Una guía completa de VSWR de FMUSER [Actualizado en 2022]

En la teoría de antenas, VSWR se abrevia de relación de onda estacionaria de voltaje. 

VSWR es una medida del nivel de onda estacionaria en una línea de alimentación, también se conoce como relación de onda estacionaria (SWR). 

Sabemos que la onda estacionaria, que explica la relación de onda estacionaria, es un factor muy importante que los ingenieros deben tener en cuenta cuando realizan investigaciones técnicas de RF en antenas.

Aunque las ondas estacionarias y VSWR son muy importantes, a menudo la teoría y los cálculos de VSWR pueden enmascarar una visión de lo que realmente está sucediendo. Afortunadamente, es posible obtener una buena visión del tema, sin profundizar demasiado en la teoría VSWR.

Pero, ¿qué es realmente VSWR y qué significa para la transmisión? Este blog es la guía más completa sobre VSWR, incluido qué es, cómo funciona y todo lo que necesita saber sobre VSWR. 

¡Sigamos explorando!

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1. ¿Qué es VSWR? Conceptos básicos de relación de onda estacionaria de voltaje

1) Acerca de VSWR 

-Definición de VSWR

¿Qué es el ROE? En pocas palabras, VSWR se define como la relación entre las ondas estacionarias de voltaje transmitidas y reflejadas en un frecuencia de radio (RF) sistema de transmisión eléctrica. 

-Abreviatura de VSWR

VSWR se abrevia de relación de onda estacionaria de voltaje, a veces se pronuncia como "viswar".

-Cómo VSWR Proyectos

VSWR se considera una medida de la eficiencia con la que se transmite la potencia de RF: desde la fuente de alimentación yd luego va a través de una línea de transmisión, y finalmente va en la carga.

-VSWR en Radiodifusión

VSWR is se utiliza como una medida de eficiencia para todo lo que transmite RF, incluidas las líneas de transmisión, los cables eléctricos e incluso la señal en el aire. Un ejemplo común es un amplificador de potencia conectado a una antena a través de una línea de transmisión. Es por eso que también puede considerar VSWR como la relación entre el voltaje máximo y mínimo en una línea sin pérdidas.

2) ¿Cuáles son los principales Funciones de VSWR?

VSWR se utilizan ampliamente en una variedad de aplicaciones, como en antena, telecomunicaciones, microondas, radiofrecuencia (RF), Etc. 

Estas son algunas de las principales aplicaciones con explicación:

Aplicaciones de VSWR	Funciones principales de VSWR
Antena transmisora	La relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) es una indicación de la cantidad de desajuste entre un apuesta inicialnna y la línea de alimentación que se conecta a él. Esto también se conoce como la relación de onda estacionaria (SWR). El rango de valores para VSWR es de 1 a ∞. Un valor de ROE inferior a 2 se considera adecuado para la mayoría de las aplicaciones de antena. La antena puede describirse como una "buena combinación". Entonces, cuando alguien dice que la antena está mal adaptada, muy a menudo significa que el valor de VSWR excede 2 para una frecuencia de interés.
Telecomunicación	En telecomunicaciones, la relación de ondas estacionarias (ROE) es la relación entre la amplitud de una onda estacionaria parcial en un antinodo (máximo) y la amplitud en un nodo adyacente (mínimo) en una línea de transmisión eléctrica.
Microondas	Las medidas de rendimiento comunes asociadas con las líneas y circuitos de transmisión de microondas son VSWR, coeficiente de reflexión y retornarn pérdida, así como el coeficiente de transmisión y la pérdida de inserción. Todos estos pueden expresarse utilizando parámetros de dispersión, más comúnmente denominados parámetros S.
RF	La relación de ondas estacionarias de voltaje (VSWR) se define como la relación entre las ondas estacionarias de voltaje transmitidas y reflejadas en una transmisión eléctrica de radiofrecuencia (RF) sistiene. Es una medida de la eficiencia con la que se transmite la energía de RF desde la fuente de energía, a través de una línea de transmisión y hacia la carga.

3) Aprenda cómo expresar VSWR del técnico Jimmy

Aquí hay una lista básica simplificada de conocimientos de RF proporcionada por nuestro técnico de RF Jimmy. vamos aganar más Sobre Nosotros VSWR a través de los siguientes contenido: 

- Expresando VSWR usando voltaje

Por definición, VSWR es la relación entre el voltaje más alto (la amplitud máxima de la onda estacionaria) y el voltaje más bajo (la amplitud mínima de la onda estacionaria) en cualquier lugar entre la fuente y la carga.

VSWR = | V (máx.) | / | V (min) |

V (max) = la amplitud máxima de la onda estacionaria
V (min) = la amplitud mínima de la onda estacionaria

- Expresar VSWR utilizando una impedancia

Por definición, VSWR es la relación entre la impedancia de carga y la impedancia de la fuente.

VSWR = ZL / Zo

ZL = la impedancia de carga
Zo = la impedancia de la fuente

¿Cuál es el valor ideal de un VSWR?
El valor de un VSWR ideal es 1: 1 o expresado brevemente como 1. En este caso, la potencia reflejada de la carga a la fuente es cero.

- Expresar VSWR usando reflexión y potencia directa

Por la definición, VSWR es igual a

VSWR = 1 + √ (Pr / Pf) / 1 - √ (Pr / Pf)

dónde:

Pr = potencia reflejada
Pf = potencia de avance

3) ¿Por qué debería importarme VSWR? ¿Por qué importa?

La definición de VSWR proporciona la base para todos los cálculos y fórmulas de VSWR. 

En una línea conectada, un desajuste de impedancia puede provocar una reflexión, que es exactamente lo que parece: una onda que rebota y va en la dirección equivocada. 

Razón principal: Toda la energía se refleja (por ejemplo, por un circuito abierto o un cortocircuito) al final de la línea, luego no se absorbe nada, lo que produce una "onda estacionaria" perfecta en la línea. 

El resultado de las ondas opuestas es una onda estacionaria. Esto disminuye la potencia que recibe la antena y puede utilizar para transmitir. Incluso puede quemar un transmisor. 

El valor de VSWR presenta la potencia reflejada de la carga a la fuente. A menudo se usa para describir cuánta energía se pierde desde la fuente (generalmente un amplificador de alta frecuencia) a través de una línea de transmisión (generalmente un cable coaxial) hasta la carga (generalmente una antena).

Ésta es una mala situación: su transmisor se quema debido a un exceso de energía.

De hecho, cuando la energía destinada a ser radiada regresa al transmisor con toda su fuerza, generalmente quemará los componentes electrónicos allí.

¿Es difícil de entender? Aquí hay un ejemplo que podría ayudarlo:

Un tren de olas del océano que viaja hacia la costa transporta energía hacia la playa. Si corre hacia una playa de suave pendiente, toda la energía es absorbida y no hay olas que viajen de regreso a la costa. 

Si en lugar de una playa inclinada hay un rompeolas vertical, entonces el tren de ondas entrante se refleja completamente, de modo que la pared no absorbe energía. 

La interferencia entre las ondas entrantes y salientes en este caso produce una "onda estacionaria" que no parece estar viajando en absoluto; los picos permanecen en las mismas posiciones espaciales y simplemente suben y bajan.

El mismo fenómeno ocurre en una línea de transmisión de radio o radar. 

