Literatura de specialitate ?i echipamentele de m?sur? profesionale din radioelectronic? nu mai promoveaz? ca parametru ?i unitate de m?sur? SWR-ul, raportul de unde sta?ionare (VSWR sau ISWR) ?i valorile acestuia în diverse situa?ii: filtre, antene, etc.

În locul acestuia se reg?se?te parametrul RL - Return Loss, în traducere “pierderile de retur”. El nu a intrat înc? în mod curent în lumea radioamatorilor dar este bine cunoscut în industrie. Este bine îns? s? reamintim câteva elemente de baz?.

Pe o linie de transport de RF avem la cap?tul ei o sarcin? Z₀. Dac? sarcina are aceia?i valoare cu impedan?a caracteristic? a liniei toat? puterea transportat? pe linie va fi transferat? pe sarcin?. În cazul în care sarcina Z_s are o impedan??, mai mare sau mai mic?, diferit? de Z₀, o parte din energie va fi reflectat? înapoi spre surs? - generator.

Unda direct? de la generator la sarcin? ?i unda reflectat? de la sarcin? la generator se vor interfera ?i vor crea undele sta?ionare de tensiune ?i de curent. Cu cât diferen?a între Z₀ ?i Z_s este mai mare ?i amplitudinea undelor sta?ionare este mai mare.

Din valorile maxim? ?i minim? ale tensiunii undelor sta?ionare pe linie se determin? VSWR - Voltage Stationary Wave Ratio sau RUS - Raportul de Unde Sta?ionare în tensiune. Aceia?i m?sur?toare f?cut? pentru curent este ISWR, dar cea pentru tensiune este mult mai u?or de determinat. VSWR ?i ISWR au aceia?i valoare ?i se reg?sesc ambele sub denumirea generic? de SWR.

Tensiunea ?i curentul sunt foarte rar m?surate direct în linia de transmisie în afara laboratoarelor specializate. Aparatura de m?sur? a raportului de unde sta?ionare, SWR-metrul pentru radioamatori folose?te circuite de cuplare direc?ionale pentru a crea tensiuni propor?ionale cu puterea transmis? din fiecare direc?ie ?i o scal? special? pentru conversia tensiunilor la SWR.

SWR-ul este un model pe care radioamatorii îl folosesc pentru a defini rela?ia dintre Z₀ ?i Z_s ?i exist? tabele de conversie între SWR ?i puteri.

Se pune întrebarea dac? nu ar fi mai realist s? încec?m s? afi??m direct puterea direct? ?i cea reflectat??

În acest sens inginerii angaja?i în tehnologiile de RF sunt mai preocupa?i direct de eficien?a sistemului, s? m?soare cât din puterea livrat? de un generator printr-o linie de transport este transmis? la sarcin? ?i cât va fi reflectat?. Se gânde?te direct în termeni de putere iar în laboratoare se folosesc instrumente complexe pentru a m?sura direct puterea. De fapt se urm?re?te în esen?? determinarea puterii reflectate ?i prin m?suri adecvate, diminuarea acesteia.

Puterea reflectat? sau pierderile de retur RL - Return Loss se m?soar? în dB. Pierderile de retur ?i SWR sunt de fapt acela?i lucru dar exprimarea este diferit?.

 

RL=10.[log(P_ref/P_dir)]                    [dB]                [1]        sau

 RL=10.log(P_ref) - 10.log(P_dir)       [dB]      [1’]    unde

P_dir = puterea direct?, puterea sursei

P_ref = puterea reflectat?

log = logaritm în baza 10

Deoarece P_ref nu poate fi niciodat? mai mare decât P_dir, RL este întotdeauna negativ.

Cu cât RL este mai negativ cu atât mai mic? este cantitatea de energie reflectat?.

Dac? toat? puterea este transferat? în sarcin? atunci când Z_s=Z₀ atunci RL=∞ dB.           

