（如天線、電纜、發射機）中阻抗匹配程度的一個關鍵指標。它告訴我們：你發送出去的能量，有多少被高效地輻射出去了，又有多少因為“碰壁”被反射了回來。駐波比越大，表示信號反射程度越高，匹配越差，可能導致信號強度損失，進而影響通信質量。通過測量駐波比，可以及時了解系統的工作狀態，針對性地進行調整和優化，確保系統的正常運行。過高的駐波比可能導致天線或發射臺損壞，因為反射的電波可能產生高電壓。駐波比與回波損耗（Return Loss）是衡量信號傳輸質量的兩個重要指標，它們共同反映了信號在傳輸過程中的反射情況。測試電壓駐波比通常使用矢量網絡分析儀（VNA），通過校準和設置合適的輸出信號大小，可以準確測量輸入電壓駐波比！早期駐波比要求的線材主要用于Notebook，移動電話，GPS，量測儀器，藍牙技術等，目前的應用開始往消費電子周邊延展。

駐波比的物理學中的定義

電壓駐波比為英文Voltage Standing Wave Ratio的簡寫；是指反射波比入射波疊加結果在線纜上形成駐波，造成射線各點的電壓和電流的振幅不同，以Z/2的週期變化，我們定義相鄰的波峰點與波谷點的電壓振幅之比，稱之為電壓駐波比“VSWR”，一般我們用NA來量測。應用在線纜上面非書本上的定義來說，VSWR是衡量傳輸線上駐波情況的一個定義。它定義為在無損耗的傳輸線上，電壓最大值點的電壓和最小值點電壓的比值。雖然在傳輸線上電流也滿足同樣的關系，但測量電壓總比測量電流要來得簡單。

駐波比是一個比值，通常寫成 。如果天線的阻抗匹配和發射機以及饋線的阻抗是匹配的，那么測量到的VSWR應該是1:1也即1。而當阻抗不能完全匹配的時候，VSWR可能為2:1甚至5:1以上。

駐波比數值

匹配情況

含義

1.0 : 1完美匹配

理想狀態。所有能量都傳輸過去了，零反射。

1.1 - 1.5優秀

極佳的性能，損耗微乎其微。

1.5 - 2.0合格/良好

大多數無線電通信系統的標準要求，可以接受。

較差

損耗開始顯著，可能影響通信距離。

> 3.0危險

大量能量反射回發射機，可能導致設備過熱甚至燒毀功率管。

駐波比于線纜上面應用的定義

駐波比可以說就是一個數值，用來表示天線和電波發射臺是否匹配，如果 SWR 的值等于 1， 則表示發射傳輸給天線的電波沒有任何反射，全部發射出去，這是最理想的情況。如果 SWR 值大于 1， 則表示有一部分電波被反射回來，最終變成熱量，使得饋線升溫。被反射的電波在發射臺輸出口也可產生相當高的電壓，有可能損壞發射臺.如果你對背后的公式感興趣，駐波比定義為傳輸線上電壓最大值與電壓最小值之比：

其中 （Gamma）是反射系數，這只是理論上的計算公式。

由于我們無法做到100%的負載和信號源阻抗匹配，總會有部分信號不可避免地被天線反射回來，所以需要確定一個VSWR范圍作為衡量可接受的VSWR的標準。通常我們把1.13:1 – 1.38:1 作為VSWR衡量標準。另外，回波損耗也可以作為一種衡量標準，前向功率與反向功率的比值就是回波損耗，如果已知40dBm的前向功率和20dBm的反向功率，那么我們可以計算出回波損耗是20dB，如果已知基站的輸出功率是20W、回波損耗是16dB，那么我們可以計算出反射功率是0.5W。通常我們把16 –24dB作為回波損耗的衡量標準。

當發射機到天線的發射通路上出現嚴重故障，會產生很低的回波損耗，比如射頻接頭松動、天線故障、饋線損壞、避雷器擊穿以及濾波器/耦合器損壞，等等。這種嚴重的VSWR故障將會導致掉話、誤碼率升高以及小區覆蓋半徑變小等故障。

負載等于參考電壓駐波比=1，測試圖形（駐波比）

為什么線纜會有駐波比的概率和如何改善？

當信號在傳輸線上傳播的時候,由于生產制造制程不穩定因素的影響,信號在阻抗不均勻的地方會形成反射,這時傳輸線上會同時存在反射波和入射波,在入射波和反射波相位相同的地方電壓振幅相加為最大電壓振幅Vmax,而在入射波與反射波相位相反的地方電壓振幅相減為最小電壓振幅Vmin,最大電壓振幅Vmax與最小電壓振幅Vmin的比值就稱為電壓駐波比。

理論上的計算公式

一般在傳輸線上的電磁波由行波(向前傳輸的波)和反射波構成,駐波比就是反映波停留的狀態,如駐波比越大,波就越停留在原地,如果駐波比無窮大,就代表波是停留在原地.相反地,駐波比的倒數可以定義為行波系數,它表示波行進的狀態,行波系數越大,代表波越向前行進。

由于我們無法做到100%的負載和信號源阻抗匹配，導體或者芯線沒辦法保證完全沒有公差OD的差異，所以總會有部分信號不可避免地被天線反射回來，所以需要確定一個VSWR范圍作為衡量可接受的VSWR的標準。通常我們把1.13:1 – 1.38:1 作為VSWR衡量標準。另外，回波損耗也可以作為一種衡量標準，前向功率與反向功率的比值就是回波損耗，如果已知40dBm的前向功率和20dBm的反向功率，那么我們可以計算出回波損耗是20dB，如果已知基站的輸出功率是20W、回波損耗是16dB，那么我們可以計算出反射功率是0.5W。通常我們把16 –24dB作為回波損耗的衡量標準。一句話總結：駐波比越接近1.0，說明你的天線系統匹配得越好，能量浪費越少，設備越安全。

駐波比的改善方式

應用在實際Cable生產上的參數特性及舉例說明（制程參數的影響因數）

導體OD的穩定性和光潔度

芯線OD的穩定性及同心度的大小

對絞節距的穩定性,絞距過小,導致導體變形引起阻抗波動.

機臺的不穩定性,引起阻抗不穩定

導體均勻性﹑絕緣均勻性﹑發泡度均勻性﹑結構尺寸均勻性

1) 導體直徑不均勻﹑導體有彎﹑導體不圓﹔

2) 絕緣芯線偏心﹑橢圓﹑線徑不均勻﹔

3) 發泡度不均勻﹔

4) 編織與外被的松緊也可引起回波的產生﹔工藝改善: 芯線制做均勻,導體圓整度,絕緣偏心度,收放線張力穩定.

制程關鍵點﹕

導體外徑不穩定---駐波比差

芯線外徑不穩定---駐波比差

同心度不穩定------駐波比差

設計關鍵點﹕

阻抗.回路損失阻抗不穩定----駐波比差

回路損失偏小—駐波比差

加入”線纜工程技術交流微信群“加客服申請

工程參考學習資訊

▼歡迎“點贊”“分享” 在評論區留下您的看法▼

更多關于最新的線纜行業發展訊息，請關注我們的微信公眾號！我們將第一時間搜尋到行業前沿訊息和您一起分享！不做盈利用途，文中觀點都是基于公開數據及信息，僅供交流，不構成投資建議!