Обратные потери (return loss)

В описании антенны или радиомодуля часто стоит график S11 с провалом до −20 дБ на рабочей частоте или фраза «return loss лучше 10 дБ». Обе записи говорят об одном — сколько мощности отражается от антенны обратно к передатчику. Разбираем формулу, путаницу со знаком и типовые границы.

Обновлено 28 октября 2026 г.Редакция GAW

Содержание

Формула
Знак и S11
Какие значения считают хорошими

Обратные потери (return loss, RL) — отношение мощности падающей волны к мощности отражённой от нагрузки, выраженное в децибелах. TI определяет их как величину, показывающую, на сколько децибел отражённая волна слабее падающей (AN058, разд. 3.4). Чем больше обратные потери, тем меньше мощности возвращается к источнику и тем лучше нагрузка — антенна, кабель, вход усилителя — согласована с линией.

Формула

Отражение возникает, когда сопротивление нагрузки Z_a отличается от волнового сопротивления линии Z₀. Коэффициент отражения и обратные потери (AN058, ур. 3 и 5):

\Gamma = \frac{Z_a - Z_0}{Z_a + Z_0}, \qquad RL = -20\lg|\Gamma| = 20\lg\frac{\text{КСВ} + 1}{\text{КСВ} - 1}.

Последнее равенство — через КСВ: КСВ = (1 + |Γ|)/(1 − |Γ|) (ур. 4). Доля отражённой мощности равна |Γ|².

Обратные потери	Модуль Γ	КСВ	Отражается мощности
6 дБ	0,50	3,0	25 %
9,5 дБ	0,33	2,0	11 %
10 дБ	0,32	1,9	10 %
14 дБ	0,20	1,5	4 %
20 дБ	0,10	1,2	1 %

Значения — наш расчёт по формулам AN058; строки 9,5 и 14 дБ совпадают с примерами в тексте AN058 (разд. 3.4). Пересчёт в обе стороны выполняет калькулятор КСВ.

Знак и S11

В измерителях и симуляторах ту же величину показывают как параметр рассеяния S₁₁ — отношение отражённой волны к падающей на входе. В TI AN058 она записана как $S_{11} = 20\lg|\Gamma|$ (ур. 5) и потому отрицательна. На практике «обратные потери 15 дБ» и «S₁₁ = −15 дБ» означают одно и то же; путаница возникает, когда в таблице пишут «return loss −15 дБ».

Какие значения считают хорошими

10 дБ (КСВ около 2) — типовая граница: TI ставит целью отражение меньше −10 дБ, при котором в антенну передаётся больше 90 % мощности, и по этому уровню определяет полосу антенны (AN043, разд. 4.1).
14 дБ (КСВ 1,5) — хорошее согласование по AN058; при КСВ больше 2 TI советует пересмотреть согласующую цепь (разд. 3.4).

Даже 10 дБ означают потерю всего 0,46 дБ мощности на рассогласовании (наш расчёт: $10\lg(1 - 0{,}1)$ ), поэтому гнаться за 25–30 дБ у антенны модуля обычно незачем. Практика подбора антенн и их согласования — в статье «Антенны для радиомодулей».

Частые вопросы

Обратные потери положительные или отрицательные?

По определению — положительные: на сколько децибел отражённая волна слабее падающей, RL = −20 lg|Γ|. Но в TI AN058 та же величина записана как S11 = 20 lg|Γ| (ур. 5), и она отрицательна. Поэтому «RL 15 дБ» и «S11 = −15 дБ» — одно и то же согласование; больше RL (глубже провал S11) — лучше.

Сколько дБ обратных потерь достаточно для антенны?

Типовая граница — 10 дБ, это примерно КСВ 2. TI в AN043 ставит целью отражение меньше −10 дБ и пишет, что при этом в антенну передаётся более 90 % мощности (разд. 4.1), а в AN058 называет КСВ 1,5 (RL 14 дБ) хорошим согласованием и советует пересмотреть согласующую цепь при КСВ больше 2 (разд. 3.4).

Как перевести обратные потери в КСВ?

Через коэффициент отражения: |Γ| = 10^(−RL/20), затем КСВ = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|). Для RL 10 дБ получаем |Γ| = 0,316 и КСВ 1,92, для 20 дБ — 0,1 и 1,22 (наш расчёт по формулам AN058). То же самое считает калькулятор КСВ.

Источники

Texas Instruments. AN058 Antenna Selection Guide, SWRA161B (2010) — разд. 3.4 (с. 6–7): Γ = (Za − Z0) / (Za + Z0), ур. 3; КСВ = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|), ур. 4; обратные потери — отношение мощности отражённой волны к падающей, показывают, на сколько дБ отражённая волна ниже падающей; ур. 5: S11 (дБ) = 20 lg|Γ| = 20 lg((КСВ − 1) / (КСВ + 1)); табл. 2 — пересчёт обратных потерь, КСВ и доли потерянной мощности; КСВ 1,5 (RL = 14 дБ) — хорошее согласование, при КСВ больше 2,0 (RL = 9,5 дБ) согласующую цепь нужно пересмотреть, КСВ 2,0 обычно берут границей при определении полосы антенны; рекомендуется П-образная согласующая цепь
Texas Instruments. AN043 Small Size 2.4 GHz PCB antenna, SWRA117D (2008) — с. 1: антенна обеспечивает КСВ меньше 2 во всём диапазоне 2,4 ГГц при источнике 50 Ом; разд. 4.1 (с. 3): цель разработки — отражение меньше −10 дБ в диапазоне 2,4 ГГц; отражение меньше −10 дБ, или КСВ меньше 2, обеспечивает передачу в антенну более 90 % мощности; полоса определена как диапазон, где в антенну передаётся больше 90 % мощности

Нашли ошибку?