VSWR 설명: 전압 정재파 비율, 반사 손실 및 RF 영향

RF 신호가 송신기에서 안테나 또는 기타 부하를 향해 이동할 때 부하 임피던스와 케이블의 특성 임피던스 간의 차이로 인해 신호의 일부가 다시 반사됩니다. 전방파와 반사파는 라인을 따라 간섭하고 전압 피크와 널이 있는 정재파를 생성합니다. 전압 정재파 비율(VSWR, "viz-war"로 발음)은 라인의 가장 높은 전압과 가장 낮은 전압을 비교합니다. 간단히 말해서 VSWR은 시스템이 얼마나 잘 일치하는지 알려줍니다. 1:1은 완벽한 일치이고 더 높으면 전송된 전력 중 일부가 소스를 향해 다시 반사된다는 의미입니다.

VSWR이란 무엇이며 어떻게 정의됩니까?

VSWR은 정재파를 전달하는 전송선을 따라 측정된 최대 전압과 최소 전압의 비율입니다.

• VSWR = Vmax / Vmin 라인의 어느 지점에서나.
• 반사 계수 Γ = (ZL - Z0) / (ZL Z0), 여기서 ZL은 부하 임피던스이고 Z0은 라인의 특성 임피던스입니다.
• VSWR = (1 |Γ|) / (1 - |Γ|) . 이는 VSWR이 1:1(Γ = 0, 완벽한 일치)부터 무한대(Γ = 1, 전체 반사)까지 실행될 수 있음을 의미합니다.

50옴 부하를 구동하는 완벽하게 종단된 50옴 라인의 VSWR은 1:1입니다. 열려 있거나 단락된 케이블에는 무한한 VSWR이 있습니다. 실제로는 잘 설계된 안테나라도 정확히 1:1에 도달하는 경우가 거의 없으므로 대부분의 시스템은 작고 지정된 양의 불일치를 허용합니다.

VSWR, 반사 손실 및 반사 계수

데이터시트에서는 VSWR 대신 반사 손실을 인용하는 경우가 많습니다. 반사 손실은 데시벨로 표현되는 반사파와 입사파 간의 전력 비율입니다. RL = -20 log10(|Γ|). 이러한 값 중 하나를 알면 다른 값으로 변환할 수 있습니다.

관계는 선형적이지 않습니다. VSWR이 2:1 이상으로 올라가면 비율 자체는 작아 보이지만 반사 전력은 빠르게 증가합니다.

실제 RF 시스템에서 높은 VSWR이 중요한 이유

높은 VSWR의 실질적인 결과는 전력 낭비입니다. 3:1 VSWR은 순방향 전력의 25%를 반영하는 반면, 1.5:1 VSWR은 4%만 반영합니다. 반사파는 증폭기 쪽으로 다시 이동하여 출력 트랜지스터를 과열시키고 효율성을 감소시키며 송신기 전력을 차단하는 보호 회로를 작동시킬 수 있습니다. 고전력 방송 및 레이더 송신기에서 라인 내부의 전압 피크는 절연 등급을 초과하여 아크를 일으킬 수 있습니다.

VSWR이 낮은 N형 RF 동축 커넥터 이 MIL 사양 N형 커넥터는 DC~18GHz에 걸쳐 1.30 이하의 VSWR을 제공하여 커넥터 무결성이 중요한 전자파 및 통신 시스템에 대한 신호 반사를 최소화하고 안정적인 성능을 보장합니다. 제품보기 →

모든 커넥터, 어댑터 및 케이블 섹션은 체인에 작은 임피던스 불연속성을 추가합니다. 올바르게 조립된 고품질 N형 커넥터는 불일치가 거의 발생하지 않는 반면, 손상되거나 토크가 느슨하게 조여진 커넥터는 현장에서 VSWR 관련 결함이 발생하는 가장 일반적인 이유 중 하나입니다. 커넥터 선택 및 설치 기술은 안테나 자체만큼 주의를 기울여야 합니다. 방법을 확인하세요. RF 동축 커넥터는 신호 품질에 영향을 미칩니다 더 자세히 살펴보세요.

정재파 패턴은 어떻게 생겼나요?

