電壓駐波比(VSWR)
/ VEE-ess-double-you-arr, or 'vis-war' /
當沿線前進的波,遇上彈回來的回聲,兩者就會疊加。在線上某些位置它們總是相加、電壓很大;在另一些位置它們總是相消、電壓很小。儘管波在移動,這個圖樣在空間中卻是靜止不動的,所以叫做駐波。電壓駐波比 VSWR,就是線上最大電壓除以最小電壓。它是射頻工程師用來表達負載匹配得好不好的日常數字。
VSWR 與反射係數 gamma 直接相連:VSWR = (1 + |gamma|) / (1 - |gamma|)。完美匹配時 gamma = 0、VSWR = 1:1,峰與谷相等,因為沒有反射波來干涉。完全失配(開路或短路)時 |gamma| = 1,VSWR 為無限大。像我們先前 50 歐姆接 75 歐姆那種中等失配,gamma = 0.2,得到 VSWR = 1.2/0.8 = 1.5:1。給你一點數字感:VSWR 1.5:1 約反射 4 % 的功率,VSWR 2:1 約反射 11 %,VSWR 3:1 約反射 25 %。
VSWR 是匹配的現場儀表:串接在天線饋線上的廉價駐波表可直接讀出,業餘無線電玩家就靠把它調到最小來調諧天線。高 VSWR 警告你功率正被反射、發射機可能過熱、通訊距離會變差。誠實的提醒:VSWR 本身並不告訴你負載是往哪個方向失配(偏高或偏低、偏電感或偏電容),所以它無法像史密斯圖那樣指引你如何修正。而且某一個頻率讀到 1:1,對頻段其他部分一無所知,真實天線只能在有限範圍內匹配良好。
一位業餘無線電玩家調整天線,看著駐波表從 3:1 降到 1.2:1。在 3:1 時約有四分之一的發射功率沿同軸電纜反射回來;在 1.2:1 時只剩約 1 %,於是幾乎全部功率現在都到達天線並輻射出去。
VSWR 越低,反射功率越少,天線匹配得越好。
VSWR 告訴你反射了多少,卻不告訴你失配偏向哪個方向,所以它本身無法指引修正。某一頻率的完美 1:1,對頻段其餘部分毫無說明。