陳 玲

濟(jì)南市歷城廣播電視臺(tái)，山東 濟(jì)南 250100

在廣播電視天饋線(xiàn)系統(tǒng)中，電壓駐波比（VSWR）是射頻技術(shù)中最常用的參數(shù)，用來(lái)衡量各工作部件之間的匹配是否良好。它是衡量發(fā)射系統(tǒng)是否高效工作的一個(gè)重要參數(shù)。在傳輸線(xiàn)理論中，電壓駐波比是指?jìng)鬏斁€(xiàn)處于行波工作狀態(tài)時(shí)，電壓振幅最大值與最小值比值的絕對(duì)值，是一個(gè)表示傳輸線(xiàn)上駐波成分多少的參數(shù)，電壓駐波比越大，表示傳輸線(xiàn)上所含的駐波成分越多，也就是反射波越大。實(shí)際工作中我們總希望電壓駐波比越小越好（理想值為1），但在實(shí)際應(yīng)用中，由于各方面的因素，不可能達(dá)到理想的狀況。對(duì)其做一個(gè)了解學(xué)習(xí)有助于我們更好地搞好廣播電視技術(shù)，保障安全優(yōu)質(zhì)播出。

首先我們要了解VSWR與標(biāo)稱(chēng)阻抗。發(fā)射機(jī)與天線(xiàn)匹配的條件是兩者阻抗的電阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果發(fā)射機(jī)的阻抗不同，要求天線(xiàn)的阻抗也不同。在電子管時(shí)代，發(fā)射機(jī)的輸出阻抗多為幾百歐姆。而現(xiàn)代不論是晶體管還是固態(tài)無(wú)線(xiàn)發(fā)射機(jī)的天線(xiàn)標(biāo)稱(chēng)阻抗多為50Ω，因此，VSWR表也是按50Ω設(shè)計(jì)標(biāo)度的。

1 為什么要研究電壓駐波比VSWR

VSWR的理想值是1，如果VSWR的值過(guò)高，不僅會(huì)降低發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的工作效率，有時(shí)甚至給發(fā)送設(shè)備和天線(xiàn)饋電系統(tǒng)帶來(lái)很大危害。

1）VSWR值過(guò)高，說(shuō)明天線(xiàn)饋電中反射波的成分多，發(fā)射機(jī)的輸出功率相當(dāng)一部分被反射回來(lái)而沒(méi)有由天線(xiàn)發(fā)射出去，因而降低了發(fā)射機(jī)的發(fā)射效率。

2）VSWR值過(guò)高，會(huì)損壞發(fā)送設(shè)備。多數(shù)發(fā)射機(jī)VSWR不能過(guò)高，因?yàn)槿绻瓷涞墓β蚀罅?，易使發(fā)送設(shè)備產(chǎn)生自激或過(guò)載。雖然現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)射機(jī)為了保護(hù)機(jī)器，都設(shè)計(jì)有失諧保護(hù)功能和VSWR保護(hù)措施，當(dāng)VSWR過(guò)高時(shí)會(huì)啟動(dòng)設(shè)備的保護(hù)措施自動(dòng)降低發(fā)射功率，但有時(shí)過(guò)高的VSWR仍會(huì)損害發(fā)送設(shè)備。

3）VSWR值過(guò)高，會(huì)損壞天饋系統(tǒng)。當(dāng)VSWR值很高時(shí)，反射波在天線(xiàn)和發(fā)射機(jī)之間來(lái)回反復(fù)時(shí)會(huì)喪失一部分能量而轉(zhuǎn)化為熱能損耗了，這一部分熱量增加了饋線(xiàn)對(duì)熱損耗的承受能力，會(huì)產(chǎn)生破壞作用。 在特殊的情況下，很高VSWR會(huì)引起高電壓在饋線(xiàn)的連接處產(chǎn)生電弧，特別是連接點(diǎn)接觸不好和長(zhǎng)久失修生銹的地方，電弧若穿過(guò)饋線(xiàn)絕緣體的連接處或絞合處，則會(huì)降低該處的耐壓參數(shù)，該地方會(huì)被以后更低的電弧擊穿，因而很高的VSWR會(huì)破壞天饋線(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，減少天線(xiàn)系統(tǒng)的使用年限。

2 影響電壓駐波比VSWR的主要因素有哪些

按照傳輸線(xiàn)的工作原理，如果要將發(fā)信能量高效的發(fā)射到空中，必須做到能量在饋電系統(tǒng)中傳輸時(shí)不損耗或損耗甚小，然而實(shí)際工作中并非理想化，實(shí)際工作的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中有很多影響VSWR的因素，如饋線(xiàn)中存在的阻抗突變點(diǎn)、饋線(xiàn)與其它設(shè)備的連接點(diǎn)接觸不良、跳線(xiàn)的轉(zhuǎn)折角度不合適、饋線(xiàn)制作時(shí)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)沒(méi)能保證、饋線(xiàn)與無(wú)關(guān)導(dǎo)體靠近的地方、發(fā)射機(jī)與饋線(xiàn)失配、饋線(xiàn)與天線(xiàn)失配等，這些都會(huì)使電波在傳輸線(xiàn)上產(chǎn)生損耗和造成能量吸收，從而影響系統(tǒng)的VSWR。這也就是我們常說(shuō)的失諧。

