SWR 功率计 – 它是什么以及如何使用它

---

什么是 SWR 功率计？

SWR 功率计代表驻波比功率计，它是一种用于测量传输线或发射机馈线中驻波比 (SWR) 的测量仪器。它也称为VSWR或ISWR。有不同类型的 SWR 功率计可用，但是所有 SWR 功率计的工作原理都是相同的。在本文中，我们将讨论 SWR 功率计及其工作原理和应用。

SWR 功率计测量发射机馈线与其天线（负载）之间失配的程度。此测量用于了解系统中阻抗匹配的有效性。

SWR 功率计提供有关反射回发射机的射频 (RF) 能量相对于发射机在操作期间发送的射频能量的数量的信息。此比率不应过高。理想比率为 1:1，表示能量已到达目的地，并且没有能量反射回发射机。

在无线电行业，最常用的 SWR 功率计类型包含双向耦合器。它在一个方向上采样少量能量，并在电路中提供一个二极管以在将其应用于 SWR 功率计之前对其进行整流。但是，当我们使用带有一个方向耦合器的 SWR 功率计时，则需要将耦合器旋转 180° 以采样来自两个不同方向的功率。然后，使用单耦合器采样的正向和反射功率来确定驻波比。有时，每个方向提供两个单向耦合器。

SWR 功率计用于非常高的频率，但由于不切实际的长传输线而不能用于低频。

什么是驻波比？

在讨论如何使用 SWR 功率计之前，了解驻波比 (SWR) 的基本知识是有益的。SWR 可以定义如下：

• 驻波比 (SWR)定义为传输线上传输的最高射频电压与最低射频电压之比。此处，驻波比是根据传输线的电压确定的。因此，它被称为电压驻波比 (VSWR)。

• 驻波比 (SWR) 也可以定义为传输线上传输的最高比率频率电流与最低比率频率电流之比。由于在这种情况下，SWR 是根据线路电流识别的，因此它被称为电流驻波比 (ISWR)。

SWR 功率计的工作原理

为了理解 SWR 功率计的工作原理，我们考虑图 2 所示的方向性 SWR 功率计。方向性 SWR 功率计用于识别发射波的幅度和反射波的幅度。

此 SWR 功率计由一个发射器 (Tx) 端子和一个天线 (ANT) 端子组成，它们通过传输线连接。此处，方向耦合器用于电磁耦合传输线。电阻器用于在一端终止传输线，而二极管用于线路的另一端进行修改。此处，电阻器有助于匹配传输线的特性阻抗，而二极管有助于将信号的幅度更改为其相应的直流电压，然后由滤波电容器对其进行平滑。

如何使用 SWR 功率计？

使用 SWR 功率计非常简单；需要遵循以下步骤：

• 步骤 1 - 找到一个清晰的信道或频率。

• 步骤 2 - 降低发射机的输出功率。

• 步骤 3 - 将模式开关设置为 CW、AM、FM 等模式，在这些模式下会产生恒定的输出。

• 步骤 4 - 将前面板上提供的 VSWR 功率计开关设置为正向，并向下旋转 CAL 旋钮以防止功率计过载。

• 步骤 5 - 当发射机发射时，调整 CAL 旋钮以获得满量程读数。

• 步骤 6 - 在 SWR 功率计校准正向功率后，将功率计切换到反向位置并读取读数。

• 步骤 7 - 停止发射，并以相同的方式检查其他频率。

SWR 公式

驻波比 (SWR) 由以下表达式计算：

$$\mathrm{SWR = \frac{1+\left|\Gamma \right|}{1-\left|\Gamma \right|}}$$

其中，Γ 称为反射系数，由下式给出

$$\mathrm{\Gamma = \frac{V_{rev}}{V_{fwd}}}$$

SWR 功率计的应用

以下是 SWR 功率计的一些重要应用：

• SWR 功率计用于发射天线的安装和调整。

• SWR 功率计也用于基于微波的医疗应用，如微波电外科。

• 在电子学中，SWR 功率计用于调整无线电发射机及其天线和馈线。

结论

在本文中，我们讨论了 SWR 功率计、其工作原理、公式和应用。SWR 功率计的主要局限性在于它不测量负载的实际阻抗，而仅测量失配率。因此，要测量实际阻抗，我们需要使用天线分析仪等射频测量设备。