先說結論:固定
駐波是什麼?
駐波 (stationary wave(英)/standing wave (美)) 頻率相同、傳輸方向相反的兩種波(不一定是電波),沿傳輸線形成的一種分佈狀態。駐波的特性如下:
①電壓和電流不但在時間上相差90°。在空間上也相差90°;
②平均功率為零,因此不能用來輸送電磁能;
④輸入阻抗為純虛數,阻值隨傳輸線長度而變化。
其實,駐波就是空間的共振現象,只要二對立平行牆面的距離等於半波長的整倍數,就會產生共振,也就是駐波。
例如,一個5公尺長的距離就是34Hz的半波長(聲音的速度每秒340公尺除以頻率34Hz就是全波長10公尺),這樣的長度就會在34Hz的2, 3, 4, 5, 6, …倍處產生駐波。也就是在34Hz, 68Hz, 102Hz,136Hz…等處產生駐波。
駐波的特性
(1) 節點(Node):靜止不動、位移恆為零的點。在波節處,由兩列波引起的兩振動恰好反相,相互抵消,故波節處靜止不動。
(2) 波腹(Antinode):振動幅度最大的點。在波腹處,由兩列波引起的兩振動恰好同相,相互加強,故波腹處振幅最大。
(3) 各質點的最大振盪幅度與其位置有關,並呈週期性變化。
(4) 相鄰的節點或相鄰的波腹之間的距離均為「半波長」(Half Wavelength)
(5) 駐波的節點靜止不動,波形沒有傳播,所以能量被限制在相鄰的兩點節點之間。
駐波的測量
對於雷達系統,通常用VSWR (電壓駐波比,有時也稱作垂直駐波比),來衡量無線訊號透過功率源、傳輸線、最終進入負載(例如,功率放大器輸出透過傳輸線,最終到達天線)的有效傳輸功率。
在理想系統,傳輸能量為100%,需要源阻抗、傳輸線及其它聯結器的特徵阻抗、負載阻抗之間精確匹配。在實際系統中,由於阻抗失配將會導致部分功率向訊號源方向反射(如同一個回波)。反射引起相消干擾,沿著傳輸線在不同時間、距離產生電壓波峰、波谷。
電壓駐波比計算公式:
VSWR是傳輸線上的電壓比:
VSWR = (1+Γ)/(1-Γ)
其中,Γ是靠近負載端的電壓反射係數,由負載阻抗(ZL)和源阻抗(Zo)確定:
Γ = (ZL-Zo)/(ZL+Zo)
如果負載與傳輸線完全匹配,Γ = 0,VSWR = 1:1
先說結論:固定
駐波是什麼?
駐波 (stationary wave(英)/standing wave (美)) 頻率相同、傳輸方向相反的兩種波(不一定是電波),沿傳輸線形成的一種分佈狀態。駐波的特性如下:
①電壓和電流不但在時間上相差90°。在空間上也相差90°;
②平均功率為零,因此不能用來輸送電磁能;
④輸入阻抗為純虛數,阻值隨傳輸線長度而變化。
其實,駐波就是空間的共振現象,只要二對立平行牆面的距離等於半波長的整倍數,就會產生共振,也就是駐波。
例如,一個5公尺長的距離就是34Hz的半波長(聲音的速度每秒340公尺除以頻率34Hz就是全波長10公尺),這樣的長度就會在34Hz的2, 3, 4, 5, 6, …倍處產生駐波。也就是在34Hz, 68Hz, 102Hz,136Hz…等處產生駐波。
駐波的特性
(1) 節點(Node):靜止不動、位移恆為零的點。在波節處,由兩列波引起的兩振動恰好反相,相互抵消,故波節處靜止不動。
(2) 波腹(Antinode):振動幅度最大的點。在波腹處,由兩列波引起的兩振動恰好同相,相互加強,故波腹處振幅最大。
(3) 各質點的最大振盪幅度與其位置有關,並呈週期性變化。
(4) 相鄰的節點或相鄰的波腹之間的距離均為「半波長」(Half Wavelength)
(5) 駐波的節點靜止不動,波形沒有傳播,所以能量被限制在相鄰的兩點節點之間。
駐波的測量
對於雷達系統,通常用VSWR (電壓駐波比,有時也稱作垂直駐波比),來衡量無線訊號透過功率源、傳輸線、最終進入負載(例如,功率放大器輸出透過傳輸線,最終到達天線)的有效傳輸功率。
在理想系統,傳輸能量為100%,需要源阻抗、傳輸線及其它聯結器的特徵阻抗、負載阻抗之間精確匹配。在實際系統中,由於阻抗失配將會導致部分功率向訊號源方向反射(如同一個回波)。反射引起相消干擾,沿著傳輸線在不同時間、距離產生電壓波峰、波谷。
電壓駐波比計算公式:
VSWR是傳輸線上的電壓比:
VSWR = (1+Γ)/(1-Γ)
其中,Γ是靠近負載端的電壓反射係數,由負載阻抗(ZL)和源阻抗(Zo)確定:
Γ = (ZL-Zo)/(ZL+Zo)
如果負載與傳輸線完全匹配,Γ = 0,VSWR = 1:1