この記事では、RF機器の仕様で目にするVSWRについて解説します。
【この記事で分かること】
- VSWRとリターンロスの関係
【VSWRとリターンロスの関係】
VSWRとは、「Voltage Standing Wave Ratio」 の略で、日本語訳では電圧定在波比と訳されます。その測定対象で発生する定在波振幅の最大と最小の比ということになります。VSWRは、以下式で表されます。
$$ VSWR=\frac{|V_{max}|}{|V_{min}|}=\frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|}$$
\(\Gamma\)は反射係数で、分母は、進行波と反射波が弱めあったときの定在波の振幅、分子は強め合ったときの振幅を示しています。また、反射係数は以下で表されます。
$$ \Gamma=\frac{Z-Z_0}{Z+Z_0} $$
この式が意味するところとして、異なるインピーダンスを持つ伝送路では反射が生じます。逆にインピーダンスが整合している場合\((Z=Z_0)\)は反射がなく、\(\Gamma =0\)になります。
つまり、インピーダンスが整合した場合、理想的にはVSWRは1になります。
リターンロスは、その名の通り反射による損失量を示します。リターンロスは反射係数をdB換算したもので、以下式で表されます。\(|\Gamma|\)は、電圧ですので、20*logをとっています。
$$ L_r=20 log(|\Gamma|)$$
【まとめ】
- $$ VSWR=\frac{|V_{max}|}{|V_{min}|}=\frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|}$$
- $$ \Gamma=\frac{Z-Z_0}{Z+Z_0} $$
- $$ L_r=20 log(|\Gamma|)$$
- VSWRが1に近いほど、インピーダンスが整合していてリターンロスが小さい。
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