3 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中怎樣測(cè)量電壓駐波比VSWR

目前，各廣播電視發(fā)射臺(tái)正在使用的發(fā)送設(shè)備中，大多數(shù)設(shè)備面板上都配有VSWR表或VSWR指示，操作人員可以通過(guò)該表當(dāng)前指示的大小來(lái)分析天饋線(xiàn)饋電系統(tǒng)，依此來(lái)判斷饋電系統(tǒng)是否工作良好、發(fā)射機(jī)是否高效工作。當(dāng)天線(xiàn)VSWR=1說(shuō)明天線(xiàn)系統(tǒng)和發(fā)射機(jī)滿(mǎn)足匹配條件，發(fā)射機(jī)的能量可以最有效地輸送到天線(xiàn)上，此時(shí)達(dá)到匹配。而如果VSWR不等于1，譬如說(shuō)等于4或更大，那么可能性會(huì)有很多：天線(xiàn)感性失諧，天線(xiàn)容性失諧，天線(xiàn)諧振了但是饋電點(diǎn)不對(duì)等等。在阻抗園圖上，每一個(gè)VSWR數(shù)值都是一個(gè)園，擁有無(wú)窮多個(gè)點(diǎn)。也就是說(shuō)，VSWR數(shù)值相同時(shí)，天線(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)有很多種可能性，因此，兩根天線(xiàn)之間僅用VSWR數(shù)值來(lái)做簡(jiǎn)單的互相比較沒(méi)有太嚴(yán)格的意義。

4 怎樣利用電壓駐波比VSWR的變化檢查天饋系統(tǒng)

因設(shè)備的VSWR表是串接在天線(xiàn)回路中的，所以在參考VSWR正常值的基礎(chǔ)上，任何情況下的VSWR的突升都意味著天饋系統(tǒng)出了毛病，都可通過(guò)VSWR發(fā)生的異常變化來(lái)幫助我們分析判斷天饋系統(tǒng)是否出了故障。

1）VSWR數(shù)值不穩(wěn)定：特別是在有風(fēng)的情況下，VSWR變化更沒(méi)有規(guī)律，遇到這種情況很可能是天線(xiàn)連接不可靠，請(qǐng)檢查發(fā)射機(jī)、天線(xiàn)和饋線(xiàn)三者之間以及饋線(xiàn)接頭處的連點(diǎn)。

2）VSWR突然變得很高了：這種情況發(fā)生說(shuō)明發(fā)射機(jī)輸出與天饋線(xiàn)系統(tǒng)的連接點(diǎn)或天饋線(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)短路點(diǎn)，引起VSWR的升高，使發(fā)射機(jī)輸出功率下降。原因主要是天線(xiàn)系統(tǒng)不諧振時(shí)，因而阻抗存在很大電抗分量時(shí)，發(fā)射機(jī)末級(jí)器件可能需要承受較大的瞬間過(guò)電壓。早期技術(shù)不很成熟時(shí)，高VSWR容易造成射頻末級(jí)功率器件的損壞。因此，將VSWR控制在較低的數(shù)值，例如3以?xún)?nèi)，是必要的。現(xiàn)在設(shè)備具有比較完備的高VSWR保護(hù)，當(dāng)在線(xiàn)測(cè)量到的VSWR過(guò)高時(shí)，會(huì)自動(dòng)降低驅(qū)動(dòng)功率，所以燒末級(jí)的危險(xiǎn)比以前電子管、晶體管時(shí)代降低了很多，但是仍然不要大意。

3）VSWR讀數(shù)特別的大：遇到這種情況應(yīng)檢查天線(xiàn)是否開(kāi)路或短路了。對(duì)正在工作的設(shè)備，應(yīng)立即關(guān)機(jī)，停止工作，查出原因，修復(fù)后再開(kāi)機(jī)工作。

5 如何降低電壓駐波比VSWR值

1）除選擇與主機(jī)匹配性能良好的天線(xiàn)外，最有效的方法也是最常用的方法，就是在發(fā)射機(jī)的輸出端增加匹配網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)匹配網(wǎng)絡(luò)的變化來(lái)人為的實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)與終端負(fù)載（天饋系統(tǒng)）的匹配，以達(dá)到減小VSWR的目的。

2）定期檢測(cè)天饋線(xiàn)系統(tǒng)，做好檢修記錄進(jìn)行比對(duì)，它能使我們防患于未然，更好地保障安全播出。

[1]電波傳播與通信天線(xiàn).解放軍出版社，1985，1.