En este caso, queremos que las ondas de la línea (tanto de tensión como de corriente) viajen en un sentido y depositen su energía en la carga deseada, que en este caso puede ser una antena donde se vaya a radiar. 

Si toda la energía se refleja (por ejemplo, por un circuito abierto o un cortocircuito) al final de la línea, entonces ninguna se absorbe, produciendo una "onda estacionaria" perfecta en la línea. 

No se necesita un circuito abierto o un cortocircuito para causar una onda reflejada. Todo lo que se necesita es una falta de coincidencia en la impedancia entre la línea y la carga. 

Si la onda reflejada no es tan fuerte como la onda directa, entonces se observará un patrón de "onda estacionaria", pero los nulos no serán tan profundos ni los picos tan altos como para una reflexión perfecta (o un desajuste total).

2. ¿Qué es la ROE?

1) SWR Definición

Según Wikipedia, la relación de onda estacionaria (ROE) se define como:

'' Una medida de adaptación de impedancia de cargas a la impedancia característica de una línea de transmisión o guía de ondas en ingeniería de radio y telecomunicaciones. SWR es, por lo tanto, la relación entre las ondas transmitidas y reflejadas o la relación entre la amplitud de una onda estacionaria en su máximo y la amplitud en el mínimo, SWR generalmente se define como una relación de voltaje llamada VSWR ”.

Una SWR alta indica una eficiencia deficiente de la línea de transmisión y energía reflejada, lo que puede dañar el transmisor y disminuir la eficiencia del transmisor. 

Dado que SWR comúnmente se refiere a la relación de voltaje, generalmente se conoce como relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR).

2) ¿Cómo afecta la VSWR al rendimiento de un sistema transmisor? 

Hay varias formas en que VSWR afecta el rendimiento de un sistema transmisor, o cualquier sistema que pueda usar RF e impedancias coincidentes.

Aunque el término VSWR se usa normalmente, tanto el voltaje como las ondas estacionarias actuales pueden causar problemas. Algunos de los efectos se detallan a continuación:

-Los amplificadores de potencia del transmisor pueden dañarse

El aumento de los niveles de voltaje y corriente observados en el alimentador como resultado de las ondas estacionarias puede dañar los transistores de salida del transmisor. Los dispositivos semiconductores son muy confiables si funcionan dentro de los límites especificados, pero las ondas estacionarias de voltaje y corriente en el alimentador pueden causar daños catastróficos si hacen que el dispositivo funcione fuera de sus límites.

-La protección PA reduce la potencia de salida

En vista del peligro muy real de que los altos niveles de SWR causen daños al amplificador de potencia, muchos transmisores incorporan circuitos de protección que reducen la salida del transmisor a medida que aumenta la SWR. Esto significa que una mala coincidencia entre el alimentador y la antena dará como resultado un SWR alto que hará que la salida se reduzca y, por lo tanto, una pérdida significativa en la potencia transmitida.

-Los altos niveles de voltaje y corriente pueden dañar el alimentador

Es posible que los altos niveles de voltaje y corriente causados ​​por la alta relación de onda estacionaria puedan dañar el alimentador. Aunque en la mayoría de los casos los alimentadores funcionarán bien dentro de sus límites y la duplicación de voltaje y corriente debería poder adaptarse, hay algunas circunstancias en las que se pueden causar daños. Los máximos actuales pueden causar un calentamiento local excesivo que podría distorsionar o derretir los plásticos utilizados, y se sabe que los altos voltajes causan arcos en algunas circunstancias.

-Los retrasos causados ​​por los reflejos pueden causar distorsión:   

Cuando una señal se refleja por falta de coincidencia, se refleja hacia la fuente y luego se puede reflejar nuevamente hacia la antena. 

Se introduce un retraso igual al doble del tiempo de transmisión de la señal a lo largo del alimentador. 

Si se están transmitiendo datos, esto puede causar interferencia entre símbolos y, en otro ejemplo en el que se estaba transmitiendo televisión analógica, se vio una imagen "fantasma".

Curiosamente, la pérdida en el nivel de la señal causada por un VSWR deficiente no es tan grande como algunos pueden imaginar. 

Cualquier señal reflejada por la carga, se refleja de vuelta al transmisor y como la coincidencia en el transmisor puede permitir que la señal se refleje de nuevo a la antena, las pérdidas que se producen son fundamentalmente las introducidas por el alimentador. 

Hay otros bits importantes que deben medirse en la eficiencia de la antena: el coeficiente de reflexión, la pérdida por desajuste y la pérdida de retorno, por nombrar algunos. VSWR no es el final de la teoría de la antena, pero es importante.

3) VSWR frente a ROE frente a PSWR frente a ISWR

Los términos VSWR y SWR a menudo se ven en la literatura sobre ondas estacionarias en sistemas de RF, y muchos preguntan sobre la diferencia.

-VSWR

La VSWR o relación de onda estacionaria de voltaje se aplica específicamente a las ondas estacionarias de voltaje que se configuran en un alimentador o línea de transmisión. 

Debido a que es más fácil detectar las ondas estacionarias de voltaje y, en muchos casos, los voltajes son más importantes en términos de ruptura del dispositivo, el término VSWR se usa a menudo, especialmente dentro de las áreas de diseño de RF.

-ROE

SWR significa relación de onda estacionaria. Puede verlo como una expresión matemática de la falta de uniformidad de un campo electromagnético (campo EM) en una línea de transmisión como un cable coaxial. 

Por lo general, SWR se define como la relación entre el voltaje máximo de radiofrecuencia (RF) y el voltaje mínimo de RF a lo largo de la línea. La relación de onda estacionaria (SWR) tiene tres características:

SWR tiene las siguientes características:

● Describe las ondas estacionarias de voltaje y corriente que aparecen en la línea. 

● Es es una descripción genérica para ondas estacionarias de corriente y tensión. 

● Es se utiliza a menudo en asociación con los medidores que se utilizan para detectar la relación de ondas estacionarias. 

AVISO: Tanto la corriente como el voltaje suben y bajan en la misma proporción para un desajuste dado.

Una ROE alta indica una baja eficiencia de la línea de transmisión y energía reflejada, lo que puede dañar el transmisor y disminuir la eficiencia del transmisor. Dado que SWR comúnmente se refiere a la relación de voltaje, generalmente se conoce como relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR).

● PSWR (relación de onda estacionaria):

El término relación de onda estacionaria de potencia, que también se ve algunas veces, se define simplemente como el cuadrado del VSWR. Sin embargo, esto es una completa falacia ya que la potencia directa y reflejada son constantes (asumiendo que no hay pérdidas en el alimentador) y la potencia no sube y baja de la misma manera que las formas de onda estacionarias de voltaje y corriente que son la suma de los elementos reflejados y directo.

● ISWR (relación de onda estacionaria actual):

La ROE también se puede definir como la relación entre la corriente de RF máxima y la corriente de RF mínima en la línea (relación de onda estacionaria actual o ISWR). Para la mayoría de los propósitos prácticos, ISWR es lo mismo que VSWR.

Según la comprensión de algunas personas de SWR y VSWR en su forma básica, es un perfecto 1: 1. SWR significa que toda la energía que está poniendo en la línea está siendo expulsada de la antena. Si la ROE no es 1: 1, entonces está produciendo más potencia de la necesaria y parte de esa potencia se refleja de nuevo en la línea hacia su transmisor y luego causa una colisión que haría que su señal no sea tan limpia y claro.

