驻波比与回波损耗的换算关系
射频中的回波损耗反射系数电压驻波比以及S参数的含义和关系

射频中的回波损耗反射系数电压驻波比以及S参数的含义和关系回波损耗(Return Loss)是指信号在连接器、天线、滤波器、耦合器等元件中从入口到出口发生反射时的信号损耗。
回波损耗通常用分贝单位(dB)来表示,计算公式为RL = -20log,Γ,其中Γ为反射系数。
反射系数(Reflection Coefficient)是指信号从一个点反射回到原点时,波的下行幅度与上行幅度的比值。
反射系数定义为Γ = (ZL - Z0) / (ZL + Z0),其中ZL为负载阻抗,Z0为系统特性阻抗(通常为50Ω)。
反射系数的绝对值越大,表示反射的波越强,回波损耗也就越小。
电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)是评估信号在传输线上或设备中反射的程度的指标。
它定义为VSWR = (1 + Γ) / (1- Γ),VSWR的值越大,表示反射越严重,回波损耗也就越小。
当VSWR等于1时,表示无反射,即损耗最小。
S参数(Scattering Parameters)是一组用于描述无源或线性网络中信号传输的参数。
S参数矩阵包括S11、S12、S21和S22四个参数。
其中S11表示输入端口的反射系数,S12表示输入端口的信号传到输出端口的幅度和相位变化,S21表示输出端口的信号传到输入端口的幅度和相位变化,S22表示输出端口的反射系数。
S参数可以描述信号在网络中的传输和反射情况。
回波损耗、反射系数、电压驻波比和S参数之间存在着一定的关系。
回波损耗和反射系数的计算公式可以互相转换,即RL = -20log,Γ,Γ = 10^(-RL/20)。
电压驻波比可以通过反射系数计算得到,即VSWR = (1+ Γ) / (1 - Γ)。
而S参数中的S11和S22表示反射系数,S参数与反射系数之间的关系为Γ = S11或S22总的来说,回波损耗、反射系数、电压驻波比和S参数都是描述射频系统中信号反射和传输的重要参数。
射频中的回波损耗_反射系数_电压驻波比以及S参数的含义和关系

射频中的回波损耗,反射系数,电压驻波比以及S参数的含义回波损耗,反射系数,电压驻波比, S11这几个参数在射频微波应用中经常会碰到, 他们各自的含义如下:回波损耗(Return Loss): 入射功率/反射功率, 为dB数值反射系数(Г):反射电压/入射电压, 为标量电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压S参数: S12为反向传输系数,也就是隔离。
S21为正向传输系数,也就是增益。
S11为输入反射系数,也就是输入回波损耗,S22为输出反射系数,也就是输出回波损耗。
四者的关系:VSWR=(1+Г)/(1-Г) (1)S11=20lg(Г) (2)RL=-S11 (3)以上各参数的定义与测量都有一个前提,就是其它各端口都要匹配。
这些参数的共同点:他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。
其中,S11实际上就是反射系数Г,只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。
反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值,而回波损耗是从功率的角度来看待问题。
而电压驻波的原始定义与传输线有关,将两个网络连接在一起,虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值,但实际上如果这里没有传输线,根本不会存在驻波。
我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式,至于用哪一个参数来进行描述,取决于怎样方便,以及习惯如何。
回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义回波损耗反射系数电压驻波比s参数以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:S11,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。
在高速电路设计中用到以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:S11,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。
电压驻波比与回波损耗的关系

电压驻波比与回波损耗的关系
本文主要探讨电压驻波比与回波损耗之间的关系。
电压驻波比(VSWR)是描述电传输线上反射波与正向波之比的参数,它通常用于评估电路的质量和匹配程度。
回波损耗(RL)是描述电传输线上信号在传输过程中被反射所损失的功率与输入功率之比,它通常用于评估电路的损耗程度。
在实际应用中,VSWR与RL往往是密切相关的。
VSWR越小,表示反射波越小,匹配度越好,此时RL也会越小,损耗就会越小。
相反,VSWR越大,表示反射波越大,匹配度越差,此时RL也会越大,损耗就会越大。
因此,在设计和调试电路时,需要对VSWR和RL进行合理的折衷。
在匹配度要求较高的情况下,应尽量降低VSWR,这样可以减小反射波,降低损耗。
而在一些特殊的应用场景下,如天线等,需要考虑到回波损耗,因此可能会适当放宽VSWR的要求,以达到更好的信号传输效果。
总之,VSWR与RL之间存在着密切的关系,需要根据实际情况进行合理的权衡和调整,才能达到最佳的电路性能。
- 1 -。
驻波比计算公式