Dac? toat? puterea este reflectat?, ca de exemplu un circuit deschis cu Z_s=∞, atunci RL=0 dB. În tabelul anexat, sunt date exemplificativ, o serie de valori RL func?ie de P_dir ?i P_ref. De notat c? RL depinde numai de raportul puterilor ?i nu de valoarea absolut? a puterilor vehiculate.

RL se calculeaz? ?i direct din diferen?a puterilor exprimate în dBm (decibeli miliwatti cu referin?? la 1mW) sau în dBw (decibel watti cu referin?? la 1W). În acest caz RL=P_ref - P_dir deoarece logritmul este deja în conversia la dBm sau dBw. Valoarea în dB se ob?ine prin sc?dere.

Exemplu:

-          Exprimarea puterii în dBm:

P(dBm)=10.log[P(mW)/1(mW)]

P(mW)=1000mW          P(dBm)=10.log(1000/1)=30dBm

P(mW)=100mW            P(dBm)=10.log(100/1)=20dBm

P(mW)=10mW              P(dBm)=10.log(10/1)=10dBm

-          Dac? P_dir=100mW=20dBm ?i P_ref=10mW=10dBm atunci

-          RL=P_ref(dBm) - P_dir(dbm)=10 - 20 = − 10dB

 

În mod identic se calculeaz? în watt sau kwatt. Toate m?sur?torile ?i calculele trebuie f?cute ?n acelea?i unit??i de m?sur?.

Cu cât valoarea lui RL este mai negativ? cu atât frac?iunea de putere reflectat? este mai mic?. Valorile negative cresc?toare ale lui RL sunt în acela?i sens cu cele mai sc?zute valori ale SWR.

Conversia între RL ?i SWR.

-          Conversia înapoi de la RL la raportul puterilor P_ref/P_dir se face cu formula:

P_ref/P_dir = 1/log(0,1.RL)                                               [1]

-          Ecua?ia de calcul al SWR pornind de la puterea direct? ?i reflectat? este:

SWR = (1 + (P_ref/P_dir)^1/2)/(1 - (P_ref/P_dir)^1/2)             [2]

-          O alt? legatur? între RL ?i SWR se poate face cu rela?iile:

P_ref/P_dir = ((SWR-1)/(SWR+1))²                                      [3]

?i cu rela?ia [1] se poate scrie:

RL = 10.log(((SWR-1)/(SWR+1))²)                                 [4]

Cu rela?iile 3 ?i 4 se poate construi imediat un tabel de calcul Excel din care s? rezulte conversia între cele trei elemente importante: RL, P_ref/P_dir, SWR precum ?i graficul de corelare între SWR ?i RL.

SWR	RL(dB)	Pref/Pdir
1,01	-46,1	0,00002
1,1	-26,4	0,00227
1,2	-20,8	0,00826
1,3	-17,7	0,01701
1,4	-15,6	0,02778
1,5	-14,0	0,04000
1,6	-12,7	0,05325
1,7	-11,7	0,06722
1,8	-10,9	0,08163
1,9	-10,2	0,09631
2	-9,5	0,11111
3	-6,0	0,25000
4	-4,4	0,36000
5	-3,5	0,44444
6	-2,9	0,51020
7	-2,5	0,56250
8	-2,2	0,60494
9	-1,9	0,64000
10	-1,7	0,66942

V? întreba?i la ce folose?te parametrul RL în activitatea noastr?? Analizoarele de anten? moderne de tipul „miniVNA”, care func?ioneaz? prin e?antionarea formei undei sta?ionare, împreun? cu programe adecvate care prelucreaz? valorile memorate ale e?antioanelor pot afi?a pe ecranul PC o multitudine de parametrii ?i grafice pentru antenele m?surate printre care SWR ?i RL. Despre echipamentul miniVNA ?i performan?ele acestuia într-o expunere viitoare. În captura de ecran pentru o m?sur?toare f?cut? la o anten? de 7MHz cu miniVNA se v?d traectoriile similare pentru cele dou? m?rimi SWR ?i RL.