RF（射頻） - VSWR（電壓駐波比）

VSWR表明電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ratio）。要徹底理解這個術語，你須要知道什麼是「駐波」。

你可能已經在高中物理課上學到了駐波。只要刷新你的想法，讓我解釋一下駐波是什麼。

假設具備相同波長的兩個波沿相反方向傳播，以下圖所示。一條波表示爲藍線，它正朝着右邊的方向振動。另外一波表示爲綠線，它向左邊方向振動。正如你在高中物理中學到的那樣，這兩個波將被合成，總合成波表示爲紅線。

入射波和反射波以及它們的合成波形

該總合成波僅在幅度方面隨時間變化，但在相位上不變。簡單地說，幅度爲零的節點的位置永遠不會改變。因爲節點的位置不會改變，所以紅色波浪看起來好像停留在同一位置，意思是「它站在那裏」。這就是紅波被稱爲「駐波」的緣由。

如上所示只有一個快照，你很難直觀地理解駐波。爲了直觀地瞭解駐波並確認上面的描述，您須要多個快照，顯示兩個行波隨時間的一系列轉換。您能夠手動繪製這些序列波形，但這將很是簡單…只需使用以下所示的簡單matlab代碼，您就能夠建立一系列快照，顯示如何建立駐波的波形。

t = 0:pi/20:20*pi;

ph = pi/20;

r = 0.5;

for i=1:20

subplot(4,5,i);

plot(t,sin(t+(i-1)ph),‘g-’,t,rsin(t-(i-1)*ph),‘b-’,t,sin(t+(i-1)ph)+rsin(t-(i-1)*ph),‘r-’);

axis([0 6*pi -2 2]);

set(gca,‘xticklabel’,[]);set(gca,‘yticklabel’,[]);

title([’(’ int2str(i) ‘)’]);

end

兩個行波的快照的一個示例序列（藍色一個向右行進，綠色向左行進。紅色一個是由藍色和綠色的總合成而造成的波）。首先看一下全部快照中的紅色波浪。

每一個快照中紅色波形的幅度是否會發生變化？ - >會的

每一個快照中紅色波形的頻率和波長是否會發生變化？ = - >不會

節點的位置（值變爲零的位置）是否會在每一個快照中發生變化？ - >不會

讓我再提一些其餘問題來了解駐波的特性（以下圖case 1所示）。

顯示幅度最大的駐波的快照數是多少？ - >是下圖中的（1）：這是兩個行波（藍色和綠色）徹底相互重疊的快照。

顯示幅度最小的駐波的快照數是多少？ - >是下圖中的（11）：這是兩個行波（藍色和綠色）以這樣的方式對齊的快照，即兩個波具備180度的相位差。

<Case 1>

Case 1：振幅相同的兩個波的各類合成所得的波形狀況

在上面的例子中，兩個行波的幅度徹底相同。若是兩個行波的幅度不一樣（兩個波的波長和頻率仍然相同），該怎麼辦？

讓我給出與我上面提到的相同的問題和相應的答案。

每一個快照中紅波的幅度是否會發生變化？ - >會的

每一個快照中紅波的頻率和波長是否會發生變化？ = - >不會

節點的位置（值變爲零的位置）是否會在每一個快照中發生變化？ - >不會

一樣，讓我再提一些其餘問題來了解駐波的特性。

顯示幅度最大的駐波的快照數是多少？ - >是下圖Case 2中的（1）。這是兩個行波（藍色和綠色）具備相同相位的快照。

顯示幅度最小的駐波的快照數是多少？ - >是下圖Case 2中的（11）。這是兩個行波（藍色和綠色）以這樣的方式對齊的快照，即兩個波具備180度的相位差。但與<Case 1>不一樣，在這種狀況下駐波的振幅不會變爲零，由於兩個行波的振幅不一樣。

如今讓咱們採用具備最小幅度和最大幅度的兩個快照的駐波振幅的比率。在上面咱們看到的兩個例子的狀況下，它是快照（1）和（11）的駐波振幅的比率。駐波是用最大振幅和最小振幅的比率稱爲「駐波比」來定義。咱們在上面看到的第一和第二示例的駐波比能夠以下所示。 （上面一個表示<Case 1>的最小/最大駐波振幅差，下面一個表示<case 2>的最小/最大駐波振幅差）.

<Case 2>

Case 2：振幅不一樣的兩個波的各類合成所得的波形狀況

若是兩個行波表明信號的電壓，則駐波比稱爲「電壓駐波比（VSWR）」。

幾種入射波和反射波的定義

正如您在兩個示例中看到的那樣，您可能會注意到行波的振幅越接近SWR越大。 換句話說，若是你有更大的SWR，兩個行波的幅度是類似的。 若是你有較小的SWR，這意味着行波的幅度差別很大（一個很大而另外一個很是小）。

咱們最多見的是哪裏產生的駐波？ 最多見的狀況是行波撞擊另外一種介質的邊界。 在這種狀況下，波的一些部分將轉移到另外一種介質中，可是波的某些部分將被反射回來，以下圖所示。

入射波和反射波的定義

該反射波將以與原始波相反的方向傳播，但其波長（頻率）與原始波保持相同。 結果，原始波和反射波造成駐波。

根據原始波的多少部分從邊界反射（這由反射係數描述），您可使用如下的等式來計算VSWR：

VSWR的計算方程

反射係數和VSWR之間的直觀關係是什麼？ 您能夠從如下示例中猜出。 簡而言之，若是你有更大的反射係數，你會獲得更大的VSWR，若是你有更小的反射係數，你會獲得更小的VSWR：

反射係數和VSWR之間的關係

因爲反射係數與S11緊密相關，所以您也可使用S11表示VSWR，以下面的方程所示：

VSWR和S11之間的關係