Pero, ¿cuál es la diferencia entre VSWR y SWR? La ROE (relación de ondas estacionarias) es un concepto, es decir, la relación de ondas estacionarias. VSWR es en realidad la forma en que se realiza la medición, midiendo los voltajes para determinar la ROE. También puede medir la ROE midiendo las corrientes o incluso la potencia (ISWR y PSWR). Pero para la mayoría de las intenciones y propósitos, cuando alguien dice SWR se refiere a VSWR, en una conversación común son intercambiables.

Parece comprender la idea de que está relacionada con la relación entre la cantidad de energía que llega a la antena y la cantidad que se refleja y que (en la mayoría de los casos) la energía se envía a la antena. Sin embargo, las declaraciones "está produciendo más energía de la necesaria" y "luego provoca una colisión que haría que su señal no sea tan limpia" son incorrectas.

VSWR frente a potencia reflejada

En los casos de ROE más alta, parte o gran parte de la potencia simplemente se refleja en el transmisor. No tiene nada que ver con una señal limpia y tiene todo que ver con proteger su transmisor para que no se queme y la ROE sea independiente de la cantidad de energía que esté bombeando. Simplemente significa que en la frecuencia, el sistema de antena no es tan eficiente como un radiador. Por supuesto, si está tratando de transmitir a una frecuencia, preferiría que su antena tenga la ROE más baja posible (por lo general, menos de 2: 1 no es tan malo en las bandas inferiores y 1.5: 1 es bueno en las bandas superiores) , pero muchas antenas multibanda pueden estar a 10: 1 en algunas bandas y es posible que descubra que puede operar de manera aceptable.

4) VSWR y eficiencia del sistema
En un sistema ideal, el 100% de la energía se transmite desde las etapas de potencia a la carga. Esto requiere una coincidencia exacta entre la impedancia de la fuente (la impedancia característica de la línea de transmisión y todos sus conectores) y la impedancia de carga. El voltaje de CA de la señal será el mismo de un extremo a otro, ya que pasa sin interferencias.

VSWR frente al% de potencia reflejada

En un sistema real, las impedancias no coincidentes hacen que parte de la potencia se refleje hacia la fuente (como un eco). Estos reflejos provocan interferencias constructivas y destructivas, lo que lleva a picos y valles en el voltaje, que varían con el tiempo y la distancia a lo largo de la línea de transmisión. VSWR cuantifica estas variaciones de voltaje, por lo tanto, otra definición comúnmente utilizada para la relación de onda estacionaria de voltaje es que es la relación entre el voltaje más alto y el voltaje más bajo, en cualquier punto de la línea de transmisión.

Para un sistema ideal, el voltaje no varía. Por lo tanto, su VSWR es 1.0 (o más generalmente se expresa como una proporción de 1: 1). Cuando ocurren reflexiones, los voltajes varían y la VSWR es más alta, por ejemplo 1.2 (o 1.2: 1). El aumento de VSWR se correlaciona con la reducción de la eficiencia de la línea de transmisión (y, por lo tanto, del transmisor en general).

La eficiencia de las líneas de transmisión aumenta al:
1. Tensión y factor de potencia crecientes
2. Voltaje creciente y factor de potencia decreciente
3. Disminución de voltaje y factor de potencia
4. Disminución de voltaje y aumento del factor de potencia

Hay cuatro cantidades que describen la efectividad de transferir energía de una línea a una carga o antena: el VSWR, el coeficiente de reflexión, la pérdida por desajuste y la pérdida de retorno. 

Por ahora, para tener una idea de su significado, los mostramos gráficamente en la siguiente figura. Tres condiciones: 

● Las líneas conectadas a una carga combinada;
● Las líneas conectadas a una antena monopolo corta que no está emparejada (la impedancia de entrada de la antena es de 20 - j80 ohmios, en comparación con la impedancia de la línea de transmisión de 50 ohmios);
● La línea está abierta en el extremo donde debería haberse conectado la antena.

Curva verde - Onda estacionaria en una línea de 50 ohmios con una carga de 50 ohmios combinada al final

Con sus parámetros y valor numérico de la siguiente manera:

parámetros	Valor numérico
Impedancia de carga	50 ohmios
Coeficiente de reflexión	0
VSWR	1
Pérdida por desajuste	0 dB
Pérdida de retorno	- ∞ dB
Note: [Esto es perfecto; sin onda estacionaria; toda la energía va a la antena / carga]

Curva azul - Onda estacionaria en una línea de 50 ohmios en una antena monopolo corta

Con sus parámetros y valor numérico de la siguiente manera:

parámetros	Valor numérico
Impedancia de carga	20 - j80 ohmios
Coeficiente de reflexión	0.3805 - j0.7080
Valor absoluto del coeficiente de reflexión	0.8038
VSWR	9.2
Pérdida por desajuste	- 4.5 dB
Pérdida de retorno	-1.9 DB
Aviso: [Esto no es demasiado bueno; la potencia en la carga o la antena es inferior a –4.5 dB con respecto a la disponible en la línea descendente]

Curva roja - Onda estacionaria en línea con circuito abierto en el extremo izquierdo (terminales de antena)

Con sus parámetros y valor numérico de la siguiente manera:

parámetros	Valor numérico
Impedancia de carga	∞
Coeficiente de reflexión	1
VSWR	∞
Pérdida por desajuste	- 0 dB
Pérdida de retorno	0 dB
Aviso: [Esto es muy malo: no se transfiere energía más allá del final de la línea]

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3. Indicadores de parámetros importantes de ROE

1) Líneas de transmisión y ROE

Cualquier conductor que lleve una corriente CA puede tratarse como una línea de transmisión, como los gigantes aéreos que distribuyen energía eléctrica CA por el paisaje. La incorporación de todas las diferentes formas de líneas de transmisión quedaría considerablemente fuera del alcance de este artículo, por lo que limitaremos la discusión a frecuencias de aproximadamente 1 MHz a 1 GHz, y a dos tipos comunes de línea: coaxial (o "coaxial") y conductor paralelo (también conocido como cable abierto, línea de ventana, línea de escalera o cable doble como lo llamaremos) como se muestra en la Figura 1.

Explicación: El cable coaxial (A) consiste en un conductor central sólido o trenzado rodeado por un plástico aislante o dieléctrico de aire y un blindaje tubular que es una trenza de alambre sólido o tejido. Una chaqueta de plástico rodea el blindaje para proteger los conductores. El cable doble (B) consta de un par de cables paralelos sólidos o trenzados. Los cables se mantienen en su lugar mediante plástico moldeado (línea de ventana, cable doble) o aisladores de cerámica o plástico (línea de escalera).

La corriente fluye a lo largo de la superficie de los conductores (consulte la barra lateral sobre "Efecto piel") en direcciones opuestas. Sorprendentemente, la energía de RF que fluye a lo largo de la línea no fluye realmente en los conductores donde está la corriente. Viaja como una onda electromagnética (EM) en el espacio entre y alrededor de los conductores. 

La Figura 1 indica dónde se encuentra el campo tanto en cable coaxial como doble. Para el cable coaxial, el campo está completamente contenido dentro del dieléctrico entre el conductor central y el blindaje. Sin embargo, para los conductores gemelos, el campo es más fuerte alrededor y entre los conductores, pero sin un escudo circundante, parte del campo se extiende hacia el espacio alrededor de la línea.