驻波比的计算公式
说明:对RFE进行诊断测试,该测试可以直接输出回波损耗;
天线驻波比(VSWR)是表示天馈线与基站匹配程度的指标。
它的产生是由于入射波能量传输到天线输入端后,未被全部辐射出去,产生反射波迭加而成的。
假设基站发射功率是 10 W,反射回 0.5 W,由此可算出
回波损耗:RL=10lg(10/0.5)=13 dB
反射系数:由于 RL=-20lg℘,所以反射系数℘=10-(RL/20)=10-0.65=0.0224驻波比:VSWR=(1+℘)/(1-℘)=1.57
一般要求天线的驻波比小于 1.5。
驻波比是越小越好,但工程上没有必要追求过小的驻波比。
据测算,VSWR=1.3 和 VSWR=1.5 相比,功率损失仅为 0.23 dB。
VSWR驻波比与RL回波损耗

电压驻波比(VSWR):电压驻波比是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5。
只有阻抗完全匹配,才能达到最大功率传输。
这在高频更重要。
发射机、传输电缆(馈线)、天线阻抗都关系到功率的传输。
驻波比就是表示馈线与天线匹配情形。
不匹配时,发射机发射的电波将有一部分反射回来,在馈线中产生反射波,反射波到达发射机,最终产生为热量消耗掉。
接收时,也会因为不匹配,造成接收信号不好。
2; 在RF中阻抗匹配是很重要的,一般用反射系数、行波系数、驻波比和回波损耗四个参数来衡量匹配状况,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个均出于习惯。
通常用的较多的是驻波比和回波损耗.1、驻波比:是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。
驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。
在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5。
2 、回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。
回波损耗的值在0dB到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越好。
0表示全反射,无穷大表示完全匹配。
在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。
相关公式1)驻波比: VSWR=电压最大值/电压最小值=Umax/Umin;2)行波系数: K=电压最小值/电压最大值=Umin/Umax=(入射波振幅-反射波振幅)/(反射波振幅+入射波振幅)3)反射系数: T=反射波振幅/入射波振幅=(Zl-Z0)/(Zl+Z0)Z0:传输线特性阻抗Zl:负载阻抗4) 回波损耗:IL=-20LOG(1/|T|)=20LOG(︱(ZL+Z0)/(ZL-Z0)︱)5)驻波比与反射系数:VSWR=(1+|T|)/(1-|T|)回波损耗表示反射数据的最简便的方式是回波损耗。
回波损耗以dB表示,且是一个标量(仅有幅值)。
可将回波损耗视为反射信号低于入射信号的绝对值或dB数。
RL回波损耗&VSWR驻波比常用问答

