高频讯号之电压驻波比

摘要：电压驻波比是射频领域中一个重要的参数，用于衡量传输线与天线的匹配程度。驻波比反映了传输线上波的反射情况，当驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，能量全部被天线辐射出去，没有能量反射。驻波比越大，表示信号反射程度越高，匹配越差，可能导致信号强度损失，进而

电压驻波比是射频领域中一个重要的参数，用于衡量传输线与天线的匹配程度。驻波比反映了传输线上波的反射情况，当驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，能量全部被天线辐射出去，没有能量反射。驻波比越大，表示信号反射程度越高，匹配越差，可能导致信号强度损失，进而影响通信质量。通过测量驻波比，可以及时了解系统的工作状态，针对性地进行调整和优化，确保系统的正常运行。过高的驻波比可能导致天线或发射台损坏，因为反射的电波可能产生高电压。驻波比与回波损耗（Return Loss）是衡量信号传输质量的两个重要指标，它们共同反映了信号在传输过程中的反射情况。测试电压驻波比通常使用矢量网络分析仪（VNA），通过校准和设置合适的输出信号大小，可以准确测量输入电压驻波比！早期驻波比要求的线材主要用于Notebook，移动电话，GPS，量测仪器，蓝牙技术等，目前的应用开始往消费电子周边延展。

驻波比的物理学中的定义

电压驻波比为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写；是指反射波比入射波叠加结果在线缆上形成驻波，造成射线各点的电压和电流的振幅不同，以Z/2的週期变化，我们定义相邻的波峰点与波谷点的电压振幅之比，称之为电压驻波比“VSWR”，一般我们用NA来量测。应用在线缆上面非书本上的定义来说，VSWR是衡量传输线上驻波情况的一个定义。它定义为在无损耗的传输线上，电压最大值点的电压和最小值点电压的比值。虽然在传输线上电流也满足同样的关系，但测量电压总比测量电流要来得简单。如果天线的阻抗匹配和发射机以及馈线的阻抗是匹配的，那么测量到的VSWR应该是1:1也即1。而当阻抗不能完全匹配的时候，VSWR可能为2:1甚至5:1以上。

驻波比于线缆上面应用的定义

驻波比可以说就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配，如果 SWR 的值等于 1，则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果 SWR 值大于 1，则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台.

理论上的计算公式

由于我们无法做到100%的负载和信号源阻抗匹配，总会有部分信号不可避免地被天线反射回来，所以需要确定一个VSWR范围作为衡量可接受的VSWR的标准。通常我们把1.13:1 – 1.38:1 作为VSWR衡量标准。另外，回波损耗也可以作为一种衡量标准，前向功率与反向功率的比值就是回波损耗，如果已知40dBm的前向功率和20dBm的反向功率，那么我们可以计算出回波损耗是20dB，如果已知基站的输出功率是20W、回波损耗是16dB，那么我们可以计算出反射功率是0.5W。通常我们把16 –24dB作为回波损耗的衡量标准。

当发射机到天线的发射通路上出现严重故障，会产生很低的回波损耗，比如射频接头松动、天线故障、馈线损坏、避雷器击穿以及滤波器/耦合器损坏，等等。这种严重的VSWR故障将会导致掉话、误码率升高以及小区覆盖半径变小等故障。

负载等于参考电压驻波比=1，测试图形（驻波比）

为什么线缆会有驻波比的概率和如何改善？

当信号在传输线上传播的时候,由于生产制造制程不稳定因素的影响,信号在阻抗不均匀的地方会形成反射,这时传输线上会同时存在反射波和入射波,在入射波和反射波相位相同的地方电压振幅相加为最大电压振幅Vmax,而在入射波与反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin,最大电压振幅Vmax与最小电压振幅Vmin的比值就称为电压驻波比。

理论上的计算公式

一般在传输线上的电磁波由行波(向前传输的波)和反射波构成,驻波比就是反映波停留的状态,如驻波比越大,波就越停留在原地,如果驻波比无穷大,就代表波是停留在原地.相反地,驻波比的倒数可以定义为行波系数,它表示波行进的状态,行波系数越大,代表波越向前行进。

由于我们无法做到100%的负载和信号源阻抗匹配，导体或者芯线没办法保证完全没有公差OD的差异，所以总会有部分信号不可避免地被天线反射回来，所以需要确定一个VSWR范围作为衡量可接受的VSWR的标准。通常我们把1.13:1 – 1.38:1 作为VSWR衡量标准。另外，回波损耗也可以作为一种衡量标准，前向功率与反向功率的比值就是回波损耗，如果已知40dBm的前向功率和20dBm的反向功率，那么我们可以计算出回波损耗是20dB，如果已知基站的输出功率是20W、回波损耗是16dB，那么我们可以计算出反射功率是0.5W。通常我们把16 –24dB作为回波损耗的衡量标准。

驻波比的改善方式

应用在实际Cable生产上的参数特性及举例说明（制程参数的影响因数）

导体OD的稳定性和光洁度

芯线OD的稳定性及同心度的大小

对绞节距的稳定性,绞距过小,导致导体变形引起阻抗波动.

机台的不稳定性,引起阻抗不稳定

导体均匀性﹑绝缘均匀性﹑发泡度均匀性﹑结构尺寸均匀性

1) 导体直径不均匀﹑导体有弯﹑导体不圆﹔

2) 绝缘芯线偏心﹑椭圆﹑线径不均匀﹔

3) 发泡度不均匀﹔

4) 编织与外被的松紧也可引起回波的产生﹔工艺改善: 芯线制做均匀,导体圆整度,绝缘偏心度,收放线张力稳定.

制程关键点﹕