驻波比

驻波比，SWR，Standing Wave Ratio，全称“电压驻波比”，VSWR，Voltage Standing Wave Ratio。

驻波：频率和振幅均相同，振动方向一致，传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时，其波形不断向前推进，即行进，故称行波；上述两列波叠加后波形并不向前推进，即驻留，故称驻波。两列波，叠加后，振幅最小（一般为0）处称为波节，Wave node，振幅最大处为波腹，Wave loop。

在电学中：入射波与反射波相位相同处，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax，形成波腹；入射波与反射波相位相反处，电压振幅相加为最小电压振幅Vmin，形成波节。其他各点的振幅值介于波腹和波节之间。这种有驻留趋势的行波，称为行驻波。驻波比，就是波腹的电压振幅Vmax与波节的电压振幅Vmin之比。

在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或者天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会反射折回，并与前进部分叠加，发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，即天线系统中正向波与反射波的情况，于是建立“驻波比”的概念。笔者认为，驻波比，不妨简单说是驻波的比例，驻波特性在整个叠加波形中的比例。

较为形象的解释是，在传输线（馈线）上的电磁波由行波（向前推进的波）与反射波叠加构成，驻波比反映波驻留的状态，驻波比越大，波就越驻留在原地，如果驻波比无穷大，波就驻留在原地，不向前推进。

只有阻抗完全匹配，才能达到最大功率传输，高频信号尤其明显。发射机、传输电缆（馈线）和天线阻抗都关系到功率的传输。驻波比，用于表示馈线与天线的匹配情况。发射机与天线匹配的条件是阻抗中的电阻分量相同，感抗分量相互抵消。

不匹配时，发射机发射的电波将有一部分被反射回来，在馈线中产生反射波，反射波到达发射机，最终产生热量消耗掉。接收时也会因为不匹配，造成接收信号不好。

反射系数K =（R-r）/（R+r），其中R为输出阻抗，r为输入阻抗。反射系数为0，R = r，则匹配，即没有反射。极端情况，反射系数为1，r = 0，即全反射。因此，实际上，反射系数K介于0到1之间。

驻波比VSWR =（1+|K|）/（1-|K|）= R / r = Vmax / Vmin

一般，1.05 <= VSWR <= 1.5。当VSWR > 1.5就意味着载频所发射的功率都从天馈反射回发射机，转化为热能，为了保护发射机，采取载频保护（载频不再向外发射功率）并上报驻波告警。VSWR超过1.35就影响覆盖效果和信号质量。因此，厂家出于不同的考虑，设置的告警门限，会有所不同，1.3、1.35、1.4，甚至听说1.5都有。

天线的好坏，不单看驻波比，方向性系数、增益和效率等。VSWR = 1，只

能说明发射机的能量可以有效的传输到天线系统，但能否有效的辐射到空间，则另当别论。

另有，回波损耗，RL,，return loss。RL = 10log（入射功率/反射功率） = 20log（1 / K）dB = 20log[（VSWR+1）/（VSWR-1）]dB。

　在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发射机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念， SWR=R/r=(1+K)/(1-K) 反射系数K=(R-r)/(R+r) (K为负值时表明相位相反) 式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。 射频系统阻抗匹配。特别要注意使电压驻波比达到一定要求，因为在宽带运用时频率范围很广，驻波比会随着频率而变，应使阻抗在宽范围内尽量匹配。 驻波比的含义： 驻波比就是一个数值，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。



什么是驻波比
驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。
在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发信机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念，
SWR=R/r=(1+K)/(1-K)
反射系数K=(R-r)/(R+r)
(K为负值时表明相位相反)
式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。
要想测量天线的驻波，比如调整天线时，就应该按电台->>馈线->表->天线接法；要是想检查天线和馈线及连接是否正常，就应该按电台->表->馈线->天线接法
随着国民经济的发展，无线电通信应用越来越广泛，已经渗透到各行各业。但是某些单位为了达到一定的通信效果和更大的覆盖范围，一味地加大无线电电台功率，这不仅增加了设备故障率，而且将对操作者产生电磁辐射危害。

其实，加大功率并不是提高通信质量和覆盖范围的

唯一选择。影响电台通信效果的因素有很多，由Bullintog近似计算公式 Pr=Pt(h1h2/d2)2grgt可知，天线高度和天线增益对信号传播的影响很大。怎样保证信号功率有效地输送到天线并有效辐射出去，是值得关注的问题。天线电压驻波比（VSWR）是衡量天馈效率的重要指标。