불일치 라인을 따라 전압 진폭은 반파장마다 반복됩니다. 배점(최대값)은 순방향 및 반사파가 위상에 추가되는 곳에 나타납니다. 노드(최소값)는 거의 완전히 취소되는 위치에 나타납니다. 아래 등각 투영 그림은 전송선의 이 패턴을 보여줍니다.

하중이 완벽하게 일치하면 반사파가 사라지고 정재파는 평탄해지며 VSWR = 1:1이 됩니다. 부하가 모든 것을 반영하면 Vmin은 0으로 떨어지고 VSWR은 무한대가 됩니다.

애플리케이션별 일반적인 VSWR 제한

허용 가능한 VSWR로 간주되는 것은 시스템에 따라 다릅니다. 정밀 계측에는 거의 완벽한 일치가 필요하지만 양방향 무선은 더 많은 불일치를 허용합니다. 업계 실무에서는 일반적으로 다음 임계값을 중심으로 계획합니다.

시스템이 목표를 초과하는 경우 일반적으로 의심되는 대상은 안테나 자체, 전송 라인, 커넥터 인터페이스 및 임피던스를 방해하는 안테나 근처의 전도성 물체입니다.

VSWR을 어떻게 측정합니까?

VSWR 측정에는 세 가지 장비 유형이 일반적입니다.

1. SWR 미터/반사계 - 방향성 커플러는 단일 주파수에서 순방향 및 반사 전력을 샘플링합니다.
2. 벡터 네트워크 분석기(VNA) — 대역을 스윕하고 VSWR 대 주파수를 직접 플롯합니다.
3. 반사 손실 브리지 — 신호 발생기 및 수신기와 함께 사용되며 생산 및 현장 테스트에 실용적입니다.

모든 방법에는 보정된 테스트 케이블, 알려진 기준 부하 및 깨끗한 커넥터 인터페이스가 필요합니다. 작동 주파수에서 측정하고 케이블 굴곡, 굽힘 반경 및 커넥터 토크가 모두 판독값을 이동할 수 있다는 점에 유의하십시오.

동축 부품의 높은 VSWR의 일반적인 원인

작업 설치에서 높은 VSWR은 거의 항상 기계적 또는 환경적 문제로 인해 발생할 수 있습니다.

• 느슨하거나 십자형이거나 부분적으로 결합된 커넥터입니다.
• 부식된 접점, 먼지, 습기 또는 인터페이스 내부의 이물질.
• 부서진 외부 도체, 변형된 중앙 핀 또는 손상된 유전체.
• 케이블은 최소 굴곡 반경 이하로 구부러지거나 차폐가 피로해질 때까지 반복적으로 구부러집니다.
• 잘못된 임피던스 어댑터 또는 내부 전환이 불량한 변환기.

특히 RF 케이블 어셈블리는 올바른 크기와 경로를 지정해야 합니다. 균일한 유전체 간격을 갖춘 고품질 어셈블리는 고르지 않은 구조의 값싼 어셈블리보다 주파수 전반에 걸쳐 VSWR을 더 평평하게 유지합니다. RF 케이블 어셈블리가 무엇인지, 어떻게 작동하는지 이해하기 불일치가 적은 경로를 선택할 때 도움이 됩니다.

초저손실 유연한 RF 케이블 어셈블리 고주파 정밀 시스템용으로 설계된 이 케이블 어셈블리는 매우 낮은 삽입 손실과 길이에 따른 안정적인 위상을 제공하여 레이더 및 5G 기지국과 같은 까다로운 RF 경로에서 평탄한 VSWR을 유지하는 데 도움이 됩니다. 제품보기 →

어댑터도 동일한 조사를 받을 자격이 있습니다. 시스템이 커넥터 제품군 간에 전환해야 하는 경우 어댑터의 내부 구조에 따라 추가되는 불일치 정도가 결정됩니다. 제어되고 잘 만들어진 전환은 총 VSWR을 낮게 유지합니다.

SMA-SMA 시리즈 RF 동축 어댑터 SMA-SMA 시리즈 어댑터는 두 개의 SMA(SubMiniature 버전 A) 무선 주파수(RF) 커넥터를 연결하는 데 사용되는 어댑터입니다. SMA 커넥터는 소형화된 커넥터입니다. 제품보기 →

VSWR FAQ