Relación de onda estacionaria


En ingeniería de radio y telecomunicaciones , la relación de ondas estacionarias ( SWR ) es una medida de la adaptación de impedancia de las cargas a la impedancia característica de una línea de transmisión o guía de ondas . Los desajustes de impedancia dan como resultado ondas estacionarias a lo largo de la línea de transmisión, y SWR se define como la relación entre la amplitud de la onda estacionaria parcial en un antinodo (máximo) y la amplitud en un nodo (mínimo) a lo largo de la línea.

La SWR generalmente se considera en términos de los voltajes de CA máximos y mínimos a lo largo de la línea de transmisión, por lo que se denomina relación de onda estacionaria de voltaje o VSWR (a veces pronunciado "vizwar" [1] [2] ). Por ejemplo, el valor VSWR 1,2:1 significa que un voltaje de CA, debido a las ondas estacionarias a lo largo de la línea de transmisión, tendrá un valor máximo 1,2 veces mayor que el voltaje de CA mínimo a lo largo de esa línea, si la línea tiene al menos la mitad de la longitud de onda. largo. La ROE también se puede definir como la relación entre la amplitud máxima y la amplitud mínima de las corrientes de la línea de transmisión , la fuerza del campo eléctrico, o la fuerza del campo magnético. Sin tener en cuenta la pérdida de la línea de transmisión, estas relaciones son idénticas.

La relación de onda estacionaria de potencia ( PSWR ) se define como el cuadrado de VSWR, [3] sin embargo, esta terminología obsoleta no tiene relación física con las potencias reales involucradas en la transmisión.

La ROE generalmente se mide usando un instrumento dedicado llamado medidor de ROE . Dado que SWR es una medida de la impedancia de carga en relación con la impedancia característica de la línea de transmisión en uso (que en conjunto determinan el coeficiente de reflexión como se describe a continuación ), un medidor de SWR dado puede interpretar la impedancia que ve en términos de SWR solo si tiene sido diseñado para esa impedancia característica particular. En la práctica la mayoría de las líneas de transmisión utilizadas en estas aplicaciones son cables coaxiales con una impedancia de 50 o 75 ohmios , por lo que la mayoría de los medidores de ROE corresponden a uno de estos.

La verificación de la ROE es un procedimiento estándar en una estación de radio. Aunque se podría obtener la misma información midiendo la impedancia de la carga con un analizador de impedancia (o "puente de impedancia"), el medidor SWR es más simple y robusto para este propósito. Al medir la magnitud del desajuste de impedancia en la salida del transmisor, se revelan problemas debido a la antena o la línea de transmisión.

SWR se utiliza como una medida de adaptación de impedancia de una carga a la impedancia característica de una línea de transmisión que transporta señales de radiofrecuencia (RF). Esto se aplica especialmente a las líneas de transmisión que conectan transmisores y receptores de radio con sus antenas , así como a usos similares de cables de RF, como conexiones de televisión por cable a receptores de TV y amplificadores de distribución . La adaptación de impedancia se logra cuando la impedancia de la fuente es el complejo conjugado de la impedancia de la carga. La forma más fácil de lograr esto, y la forma que minimiza las pérdidas a lo largo de la línea de transmisión, es para la parte imaginaria de laimpedancia compleja tanto de la fuente como de la carga sea cero, es decir, resistencias puras, iguales a la impedancia característica de la línea de transmisión. Cuando hay una discrepancia entre la impedancia de carga y la línea de transmisión, parte de la onda directa enviada hacia la carga se refleja a lo largo de la línea de transmisión hacia la fuente. Entonces, la fuente ve una impedancia diferente de la que espera, lo que puede llevar a que suministre menos (o en algunos casos, más) potencia, siendo el resultado muy sensible a la longitud eléctrica de la línea de transmisión.


La onda incidente (azul) se refleja completamente (onda roja) fuera de fase en el extremo cortocircuitado de la línea de transmisión, creando una onda estacionaria de voltaje neto (negra). Γ = −1, ROE = ∞.
Ondas estacionarias en la línea de transmisión, voltaje neto mostrado en diferentes colores durante un período de oscilación. La onda entrante desde la izquierda (amplitud = 1) se refleja parcialmente con (de arriba hacia abajo) Γ = 0,6, −0,333 y 0,8 ∠60°. SWR resultante = 4, 2, 9.
Ejemplo de ancho de banda estimado de antena según el horario VSWR con la ayuda de Ansys HFSS [4]
Línea ranurada. La sonda se mueve a lo largo de la línea para medir el voltaje variable. SWR es el máximo dividido por el voltaje mínimo
Un vatímetro direccional que utiliza un elemento acoplador direccional giratorio