电压驻波比（VSWR）是常用的射频技术参数，用来衡量电台各部件之间匹配是否良好。本文结合笔者多年工作实际，从应用层面探讨电压驻波比问题。

1 天线驻波比（VSWR）的大小与驻波表

当一个通信系统建立时，我们应当测量天线系统的驻波比是否接近1∶1，如果驻波比接近1∶1固然好，但经常会出现小于1的情况。那么驻波比达到多少，天线才算合格呢？

发射机与天线匹配的条件，是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。目前无线电发射设备的电阻通常为50欧姆。老式发射机的输出阻抗多为几百欧姆，现在已很少在专用通信系统中看到，多为业余无线电爱好者所使用，对这种设备设法将天线电流调至最大即可。

当电压驻波比（VSWR）不是1时，比较两个天线的电压驻波比（VSWR）没有意义。天线电压驻波比（VSWR）等于1，表明天线系统和发信机满足 匹配条件，发信机的能量可以最有效地输送到天线上。而如果电压驻波比（VSWR）不等于1，比如说等于4，那么可能存在多种情况：天线感性失谐、天线容性 失谐、天线谐振但馈电点不合适等。在阻抗圆图上，每一个电压驻波比（VSWR）数值都是一个圆，拥有无穷多个点。也即，电压驻波比（VSWR）数值相同 时，天线系统的状态有很多种可能性。

正因为电压驻波比（VSWR）除了1以外的数值，都不值得那么精确地认定（除非有特殊需要），多数电压驻波比表并没有像电压表、电阻表那样详细标定，甚至很少给出相应的误差等级数据。由于表内射频耦合元件的相频特性和二极管非线性的影响，多数电压驻波比表在不同频率、不同功率下的误差并不均匀。

值得注意的是，天线系统的VSWR等于1，并不表明其一定是好天线。VSWR值为1，只能说明发射机的能量可以有效地传输到天线系统，但是这些能量 是否能有效地辐射到空间，则要另当别论了。例如，一副按理论长度制作的偶极天线和一副长度只有1/20的缩短型天线，只要采取适当措施，它们的VSWR都 可以等于1，但其发射效果却大相径庭。

2 影响天线效果的最重要因素：谐振

天线系统和输出阻抗为50欧的发射机的匹配条件，是天线系统阻抗为50欧纯电阻。理论上，要使天线发射的电磁场最强必须满足两个条件：一是发射频率 必须和天线的固有频率相同，二是驱动点

要选在天线的适当位置。如果驱动点不恰当而天线与信号频率谐振，发射效果会略受影响，但是如果天线与信号频率没有谐 振，则发射效率会大打折扣。所以，在这两个条件中，谐振是关键因素。

实际应用效果证明，只要天线频率与发射频率谐振，即可达到较为满意的发射效果。因此在没有条件做到VSWR为1时，改善发射效果最重要的手段是使整个天线电路与工作频率谐振。

当VSWR过高，而天线系统又没有谐振时，阻抗存在很大电抗分量，发射机末级器件可能需要承受较大的瞬间过电压。由于早期技术不成熟，高VSWR容易造成射频末级功率器件的损坏。因此，将VSWR控制在较低的数值是有必要的，例如3以内。

现在有些设备具有比较完备的高VSWR保护，当在线测量到的VSWR过高时，会自动降低驱动功率。这使发射机末级损害的可能性降低了很多，但对其仍然不能忽视。

3 天线的驻波比和天线系统的驻波比

天线VSWR需要在天线的馈电端测量。但天线馈电端通常高悬于室外，我们只能在天线电缆的下端测量VSWR。这样测得的是包括电缆的整个天线系统的VSWR。

当天线本身的阻抗确实为50欧姆纯电阻、电缆的特性阻抗也确实是50欧姆时，测出的结果是正确的。当天线阻抗不是50欧姆时而电缆特性阻抗为50欧 姆时，VSWR值会受到天线长度的影响。只有当电缆的长度正好为波长的整倍数、电缆损耗可以忽略不计时，电缆下端呈现的阻抗正好和天线的阻抗完全一样。实 际上，电缆是存在损耗的，例如电缆较细、长度达到波长的几十倍以上，那么电缆下端测出的VSWR会比天线的实际VSWR低。所以，测量VSWR时，尤其在 UHF以上频段，电缆的影响不可忽略。