图例:由于扭力过大造成的接头损坏
配合扭力是指两个接头之间的连接扭力。安装扭力是指单个接头安装时 的紧固扭力。 11.避雷器安装时有方向性吗?为什么避雷器不能与走线架接触? 答:没有,其安装方向完全取决与两端与之匹配的电缆接头类型。 因为避雷器属室外接地,按规范应该与室外接地排连接;走线架应另行安 装室内保护地。在遭雷击时,两者如果有电位差,就有可能“引雷入室”。
FQ&A 常用问答 Dr. Andrew 安德鲁博士专栏
1. 什么叫驻波比?他和回波损耗有什么区别? 答: 驻波比(VSWR)是指微波传输过程中,最大电压与最小电压之比,是 一 个比值。 回波损耗(Return Loss)是指反射功率,单位是 dB,RL 和驻波比可以换 算,RL= -20 lg [( VSWR-1 ) / ( VSWR + 1 )] 2. 驻波比的函意是什么?它对系统的影响有多大? 答: 驻波比是反映系统或单个部件的反射系数,用以考量系统的反射功率情 况。过多的反射功率会降低系统效率,增加设备负荷。被反射的能量越 多,发射出去的能量就越少,但小量的反射是可以接受的。 驻波比 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.0 4.0 发射功率损失% 0.23% 0.83% 1.70% 2.78% 4.00% 5.33% 6.72% 11.11% 36.00%
3. 反射可以避免吗?是不是驻波比越小越好? 答:以当前的技术尚无可能,理论上在系统中每多一个节点或者说每多一个触 点,都会多一点反射,由于各点的相位差异,多点反射的叠加过程是非线 性的。因此系统驻波比并不仅仅是各点反射的简单累加。 不是。因为在多数情况下,系统驻波比之所以很小,是因为插入损耗增大 造成的,原因主要是馈线长度较长,或其他的损耗部件的接入,实际上是 增大了能量衰耗,同样也导致发射功率减少。所以在系统中参数的“大或 小”都是相对的,要以动态平衡的视角来看待。
驻波比插入损耗和回波损耗对照表

(二)传输参数
正向
反向
传输系数T
T=S21
T=S12
插入损耗L
L=-20lg|S21|插入损耗又称衰减
增益G
G=20lg|S21|
传输相移©
©=arctanS21
©=arctanS12
群延时tan
tan二d©/d3=©/360°d1(3为角频率)
27.96
1.08
0.03
30.46
1.06
0.02
33.98
1.04
0.01
40.00
1.02
0.00
1.00
复反射系数:r=(ZL-Z0)/(ZL+Z0)=p(sin9+jcos另
反射波相对于入射波的相角B在+180°〜-180。之间
定向耦合器:
耦合度(dB)=10lg(P1/P3) 隔离度(dB)=10lg(P1/P4) 方向性(dB)=10lg(P3/P4)隔离度一耦合度=方向性其中:P1为输入端口功率,P3为耦合端口输岀功率,P4为隔离端口输岀功率
3.10
5.67
0.60
4.44
4.00
0.50
6.02
3.00
0.40
7.96
2.33
0.30
10.46
1.86
0.20
13.98
1.50
0.10
20.00
1.22
0.09
20.92
1.20
0.08
21.94
1.17
0.07
23.10
1.15
0.06
24.44
1.13
驻波系数 和回波损耗

驻波系数和回波损耗
1. 驻波系数:
驻波系数(Standing Wave Ratio,简称SWR)是评估电磁波在一条介质中传导传输特性的一个重要指标,可用来反映一定频带内射频系统进行射频信号传输时,铁芯导线或天线的输入输出关系的匹配状态。
其主要参数是功率回波比(Power Reflection Coefficient,简称PRC),通常也称为驻波比(Standing Wave Ration,简称SWR)。
它的定义是:被测的系统在所测的频带内,发射端的输出功率恒定,而接收端的反射功率(施加到输入端的功率)与输出功率的比值就称为驻波系数。
在数学上,驻波系数可以表示为:
SWR = (|Vin| + |Vout|) / (|Vin|-|Vout|)
其中,Vin为输入端传入功率电压,Vout为反射功率电压。
2. 回波损耗:
回波损耗是指在高频射频系统中,射频信号经过介质折射反射回介质传输,而不能被完全接收,这部分功率经介质耗散损耗,也称为回波损耗。
回波损耗是衡量射频连接器的特性,它可以衡量传输线的损耗,从而可以作为考核射频连接器传输效率,可以确定射频连接器的选择是否正确的一个重要指标。
回波损耗的表示形式通常是以dB的形式表示的,回波损耗的值越小,表明射频连接器的传输效率越高,传输功率被差别小,从而可以获得较好的射频性能。
而回波损耗的大小受传输介质以及射频连接器类型的影响较大,所以,连接器类型的选择也尤其重要。