Esta es la razón por la que el cable coaxial es tan popular: no permite que las señales internas interactúen con las señales y los conductores fuera de la línea. Los cables gemelos, por otro lado, deben mantenerse bien alejados (unos pocos anchos de línea son suficientes) de otras líneas de alimentación y de cualquier tipo de superficie metálica. ¿Por qué utilizar doble derivación? Por lo general, tiene menores pérdidas que el cable coaxial, por lo que es una mejor opción cuando la pérdida de señal es una consideración importante.

Tutorial de línea de transmisión para principiantes (Fuente: AT&T)

¿Qué es el efecto piel?

Por encima de aproximadamente 1 kHz, las corrientes de CA fluyen en una capa cada vez más delgada a lo largo de la superficie de los conductores. Este es el efecto en la piel. Ocurre porque las corrientes parásitas dentro del conductor crean campos magnéticos que empujan la corriente hacia la superficie exterior del conductor. A 1 MHz en cobre, la mayor parte de la corriente se restringe a los 0.1 mm exteriores del conductor, y en 1 GHz, la corriente se comprime en una capa de unos pocos µm de espesor.

2) Coeficientes de reflexión y transmisión

El coeficiente de reflexión es la fracción de una señal incidente reflejada desde un desajuste. El coeficiente de reflexión se expresa como ρ o Γ, pero estos símbolos también pueden usarse para representar VSWR. Está directamente relacionado con el VSWR por

 | Γ | = (VSWR - 1) / (VSWR + 1) (A)

Figura: Esa es la fracción de una señal reflejada por la impedancia de carga y, a veces, se expresa como un porcentaje.

Para una combinación perfecta, la carga no refleja ninguna señal (es decir, se absorbe totalmente), por lo que el coeficiente de reflexión es cero. 

Para un circuito abierto o en cortocircuito, toda la señal se refleja, por lo que el coeficiente de reflexión en ambos casos es 1. Tenga en cuenta que esta discusión trata solo con la magnitud del coeficiente de reflexión.  

Γ también tiene un ángulo de fase asociado, que distingue entre un cortocircuito y un circuito abierto, así como todos los estados intermedios. 

Por ejemplo, la reflexión de un circuito abierto da como resultado un ángulo de fase de 0 grados entre la onda incidente y la reflejada, lo que significa que la señal reflejada se suma en fase con la señal entrante en la ubicación del circuito abierto; es decir, la amplitud de la onda estacionaria es el doble que la de la onda entrante. 

Por el contrario, un cortocircuito da como resultado un ángulo de fase de 180 grados entre la señal incidente y reflejada, lo que significa que la señal reflejada es opuesta en fase a la señal entrante, por lo que sus amplitudes se restan, lo que resulta en cero. Esto se puede ver en las Figuras 1a y b.

Cuando el coeficiente de reflexión es la fracción de una señal incidente reflejada de una falta de coincidencia de impedancia en un circuito o línea de transmisión, el coeficiente de transmisión es la fracción de la señal incidente que aparece en la salida. 

Es una función de la señal que se refleja, así como de las interacciones del circuito interno. También tiene una amplitud y una fase correspondientes.

3) ¿Qué es la pérdida de retorno y la pérdida de inserción?

La pérdida de retorno es la relación entre el nivel de potencia de la señal reflejada y el nivel de potencia de la señal de entrada expresada en decibelios (dB), es decir,

RL (dB) = 10 log10 Pi / Pr (B)

Figura 2. Pérdida de retorno y pérdida de inserción en un circuito o línea de transmisión sin pérdidas.

En la Figura 2, se aplica una señal de 0 dBm, Pi, a la línea de transmisión. La potencia reflejada, Pr, se muestra como −10 dBm y la pérdida de retorno es de 10 dB. Cuanto mayor sea el valor, mejor será la coincidencia, es decir, para una coincidencia perfecta, la pérdida de retorno, idealmente, es ∞, pero una pérdida de retorno de 35 a 45 dB se suele considerar una buena coincidencia. De manera similar, para un circuito abierto o un cortocircuito, la potencia incidente se refleja. La pérdida de retorno para estos casos es de 0 dB.

La pérdida de inserción es la relación entre el nivel de potencia de la señal transmitida y el nivel de potencia de la señal de entrada expresada en decibelios (dB), es decir,

IL (dB) = 10 log10 Pi / Pt (C)

Pi = Pt + Pr; Pt / Pi + Pr / Pi = 1                                                                            

Con referencia a la Figura 2, Pr de -10 dBm significa que se refleja el 10 por ciento de la potencia incidente. Si el circuito o la línea de transmisión no tienen pérdidas, se transmite el 90 por ciento de la potencia incidente. Por tanto, la pérdida de inserción es de aproximadamente 0.5 dB, lo que da como resultado una potencia de transmisión de -0.5 dBm. Si hubiera pérdidas internas, la pérdida de inserción sería mayor.

4) ¿Qué son los parámetros S?

Figura. Representación del parámetro S de un circuito de microondas de dos puertos.

Usando parámetros S, el rendimiento de RF de un circuito se puede caracterizar completamente sin la necesidad de conocer su composición interna. Para estos fines, el circuito se denomina comúnmente "caja negra". Los componentes internos pueden ser activos (es decir, amplificadores) o pasivos. Las únicas estipulaciones son que los parámetros S se determinan para todas las frecuencias y condiciones (por ejemplo, temperatura, polarización del amplificador) de interés y que el circuito sea lineal (es decir, su salida es directamente proporcional a su entrada). La Figura 3 es una representación de un circuito de microondas simple con una entrada y una salida (llamados puertos). Cada puerto tiene una señal de incidente (a) y una señal reflejada (b). Al conocer los parámetros S (es decir, S11, S21, S12, S22) de este circuito, se puede determinar su efecto en cualquier sistema en el que esté instalado.

Los parámetros S se determinan mediante medición en condiciones controladas. Usando un equipo de prueba especial llamado analizador de red, se ingresa una señal (a1) en el Puerto 1 con el Puerto 2 terminado en un sistema con una impedancia controlada (típicamente 50 ohmios). El analizador mide y registra simultáneamente a1, b1 y b2 (a2 = 0). A continuación, el proceso se invierte, es decir, con una señal (a2) introducida en el puerto 2, el analizador mide a2, b2 y b1 (a1 = 0). En su forma más simple, el analizador de redes mide solo las amplitudes de estas señales. Esto se denomina analizador de red escalar y es suficiente para determinar cantidades como VSWR, RL e IL. Sin embargo, para una caracterización completa del circuito, la fase también es necesaria y requiere el uso de un analizador de redes vectoriales. Los parámetros S están determinados por las siguientes relaciones:

S11 = b1 / a1; S21 = b2 / a1; S22 = b2 / a2; S12 = b1 / a2 (D)

S11 y S22 son los coeficientes de reflexión del puerto de entrada y salida del circuito, respectivamente; mientras que S21 y S12 son los coeficientes de transmisión hacia adelante y hacia atrás del circuito. RL está relacionado con los coeficientes de reflexión por las relaciones

RLPort 1 (dB) = -20 log10 | S11 | y RLPort 2 (dB) = -20 log10 | S22 | (MI)

IL está relacionado con los coeficientes de transmisión de los circuitos por las relaciones

ILdel puerto 1 al puerto 2 (dB) = -20 log10 | S21 | e IL del puerto 2 al puerto 1 (dB) = -20 log10 | S12 | (F)

Esta representación se puede extender a circuitos de microondas con un número arbitrario de puertos. El número de parámetros S aumenta por el cuadrado del número de puertos, por lo que las matemáticas se vuelven más complicadas, pero se pueden manejar usando álgebra matricial.

