电压驻波比是射频系统中一个常常会遇到的指标参数,是指驻波波腹电压与波节电压幅度之比,又称为驻波系数、驻波比。为了弄清楚这个概念,首先我们来聊一下什么是驻波。驻波是指频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列行波叠加后形成的波为驻波,若振幅不相同,则形成行驻波。在行波中能量随波的传播而不断向前传递,其平均能流密度不为零;但驻波的平均能流密度等于零,能量只能在波节与波腹间来回运行。在两者电压(或电流)相加的点出现波腹,在两者电压(或电流)相减的点形成波节。在波形上,波节和波腹的位置始终是不变的,给人“驻立不动”的印象,但它的瞬时值是随时间而改变的。如果这两种波的幅值相等,则波节的幅值为零。如下图所示:绿线和蓝线分别代表两个振幅相同,频率相同,传播方向相反的两个波,红线代表两个行波叠加的状态。观察红线的波形可以看到,能量只在波节和波腹之间来回震荡。
在电磁波的传播过程中,当传输线的阻抗发生变化时,就会有一部分电磁波反射回来。反射波和入射波叠加,就形成驻波。我们在学习长线效应时学习到传输线的电压和电流满足以下公式:
式中第一项代表入射波电压或者电流,第二项代表反射波电压或者电流。如下图所示,假设蓝色曲线代表入射波,红色曲线代表反射波,那么黑色曲线就是入射波和反射波叠加的驻波。当全反射时,反射波振幅等于入射波振幅,那么形成的驻波,波腹为入射波振幅的两倍,波节为 0,驻波比为无穷大。当完全匹配时,波腹和波节相等,驻波比为 1. 实际射频威廉希尔官方网站 设计中,完全匹配状态时不可能存在的。
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