Ero sivun ”Seisovan aallon suhde” versioiden välillä

Radioamatööriwikistä
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
>OH2FRV
>OH2FRV
Ei muokkausyhteenvetoa
Rivi 19: Rivi 19:
::<math>\rho = \sqrt{\frac{{\rm P_{palaava}}}{{\rm P_{lahteva}}}}</math>
::<math>\rho = \sqrt{\frac{{\rm P_{palaava}}}{{\rm P_{lahteva}}}}</math>
Heijastuskertoimen pienin mahdollinen arvo on nolla, jolloin palaavaa tehoa ei ollenkaan, vaan kaikki menee mitä lähetetään.
Heijastuskertoimen pienin mahdollinen arvo on nolla, jolloin palaavaa tehoa ei ollenkaan, vaan kaikki menee mitä lähetetään.
Vastaavasti voidaan myös määrittää [[läpäisykerroin]].
Vastaavasti jollekin rajapinnalle voidaan myös määrittää [[läpäisykerroin]].


Heijastumiskerroin <math>\rho\,</math> ja SWR suhtautuvat toisiinsa:
Heijastumiskerroin <math>\rho\,</math> ja SWR suhtautuvat toisiinsa:

Versio 31. lokakuuta 2010 kello 18.06

Seisovan aallon suhde - Standing Wave Ratio

Oikeastaan pitäisi puhua VSWR:stä (Voltage SWR), mutta useimmat jättävät "Voltage" (eli "jännite") sanan pois. Tämä on yksikötön suure (suhde on paljas luku, jolla ei ole "yksikköä", vrt. desibeli).

Tuntemattoman henkilön kuvaus seisovasta aallosta: "Koko ajan tapahtuu jotain, vaikka ei itse asiassa tapahdu yhtään mitään"

Jos antennin ja syöttöjohdon välillä on epäsovitus, kaikki teho ei siirrykään antenniin, vaan osa siitä heijastuu takaisin.

Syöttöjohtoon muodostuu jännitteen ja virran suhteen maksimi- ja minimikohtia, jotka pysyvät paikallaan. Tätä kutsutaan seisovaksi aalloksi. Seisovan aallon suhde on aina sama kuin syöttöjohdon ja antennin impedanssin välinen suhde. SWR on siis suhdetta ilmaiseva yksikkö, joten sen pienin mahdollinen arvo on 1. SWR:n merkitystä liioitellaan usein. SWR voidaan mitata SWR-mittarilla.

Heijastumiskertoimen avulla saadaan määriteltyä kuormasta heijastuneet jännitteet ja virrat ja siten myös teho.

Heijastuskerroin (rho) saadaan helpoimmin lähetetyn ja palaavan tehon mittaustulosten suhteena:

Heijastuskertoimen pienin mahdollinen arvo on nolla, jolloin palaavaa tehoa ei ollenkaan, vaan kaikki menee mitä lähetetään. Vastaavasti jollekin rajapinnalle voidaan myös määrittää läpäisykerroin.

Heijastumiskerroin ja SWR suhtautuvat toisiinsa:

Heijastuskertoimen arvon lähestyessä nollaa (palaavaa tehoa on hyvin vähän) SWR arvo lähestyy ykköstä, mutta ei koskaan mene sen alle.

Heijastuskertoimen arvon lähestyessä ykköstä (kaiken tehon palatessa), SWR arvo lähestyy ääretöntä.

Heijastuskerroin voidaan esittää myös desibeleinä.

Esimerkki

SWR:n ollessa 1,5 saadaan laskettua heijastumiskertoimen arvoksi 0,2. Heijastuneelle teholle kerroin korotetaan toiseen potenssiin, eli esimerkiksi 100 Watin teholla:

Lähettimen teho vähenee heijastuneella teholla. Tässä tapauksessa siis silti noin 96% tehosta menee kuormaan, eli antenniin ja vain 4% tulee takaisin kiusaamaan lähetintä.


Syöttämällä 50 Ohmin siirtolinjalla tehoa 150 Ohmin impedanssiin (vastukseen), saadaan SWR 3:1, samoin on 50/3 = 16.7 Ohmin vastuksella. Tätä tietoa voi halutessaan käyttää SWR-mittarin kalibroinnissa.

Käytäntöä

Tyypillisessä radioamatöörin systeemissä korkea SWR:n arvo kertoo epäsovituksesta jossakin antennikaapelin suunnalla. Se ei välttämättä tarkoita, että antennissa olisi vikaa vaan hämminki voi olla jossakin liitoksessa tai kaapelissa.

Pitkä ja vaimentava kaapeli vähentää lähettimen luona havaittavaa SWR:ää vähentäen sekä epäjatkuvuuskohtaan menevää tehoa, että sieltä palaavaa tehoa.

Haitallinen SWR:n määrä riippuu lähetintehosta ja lähettimen ominaisuuksista.

Putkilähettimet kestävät hetkellisiä (sekunti tai pari) liiallisia paluutehoja, mutta kaikki se energia päätyy kuumentamaan jotain mitä ei pitäisi kuumentaa liikaa, eikä sitä saa päästää tapahtumaan liian kauaa. Varovainen lähettimen käyttöönottaja testaa SWR:n määrän lähetintä virittäessään (mm. vaihdettuaan taajuutta!) Putkilähetin kestää tyypillisesti hetkellisesti koko lähetetehonsa paluun ja jatkuvana 5-10% lähetetehosta ja putkista riippuen jopa enemmänkin.

Modernit kaupalliset puolijohderadiot sisältävät itsesuojelupiirejä, jotka pudottavat lähettimen tehoa tai jopa lopettavat kokonaan lähettämisen, kun ne havaitsevat liikaa paluutehoa. Isotehoiset puolijohdelähettimet eivät kestä muutamaa millisekuntia pidempään liiallista paluutehoa - siksi suojauspiirit. Puolijohdelähettimet sietävät jatkuvana tyypillisesti 5-10% paluutehoa.

Edellisen laskuesimerkin perusteella voidaan todeta, että 10% paluuteho syntyy, kun SWR:n arvo on hieman alle 2.

Suurilla kilowattien lähetetehoilla (esim. yleisradioasemat) liian suuri SWR todennäköisesti vahingoittaa lähetintä tai siirtolinjaa, mutta QRP-tehoilla tämä vaara on vähäisempi. Monet nykyisistä QRP-radioista on varustettu FET-pääteasteen suojaamiseksi korkean SWR:n tunnistimella tai ylivirran suojauksella (ATS3B). Esimerkiksi Yaesun FT817ND ei anna täyttä viiden watin tehoa, jos sovitus ei ole riittävän hyvä. Viritetty antenni (jolla on matala SWR) auttaa QRP-asemaa sekä kuulumaan että kuulemaan paremmin.

Siirtolinjalla on SWR, vaikka sinne ei lähetettäisikään radiotehoa. Korkea SWR (yli 10) tekee antennista kuin antennista erittäin huonokuuloisen, kun antennin saama radioteho siirtyy huonosti siirtolinjaan.