5) ¿Qué es la adaptación de impedancia?

La impedancia es la oposición que encuentra la energía eléctrica cuando se aleja de su fuente.  

La sincronización de la carga y la impedancia de la fuente cancelará el efecto que conduce a la máxima transferencia de potencia. 

Esto se conoce como el teorema de transferencia de potencia máxima: el teorema de transferencia de potencia máxima es fundamental en conjuntos de transmisión de radiofrecuencia y, en particular, en la configuración de antenas de RF.

La adaptación de impedancia es fundamental para el funcionamiento eficiente de las configuraciones de RF en las que desea mover el voltaje y la potencia de manera óptima. En el diseño de RF, la combinación de impedancias de fuente y carga maximizará la transmisión de potencia de RF. Las antenas recibirán una transferencia de potencia máxima u óptima cuando su impedancia coincida con la impedancia de salida de la fuente de transmisión.

La impedancia de 50 ohmios es el estándar para diseñar la mayoría de los sistemas y componentes de RF. El cable coaxial que sustenta la conectividad en una variedad de aplicaciones de RF tiene una impedancia típica de 50 ohmios. La investigación de RF realizada en la década de 1920 encontró que la impedancia óptima para la transferencia de señales de RF estaría entre 30 y 60 ohmios, dependiendo del voltaje y la transferencia de potencia. Tener una impedancia relativamente estandarizada permite hacer coincidir el cableado y los componentes como antenas WiFi o Bluetooth, PCB y atenuadores. Varios tipos de antenas clave tienen una impedancia de 50 ohmios, incluidos ZigBee GSM GPS y LoRa

Coeficiente de reflexión - Fuente: Wikipedia

Un desajuste en la impedancia conduce a reflejos de voltaje y corriente, y en configuraciones de RF esto significa que la potencia de la señal se reflejará de regreso a su fuente, siendo la proporción de acuerdo con el grado de desajuste. Esto se puede caracterizar utilizando la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR), que es una medida de la eficiencia de la transferencia de potencia de RF desde su fuente a una carga, como una antena.

La falta de coincidencia entre las impedancias de la fuente y la carga, por ejemplo, una antena de 75 ohmios y un cableado coaxial de 50 ohmios, puede superarse utilizando una gama de dispositivos de adaptación de impedancia como resistencias en serie, transformadores, almohadillas de adaptación de impedancia montadas en la superficie o sintonizadores de antena.

En electrónica, la adaptación de impedancia implica la creación o alteración de un circuito o aplicación electrónica o configuración de componentes para que la impedancia de la carga eléctrica coincida con la impedancia de la fuente de alimentación o de conducción. El circuito está diseñado o adaptado para que las impedancias parezcan iguales.

Cuando se miran sistemas que incluyen líneas de transmisión, es necesario comprender que las fuentes, las líneas de transmisión / alimentadores y las cargas tienen una impedancia característica. 50Ω es un estándar muy común para aplicaciones de RF, aunque en ocasiones pueden verse otras impedancias en algunos sistemas.

Para obtener la máxima transferencia de potencia de la fuente a la línea de transmisión, o de la línea de transmisión a la carga, ya sea una resistencia, una entrada a otro sistema o una antena, los niveles de impedancia deben coincidir.

En otras palabras, para un sistema 50Ω, la fuente o el generador de señal debe tener una impedancia de fuente de 50Ω, la línea de transmisión debe ser 50Ω y la carga también.

Surgen problemas cuando la energía se transfiere a la línea de transmisión o al alimentador y se desplaza hacia la carga. Si hay una falta de coincidencia, es decir, la impedancia de carga no coincide con la de la línea de transmisión, entonces no es posible transferir toda la potencia.

Como la energía no puede desaparecer, la energía que no se transfiere a la carga tiene que ir a algún lado y allí viaja de regreso a lo largo de la línea de transmisión hacia la fuente.

Cuando esto sucede, los voltajes y corrientes de las ondas directas y reflejadas en el alimentador se suman o restan en diferentes puntos a lo largo del alimentador de acuerdo con las fases. De esta forma se crean ondas estacionarias.

La forma en que se produce el efecto se puede demostrar con una longitud de cuerda. Si un extremo se deja libre y el otro se mueve hacia arriba y hacia abajo, se puede ver que el movimiento ondulatorio baja a lo largo de la cuerda. Sin embargo, si se fija un extremo, se establece un movimiento de onda estacionaria y se pueden ver puntos de vibración mínima y máxima.

Cuando la resistencia de carga es inferior a la tensión de impedancia del alimentador y se configuran las magnitudes de corriente. Aquí la corriente total en el punto de carga es más alta que la de la línea perfectamente adaptada, mientras que el voltaje es menor.

Los valores de corriente y voltaje a lo largo del alimentador varían a lo largo del alimentador. Para valores pequeños de potencia reflejada, la forma de onda es casi sinusoidal, pero para valores más grandes se parece más a una onda sinusoidal rectificada de onda completa. Esta forma de onda consiste en voltaje y corriente de la potencia directa más voltaje y corriente de la potencia reflejada.

A una distancia de un cuarto de longitud de onda de la carga, los voltajes combinados alcanzan un valor máximo mientras que la corriente es mínima. A una distancia de media longitud de onda de la carga, el voltaje y la corriente son los mismos que en la carga.

Una situación similar ocurre cuando la resistencia de la carga es mayor que la impedancia del alimentador, sin embargo, esta vez el voltaje total en la carga es mayor que el valor de la línea perfectamente adaptada. El voltaje alcanza un mínimo a una distancia de un cuarto de longitud de onda de la carga y la corriente es máxima. Sin embargo, a una distancia de media longitud de onda de la carga, el voltaje y la corriente son los mismos que en la carga.

Luego, cuando hay un circuito abierto colocado al final de la línea, el patrón de onda estacionaria para el alimentador es similar al del cortocircuito, pero con los patrones de voltaje y corriente invertidos.

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6) ¿Qué es la energía reflejada?
Cuando una onda transmitida golpea un límite como el que existe entre la línea de transmisión sin pérdidas y la carga (consulte la Figura 1 a continuación), parte de la energía se transmitirá a la carga y parte se reflejará. El coeficiente de reflexión relaciona las ondas entrantes y reflejadas como:

Γ = V- / V + (Ec. 1)

Donde V- es la onda reflejada y V + es la onda entrante. VSWR está relacionado con la magnitud del coeficiente de reflexión de voltaje (Γ) por:

VSWR = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Ec. 2)

VSWR se puede medir directamente con un medidor SWR. Se puede utilizar un instrumento de prueba de RF, como un analizador de red vectorial (VNA) para medir los coeficientes de reflexión del puerto de entrada (S11) y el puerto de salida (S22). S11 y S22 son equivalentes a Γ en el puerto de entrada y salida, respectivamente. Los VNA con modos matemáticos también pueden calcular y mostrar directamente el valor VSWR resultante.

