Una breve historia de VSWR
Cuando la telegrafía eléctrica era el medio dominante de comunicación por cable, las líneas utilizadas estaban compuestas de cables de cobre desnudos suspendidos en postes de telégrafo. Para el aislamiento, la línea se basó en el gran espacio entre los cables, así como los cables que se montan en separadores individuales de vidrio o cerámica, como se muestra en la Figura 1 (a). Estas líneas corrían por millas y millas y eran propensas a daños causados por tormentas, árboles caídos y cortos parciales debido a que la parte superior de los postes es un buen sitio de anidación para aves grandes.

El liniero enviado para localizar y corregir la falla en algún lugar a lo largo de las millas de cables suspendidos podría al menos identificar el tipo de falla al examinar la onda estacionaria en la línea creada por la falla.

El instalador de líneas mediría qué tan brillante brillaría una bombilla conectada a través de la línea a medida que la conexión se moviera a lo largo de la línea (Figura 1 (b)). Si la bombilla se encendía brillantemente en un lugar de la línea y no se encendía más a lo largo de la línea, entonces sabía que buscaría en la línea un circuito abierto o cortocircuito. Si la bombilla era bastante brillante en un lugar y algo más tenue en otro, sabía que debía buscar un corto parcial a través de los cables.

Todo esto parece bastante primitivo, pero debemos tener en cuenta que los instrumentos de medición de voltaje de la época eran un mecanismo delicado alojado en cajas de madera hechas a mano. Esto los hizo caros y frágiles, mientras que la bombilla era relativamente barata y robusta. El método fue más inteligente de lo que se podría suponer al principio, ya que era una forma de bolómetro capaz de indicar el valor RMS de los dos extremos de voltaje en la línea.

Los 1990s, algo bastante común en la industria de la RF, pero que prácticamente no funciona, calientan un bolómetro alimentado con RF, lo que da como resultado un cambio de resistencia en un brazo de un puente. La salida del puente dio el valor RMS de la forma de onda de RF, sin importar cuán compleja sea la forma de onda.

En las frecuencias de microondas, las líneas ranuradas se convirtieron en una forma de determinar con precisión la relación entre el voltaje máximo y el voltaje mínimo (el VSWR, símbolo 's'), y debido a la simplicidad de la medición y la facilidad matemática asociada, VSWR se convirtió en un cotidiano parámetro. Como su nombre indica, una línea ranurada es una longitud de guía de onda con una ranura en la parte superior. Se mueve una sonda a lo largo de la ranura y un detector proporciona el voltaje en cualquier punto de la línea. Una vez que haya obtenido los dos extremos de voltaje, puede determinar la relación de los dos. Una vez que tenga esta relación, es fácil calcular el coeficiente de potencia reflejado, símbolo rho. El coeficiente de potencia reflejado es la cantidad de potencia reflejada en comparación con la potencia incidente. El sitio web de AH tiene una calculadora que permite la conversión entre sy rho.

Tenga en cuenta que muchos libros de texto representan una onda estacionaria como se muestra en la Figura 2.

La figura 2 es, de hecho, un gráfico del voltaje detectado a medida que la sonda se mueveg la línea Esto puede ser engañoso ya que la onda estacionaria en realidad se vuelve positiva y negativa.

¿Qué es VSWR?
Continuamos la explicación ignorando las partes de voltaje y relación por ahora y examinamos cómo se crea una onda estacionaria.

La ola estacionaria
A menos que una señal de prueba en una línea de transmisión (por ejemplo, cable coaxial 50 ohm) termine en ohmios 50, parte de la señal se reflejará a lo largo de la línea. Esto se puede entender mejor observando los valores extremos de terminación de desajuste, es decir, un cortocircuito (cero ohmios) y un circuito abierto (infinito ohmios).

Terminación de cortocircuito
No puede existir un voltaje en un cortocircuito perfecto, es decir, el voltaje solo puede tener el valor 0 voltios en el cortocircuito. Una ley básica de la física es la conservación de la energía. La energía no puede simplemente desaparecer, tiene que explicarse de alguna manera. La Madre Naturaleza supera el requisito de cero voltios al crear una señal igual y opuesta que viaja de regreso por la línea. En el cortocircuito, + E y -E se cancelan entre sí para dar los cero voltios requeridos.

Terminación de circuito abierto
Este es el 'dual' de la situación de cortocircuito. Una corriente no puede fluir en un circuito abierto perfecto, es decir, la corriente solo puede ser de cero amperios en el circuito abierto. Una vez más, la Madre Naturaleza supera el requisito de cero amperios creando una señal igual y opuesta que viaja de regreso por la línea. En el circuito abierto, el + I y -I se cancelan para dar los cero amperios requeridos. Técnicamente, esto debería ser campo + H y campo -H, pero para nuestros propósitos nos quedaremos con + I e -I.

Creación de la ola estacionaria
Las figuras 3 (a) y 3 (b) muestran una onda hacia adelante y una onda reflejada a punto de "encontrarse" e interactuar en una línea de transmisión. El cuadro es nuestra ventana de visualización de la interacción a medida que ocurre. La caja tiene un ancho de media onda.

Las imágenes (a) a (m) muestran la onda estacionaria a medida que las formas de onda delantera y reflejada se superponen y agregan algebraicamente. La adición es el rastro verde. La observación minuciosa del trazo verde en la ventana de observación muestra que se detiene, es decir, pulsa de forma positiva y negativa, pero permanece en el mismo lugar a lo largo de la línea. De ahí el nombre de Onda estacionaria.