КСВ — коэффициент стоячей волны
КСВ — коэффициент стоячей волны: число, которое показывает, насколько хорошо нагрузка согласована с линией передачи. Его измеряют у антенн, кабелей и входов усилителей, а в англоязычных даташитах он называется VSWR.
Обновлено Редакция GAW
КСВ (коэффициент стоячей волны, voltage standing wave ratio, VSWR) — отношение наибольшей амплитуды напряжения в линии передачи к наименьшей. Если нагрузка — антенна, кабель или вход усилителя — не согласована с волновым сопротивлением линии, часть мощности отражается, падающая и отражённая волны складываются в стоячую, и напряжение вдоль линии меняется от максимума к минимуму. При идеальном согласовании отражения нет и КСВ = 1, при обрыве, коротком замыкании или чисто реактивной нагрузке КСВ бесконечен.
Формулы
КСВ выражается через модуль коэффициента отражения |Γ|, а тот — через сопротивление нагрузки Z и волновое сопротивление линии Z0:
RL — обратные потери (return loss): во сколько децибел отражённая волна слабее падающей. Например, нагрузка 75 Ом на линии 50 Ом даёт Γ = 25 / 125 = 0,2 и КСВ 1,5, а нагрузки 100 Ом и 25 Ом — |Γ| = 1/3 и КСВ 2,0. Пересчитать КСВ, обратные потери, коэффициент отражения и показания измерителя мощности друг в друга можно в калькуляторе КСВ.
Опорные значения
| КСВ | Модуль Γ | Обратные потери | Отражается мощности |
|---|---|---|---|
| 1,1 | 0,048 | 26,44 дБ | 0,2 % |
| 1,2 | 0,091 | 20,83 дБ | 0,8 % |
| 1,5 | 0,200 | 13,98 дБ | 4,0 % |
| 2,0 | 0,333 | 9,54 дБ | 11,1 % |
| 3,0 | 0,500 | 6,02 дБ | 25,0 % |
Значения совпадают с таблицами Crane Aerospace & Electronics, Electronics Notes и RF Essentials. Децибелы и отношения мощностей пересчитывает калькулятор децибел, а волновое сопротивление дорожки на плате, с которым нужно согласовать нагрузку, — калькулятор микрополосковой линии. На высоких частотах сопротивление проводников линии определяет скин-эффект.
Частые вопросы
Что означает КСВ 1,5?
Модуль коэффициента отражения равен (1,5 − 1) / (1,5 + 1) = 0,2. От нагрузки отражается 0,2² = 4 % мощности, обратные потери — 13,98 дБ, а до нагрузки не доходит всего 0,18 дБ. Для большинства антенн и трактов это приемлемое согласование; насколько оно достаточно для передатчика, решает его документация.
КСВ и КСВН — одно и то же?
Да. КСВН — коэффициент стоячей волны по напряжению, буквальный перевод VSWR. Стоячая волна в линии складывается из падающей и отражённой, и КСВ — отношение наибольшего напряжения вдоль линии к наименьшему. В даташитах на антенны, кабельные сборки и разъёмы указывают VSWR или return loss, и их легко пересчитать друг в друга.
Почему КСВ, измеренный у передатчика, лучше, чем у антенны?
Отражённая волна проходит кабель дважды: к антенне и обратно, и оба раза ослабевает в кабеле. Поэтому на входе длинного кабеля с потерями КСВ всегда меньше, чем на самой антенне. Хорошие показания прибора у передатчика ещё не доказывают, что антенна согласована.
Источники
- Electronics Notes. VSWR Return Loss Conversion Table & Formulas — формулы связи КСВ, коэффициента отражения и обратных потерь; таблица значений
- Crane Aerospace & Electronics. Conversion Tables: Table of Return Loss versus VSWR — обратные потери для КСВ от 1,01 до 1,50: 1,10 — 26,444 дБ, 1,20 — 20,828 дБ, 1,50 — 13,979 дБ
- RF Essentials. VSWR Power Loss: Universal Mismatch Reference — потери рассогласования и доля переданной мощности: КСВ 2,0 — 0,512 дБ и 88,9 %, КСВ 3,0 — 1,25 дБ и 75,0 %
Нашли ошибку?