La pérdida de retorno en los puertos de entrada y salida se puede calcular a partir del coeficiente de reflexión, S11 o S22, de la siguiente manera:

RLIN = 20log10 | S11 | dB (ecuación 3)

RLOUT = 20log10 | S22 | dB (ecuación 4)

El coeficiente de reflexión se calcula a partir de la impedancia característica de la línea de transmisión y la impedancia de carga de la siguiente manera:

Γ = (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) (Ecuación 5)

Donde ZL es la impedancia de carga y ZO es la impedancia característica de la línea de transmisión (Figura 1).

VSWR también se puede expresar en términos de ZL y ZO. Al sustituir la ecuación 5 en la ecuación 2, obtenemos:

VSWR = [1 + | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] / [1 - | (ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO) |] = (ZL + ZO + | ZL - ZO |) / (ZL + ZO - | ZL - ZO |)

Para ZL> ZO, | ZL - ZO | = ZL - ZO

Por lo tanto:

VSWR = (ZL + ZO + ZL - ZO) / (ZL ​​+ ZO - ZL + ZO) = ZL / ZO. (Ecuación 6)
Para ZL <ZO, | ZL - ZO | = ZO - ZL

Por lo tanto:

VSWR = (ZL + ZO + ZO - ZL) / (ZL ​​+ ZO - ZO + ZL) = ZO / ZL. (Ecuación 7)

Notamos anteriormente que VSWR es una especificación dada en forma de relación con respecto a 1, como un ejemplo 1.5: 1. Hay dos casos especiales de VSWR, ∞: 1 y 1: 1. Se produce una relación de infinito a uno cuando la carga es un circuito abierto. Una relación de 1: 1 ocurre cuando la carga se adapta perfectamente a la impedancia característica de la línea de transmisión.

VSWR se define a partir de la onda estacionaria que surge en la línea de transmisión por:

VSWR = | VMAX | / | VMIN | (Ecuación 8)

Donde VMAX es la amplitud máxima y VMIN es la amplitud mínima de la onda estacionaria. Con dos ondas superpuestas, el máximo ocurre con interferencia constructiva entre las ondas entrantes y reflejadas. Así:

VMAX = V + + V- (Ecuación 9)

para una máxima interferencia constructiva. La amplitud mínima ocurre con interferencia deconstructiva, o:

VMIN = V + - V- (Ecuación 10)

Sustituyendo las ecuaciones 9 y 10 en los rendimientos de la ecuación 8


VSWR = | VMAX | / | VMIN | = (V + + V -) / (V + - V-) (Ecuación 11)

Sustituya la ecuación 1 en la ecuación 11, obtenemos:

VSWR = V + (1 + | Γ |) / (V + (1 - | Γ |) = (1 + | Γ |) / (1 - | Γ |) (Ec. 12)

La Ecuación 12 es la Ecuación 2 establecida al principio de este artículo.

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4. Calculadora VSWR: ¿Cómo calcular VSWR? 

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 relación resultante se expresa normalmente como una relación, por ejemplo, 2: 1, 5: 1, etc. Una combinación perfecta es 1: 1 y un desajuste completo, es decir, un circuito corto o abierto es ∞: 1.

En la práctica, existe una pérdida en cualquier alimentador o línea de transmisión. Para medir el VSWR, se detecta potencia directa e inversa en ese punto del sistema y esto se convierte en una cifra para VSWR. 

De esta manera, el VSWR se mide en un punto particular y no es necesario determinar los máximos y mínimos de voltaje a lo largo de la línea.

El componente de voltaje de una onda estacionaria en una línea de transmisión uniforme consiste en la onda directa (con amplitud Vf) superpuesta a la onda reflejada (con amplitud Vr). Los reflejos ocurren como resultado de discontinuidades, como una imperfección en una línea de transmisión uniforme, o cuando una línea de transmisión termina con una impedancia diferente a la característica.

Si está interesado en determinar el rendimiento de las antenas, el VSWR siempre debe medirse en los terminales de la antena mismos en lugar de en la salida del transmisor. Debido a las pérdidas óhmicas en el cableado de transmisión, se creará la ilusión de tener una mejor VSWR de antena, pero eso es solo porque estas pérdidas amortiguan el impacto de una reflexión abrupta en los terminales de la antena.

Dado que la antena generalmente se encuentra a cierta distancia del transmisor, se requiere una línea de alimentación para transferir energía entre los dos. Si la línea de alimentación no tiene pérdida y coincide tanto con la impedancia de salida del transmisor como con la impedancia de entrada de la antena, entonces se entregará la potencia máxima a la antena. En este caso, el VSWR será 1: 1 y el voltaje y la corriente serán constantes en toda la longitud de la línea de alimentación.

1) Cálculo de VSWR

La pérdida de retorno es una medida en dB de la relación entre la potencia de la onda incidente y la de la onda reflejada, y la definimos como un valor negativo.

Pérdida de retorno = 10 log (Pr / Pi) = 20 log (Er / Ei)

Por ejemplo, si una carga tiene una pérdida de retorno de -10 dB, se refleja 1/10 de la potencia incidente. Cuanto mayor sea la pérdida de retorno, menos energía se pierde.

También es de considerable interés la pérdida por desajuste. Esta es una medida de cuánto se atenúa la potencia transmitida debido a la reflexión. Viene dada por la siguiente relación:

Pérdida por desajuste = 10 log (1 -p2)

Por ejemplo, de la Tabla # 1, una antena con un VSWR de 2: 1 tendría un coeficiente de reflexión de 0.333, una pérdida por desajuste de -0.51 dB y una pérdida de retorno de -9.54 dB (el 11% de la potencia de su transmisor se refleja hacia atrás )

2) Cuadro de cálculo de VSWR gratuito

Aquí hay una tabla de cálculo de VSWR simple. 

Recuerde siempre que VSWR debe ser un número mayor que 1.0
VSWR	Coeficiente de reflexión (Γ)	Poder reflejado (%)	Pérdida de voltaje	Potencia reflejada (dB)	Pérdida de retorno	Pérdida por desajuste (dB)
1	0.00	0.00	0	-Infinito	Infinity	0.00
1.15	0.070	0.5	7.0	-23.13	23.13	0.021
1.25	0.111	1.2	11.1	-19.08	19.08	0.054
1.5	0.200	4.0	20.0	-13.98	13.98	0.177
1.75	0.273	7.4	273.	-11.73	11.29	0.336
1.9	0.310	9.6	31.6	-10.16	10.16	0.440
2.0	0.333	11.1	33.3	-9.54	9.540	0.512
2.5	0.429	18.4	42.9	-7.36	7.360	0.881
3.0	0.500	25.0	50.0	-6.02	6.021	1.249
3.5	0.555	30.9	55.5	-5.11	5.105	1.603
4.0	0.600	36.0	60.0	-4.44	4.437	1.938
4.5	0.636	40.5	63.6	-3.93	3.926	2.255
5.0	0.666	44.4	66.6	-3.52	3.522	2.553
10	0.818	66.9	81.8	-1.74	1.743	4.807
20	0.905	81.9	90.5	-0.87	0.8693	7.413
100	0.980	96.1	98.0	-0.17	0.1737	14.066
...	...	...	...	...	...	...
∞	∞	100	100	∞	∞	∞
Lectura adicional: VSWR en antena La relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR) es una indicación de la cantidad de desajuste entre una antena y la línea de alimentación que se conecta a ella. Esto también se conoce como la relación de onda estacionaria (SWR). El rango de valores para VSWR es de 1 a ∞.  Un valor de ROE inferior a 2 se considera adecuado para la mayoría de las aplicaciones de antena. La antena puede describirse como una "buena combinación". Entonces, cuando alguien dice que la antena está mal adaptada, muy a menudo significa que el valor de VSWR excede 2 para una frecuencia de interés.  La pérdida de retorno es otra especificación de interés y se trata con más detalle en la sección Teoría de la antena. Una conversión comúnmente requerida es entre pérdida de retorno y VSWR, y algunos valores se tabulan en el gráfico, junto con un gráfico de estos valores para referencia rápida.

¿De dónde proceden estos cálculos? Bueno, comience con la fórmula de VSWR:

Si invertimos esta fórmula, podemos calcular el coeficiente de reflexión (, o la pérdida de retorno, s11) del VSWR:

Ahora bien, este coeficiente de reflexión se define realmente en términos de voltaje. Realmente queremos saber cuánto poder se refleja. Esto será proporcional al cuadrado del voltaje (V ^ 2). Por tanto, la potencia reflejada en porcentaje será:

Podemos convertir la potencia reflejada a decibelios simplemente:

Finalmente, la potencia se refleja o se envía a la antena. La cantidad entregada a la antena se escribe como () y es simplemente (1- ^ 2). Esto se conoce como pérdida por desajuste. Esta es la cantidad de energía que se pierde debido a la falta de coincidencia de impedancia, y podemos calcularla con bastante facilidad:

Y eso es todo lo que necesitamos saber para alternar entre VSWR, s11 / pérdida de retorno y pérdida por desajuste. Espero que lo hayas pasado tan bien como yo.

Tabla de conversión: dBm a dBW y W (vatios)

En esta tabla presentamos cómo el valor de la potencia en dBm, dBW y Watt (W) se corresponden entre sí.

Potencia (dBm)	Potencia (dBW)	Potencia ((W) vatio)
100	70	10 MW
90	60	1 MW
80	50	100 kW
70	40	10 kW
60	30	1 kW
50	20	100 W
40	10	10 W
30	0	1 W
20	-10	100 mW
10	-20	10 mW
0	-30	1 mW
-10	-40	100 µW
-20	-50	10 µW
-30	-60	1 µW
-40	-70	100 nW
-50	-80	10 nW
-60	-90	1 nW
-70	-100	100 pW
-80	-110	10 pW
-90	-120	1 pW
-100	-130	0.1 pW
-∞	-∞	0 W
dónde: dBm = decibel-milivatio dBW = decibel-vatio MW = megavatio KW = kilovatio W = vatio mW = milivatio μW = microvatios nW = nanovatios pW = picovatio

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3) Fórmula VSWR

Este programa es un subprograma para calcular la relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR).

Al configurar un sistema de antena y transmisor, es importante evitar la falta de coincidencia de impedancia en cualquier parte del sistema. Cualquier falta de coincidencia significa que una parte de la onda de salida se refleja hacia el transmisor y el sistema se vuelve ineficiente. Pueden producirse desajustes en las interfaces entre varios equipos, por ejemplo, transmisor, cable y antena. Las antenas tienen una impedancia, que generalmente es de 50 ohmios (cuando la antena tiene las dimensiones correctas). Cuando ocurre la reflexión, se producen ondas estacionarias en el cable.

Fórmula VSWR y coeficiente de reflexión:

Ecuación 1	El coeficiente de reflexión Γ se define como	Ecuación 2	El VSWR o relación de onda estacionaria de voltaje
Fórmula		Fórmula
Gama	ZL = El valor en ohmios de la carga (típicamente una antena) Zo = La impedancia característica de la línea de transmisión en ohmios	Sigma	Dado que ρ variará de 0 a 1, los valores calculados para VSWR serán de 1 a infinito.
Valores calculados	entre -1 ≦ Γ ≦ 1.	Valores calculados	Proporción 1 o 1: 1.
Cuando el valor es "-1".	Significa que se produce una reflexión del 100% y no se transfiere energía a la carga. La onda reflejada está 180 grados fuera de fase (invertida) con la onda incidente.	Con circuito abierto	Esta es una condición de circuito abierto sin antena conectada. Significa que ZL es infinito y los términos Zo desaparecerán en la Ec. 1, dejando Γ = 1 (100% de reflexión) y ρ = 1. No se transfiere energía y VSWR será infinito.
Cuando el valor es "1".	Significa que se produce una reflexión del 100% y no se transfiere energía a la carga. La onda reflejada está en fase con la onda incidente.	Con cortocircuito	Imagina que el extremo del cable tiene un cortocircuito. Significa que ZL es 0 y la Ec. 1 calculará Γ = -1 y ρ = 1. No se transfiere energía y VSWR es infinito.
Cuando el valor es "0".	Significa que no se produce reflexión y toda la potencia se transfiere a la carga. (IDEAL)	Con antena correctamente adaptada.	Cuando se conecta una antena correctamente emparejada, toda la energía se transfiere a la antena y se convierte en radiación. ZL es 50 ohmios y la Ec. 1 calculará que Γ es cero. Por tanto, VSWR será exactamente 1.
N/A	N/A	Con antena incorrectamente adaptada.	Cuando se conecta una antena que coincide incorrectamente, la impedancia ya no será de 50 ohmios y se produce un desajuste de impedancia y parte de la energía se refleja. La cantidad de energía reflejada depende del nivel de desajuste y, por lo tanto, VSWR será un valor superior a 1.
Cuando se utiliza un cable de impedancia característica incorrecta La línea de cable / transmisión utilizada para conectar la antena al transmisor deberá tener la impedancia característica correcta Zo.  Normalmente, los cables coaxiales son de 50 ohmios (75 ohmios para televisores y satélites) y sus valores se imprimirán en los propios cables.  La cantidad de energía reflejada depende del nivel de desajuste y, por lo tanto, VSWR será un valor superior a 1.

Revisión:

¿Qué son las ondas estacionarias? Una carga está conectada al final de la línea de transmisión y la señal fluye a lo largo de ella y entra en la carga. Si la impedancia de carga no coincide con la impedancia de la línea de transmisión, entonces parte de la onda viajera se refleja hacia la fuente.

Cuando ocurre la reflexión, estos viajan de regreso por la línea de transmisión y se combinan con las ondas incidentes para producir ondas estacionarias. Es importante tener en cuenta que la onda resultante parece estacionaria y no se propaga como una onda normal y no transfiere energía hacia la carga. La onda tiene áreas de amplitud máxima y mínima llamadas anti-nodos y nodos respectivamente.

Al conectar la antena, si se produce un VSWR de 1.5, la eficiencia energética es del 96%. Cuando se produce un VSWR de 3.0, la eficiencia energética es del 75%. En uso real, no se recomienda superar un VSWR de 3.

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5. Cómo medir la relación de onda estacionaria - Explicación de Wikipedia
Se pueden utilizar muchos métodos diferentes para medir la relación de ondas estacionarias. El método más intuitivo utiliza una línea ranurada que es una sección de la línea de transmisión con una ranura abierta que permite que una sonda detecte el voltaje real en varios puntos a lo largo de la línea. 

Por tanto, los valores máximo y mínimo se pueden comparar directamente. Este método se utiliza en VHF y frecuencias más altas. A frecuencias más bajas, tales líneas son imprácticamente largas. Los acopladores direccionales se pueden utilizar en HF a través de frecuencias de microondas. 

Algunos son de un cuarto de onda o más de largo, lo que restringe su uso a las frecuencias más altas. Otros tipos de acopladores direccionales muestrean la corriente y el voltaje en un solo punto en la ruta de transmisión y los combinan matemáticamente de tal manera que representen la potencia que fluye en una dirección.

El tipo común de medidor de potencia / ROE utilizado en la operación de aficionados puede contener un acoplador direccional dual. Otros tipos utilizan un solo acoplador que se puede girar 180 grados para muestrear la potencia que fluye en cualquier dirección. Los acopladores unidireccionales de este tipo están disponibles para muchos rangos de frecuencia y niveles de potencia y con valores de acoplamiento apropiados para el medidor analógico utilizado.

Un vatímetro direccional que utiliza un elemento acoplador direccional giratorio

La potencia directa y reflejada medida por los acopladores direccionales se puede utilizar para calcular la ROE. Los cálculos se pueden hacer matemáticamente en forma analógica o digital o usando métodos gráficos integrados en el medidor como una escala adicional o leyendo desde el punto de cruce entre dos agujas en el mismo medidor.

Los instrumentos de medición anteriores se pueden utilizar "en línea", es decir, toda la potencia del transmisor puede pasar a través del dispositivo de medición para permitir la monitorización continua de la ROE. Otros instrumentos, como los analizadores de red, los acopladores direccionales de baja potencia y los puentes de antena utilizan poca potencia para la medición y deben conectarse en lugar del transmisor. Los circuitos puente se pueden usar para medir directamente las partes reales e imaginarias de una impedancia de carga y usar esos valores para derivar SWR. Estos métodos pueden proporcionar más información que solo ROE o potencia reflejada y directa. [11] Los analizadores de antena independientes utilizan varios métodos de medición y pueden mostrar ROE y otros parámetros representados en función de la frecuencia. Al usar acopladores direccionales y un puente en combinación, es posible hacer un instrumento en línea que lea directamente en impedancia compleja o en ROE. [12] También hay disponibles analizadores de antena independientes que miden múltiples parámetros.

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6. Preguntas frecuentes

1) ¿Qué causa un VSWR alto?

Si el VSWR es demasiado alto, potencialmente podría haber demasiada energía reflejada en un amplificador de potencia, causando daños a los circuitos internos. En un sistema ideal, habría un VSWR de 1: 1. Las causas de una alta calificación de VSWR podrían ser el uso de una carga incorrecta o algo desconocido, como una línea de transmisión dañada.

2) ¿Cómo se reduce el VSWR?

Una técnica para reducir la señal reflejada de la entrada o salida de cualquier dispositivo es colocar un atenuador antes o después del dispositivo. El atenuador reduce la señal reflejada dos veces el valor de la atenuación, mientras que la señal transmitida recibe el valor de atenuación nominal. (Sugerencias: para enfatizar la importancia de VSWR y RL para su red, considere una reducción en el rendimiento de VSWR de 1.3: 1 a 1.5: 1; este es un cambio en la pérdida de retorno de 16 dB a 13 dB).

3) ¿Es la pérdida de retorno del S11?

En la práctica, el parámetro más comúnmente citado con respecto a las antenas es S11. S11 representa cuánta potencia se refleja desde la antena, y por lo tanto se conoce como coeficiente de reflexión (a veces escrito como gamma: o pérdida de retorno ... Esta potencia aceptada se irradia o se absorbe como pérdidas dentro de la antena.

4) ¿Por qué se mide el VSWR?

VSWR (relación de onda estacionaria de voltaje), es una medida de la eficiencia con la que se transmite la energía de radiofrecuencia desde una fuente de energía, a través de una línea de transmisión, a una carga (por ejemplo, desde un amplificador de potencia a través de una línea de transmisión, a una antena) . En un sistema ideal, se transmite el 100% de la energía.

5) ¿Cómo soluciono un VSWR alto?

Si su antena está montada en la parte baja del vehículo, como en el parachoques o detrás de la cabina de una camioneta, la señal puede rebotar en la antena y provocar una ROE alta. Para aliviar esto, mantenga al menos las 12 pulgadas superiores de la antena por encima de la línea del techo y coloque la antena lo más alto posible en el vehículo.

6) ¿Qué es una buena lectura de VSWR?
La mejor lectura posible es 1.01: 1 (pérdida de retorno de 46dB), pero generalmente una lectura por debajo de 1.5: 1 es aceptable. Fuera del mundo perfecto, un 1.2: 1 (pérdida de retorno de 20.8dB) es acertado en la mayoría de los casos. Para garantizar una lectura precisa, es mejor conectar el medidor en la base de la antena.

7) ¿Es bueno 1.5 SWR?
¡Sí lo es! El rango ideal es SWR 1.0-1.5. Hay margen de mejora cuando el rango es SWR 1.5 - 1.9, pero SWR en este rango aún debería proporcionar un rendimiento adecuado. Ocasionalmente, debido a las instalaciones o las variables del vehículo, es imposible obtener una ROE más baja que esto.

8) ¿Cómo verifico mi SWR sin un medidor?
Estos son los pasos para sintonizar una radio CB sin un medidor de ROE:
1) Encuentre un área con interferencia limitada.
2) Asegúrese de tener una radio adicional.
3) Sintonice ambas radios en el mismo canal.
4) Hable en una radio y escuche a través de la otra.
5) Aleje una radio y observe cuando el sonido sea claro.
6) Ajuste su antena según sea necesario.

9) ¿Es necesario sintonizar todas las antenas CB?
Si bien no se requiere sintonizar la antena para operar su sistema CB, existen varias razones importantes por las que siempre debe sintonizar una antena: Rendimiento mejorado: una antena sintonizada correctamente SIEMPRE funcionará de manera más eficiente que una antena sin sintonizar.

10) ¿Por qué mi SWR aumenta cuando hablo??

Una de las causas más comunes de lecturas altas de ROE es conectar incorrectamente su medidor de ROE a su radio y antena. Cuando se adjunta incorrectamente, las lecturas se informarán como extremadamente altas incluso si todo está instalado perfectamente. Consulte este artículo sobre cómo asegurarse de que su medidor de ROE esté instalado correctamente.

7. Mejor gratis en línea Calculadora VSWR en 2021

https://www.microwaves101.com/calculators/872-vswr-calculator
http://rfcalculator.mobi/vswr-forward-reverse-power.html
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https://www.pasternack.com/t-calculator-vswr.aspx
https://www.antenna-theory.com/definitions/vswr-calculator.php
http://www.flexautomotive.net/flexcalc/VSWR2/VSWR.aspx
https://www.allaboutcircuits.com/tools/vswr-return-loss-calculator/
http://www.csgnetwork.com/vswrlosscalc.html
https://www.ahsystems.com/EMC-formulas-equations/VSWR.php
http://cgi.www.telestrian.co.uk/cgi-bin/www.telestrian.co.uk/vswr.pl
https://www.changpuak.ch/electronics/calc_14.php
https://chemandy.com/calculators/return-loss-and-mismatch-calculator.htm
https://www.atmmicrowave.com/calculator/vswr-calculator/
http://www.emtalk.com/vswr.php

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