界说和布景
在RF传输体系中，驻波比(SWR)用来衡量RF信号从功率发射源经过传输线，终究送入负载的传输功率。例如，功率放大器经过一段传输线连接到天线。
SWR反映了入射波与反射波的比率，SWR越高标明传输线功率越低、反射能量越大，或许导致发射机损坏，下降发射功率。因为SWR一般用电压比表明，也称为电压驻波比(VSWR)。
VSWR和体系功率
一个抱负体系是从功率源100%地将能量传送到负载，这需求信号源阻抗、传输线及其它连接器的特征阻抗与负载阻抗准确匹配。因为抱负的传输进程不存在搅扰，信号交流电压在传输线两头坚持相同。
而在实践体系中，阻抗失配将会导致部分功率反射到信号源(好像一个回波)。反射引起叠加和相消搅扰，从而在不同时刻、不同间隔在传输线上发生电压波峰、波谷。VSWR用于衡量这些电压的改变，它是传输线上任何方位的最高电压与最低电压之比。
因为抱负体系中电压坚持不变，其VSWR为1.0，一般表明为1:1。发生反射时，电压发生改变，VSWR会增大，例如，使VSWR抵达1.2或1.2:1。
反射能量
当入射波抵达鸿沟，例如，经过无损传输线抵达负载时(图1)，一部分能量传送到负载，而另一部分能量则会反射回去。反射系数表明入射波与反射波的比：
| Γ = V-/V+ | (Eq. 1) |
式中，V-是反射波，V+是入射波。VSWR与电压反射系数(Γ)的关系为：
| VSWR = (1 + |Γ|)/(1 – |Γ|) | (Eq. 2) |
图1.传输线电路阐明晰传输线与负载之间的阻抗失配，在鸿沟发生的反射为Γ，入射波为V+、反射波是V-。
能够直接运用SWR计丈量VSWR，矢量网络分析仪(VNA)等RF测验仪器能够用来丈量输入端口(S11)和输出端口(S22)的反射系数。S11和S22等同于输进口、输出口的反射系数Γ，VNAs数学模型也能够直接用来核算、表征VSWR。
输入和输出端口的回波损耗能够经过反射系数S11或S22核算：
| RLIN= 20log10|S11| dB | (Eq. 3) |
| RLOUT= 20log10|S22| dB | (Eq. 4) |
能够经过传输线的特性阻抗和负载阻抗核算反射系数，公式如下
| Γ = (ZL- ZO)/(ZL+ ZO) | (Eq. 5) |
式中，ZL是负载阻抗，ZO是传输线的特性阻抗(图1)。
VSWR也能够用ZL和ZO表明。把式5代入式2，能够得到：
VSWR = [1 + |(ZL- ZO)/(ZL+ ZO)|]/[1 – |(ZL- ZO)/(ZL+ ZO)|] = (ZL+ ZO+ |ZL- ZO|)/(ZL+ ZO- |ZL- ZO|)
假如ZL> ZO，|ZL- ZO| = ZL- ZO
则：
| VSWR = (ZL+ ZO+ ZL- ZO)/(ZL+ ZO- ZL+ ZO) = ZL/ZO | (Eq. 6) |
假如ZL< ZO，|ZL- ZO| = ZO- ZL
则：
| VSWR = (ZL+ ZO+ ZO- ZL)/(ZL+ ZO- ZO+ ZL) = ZO/ZL | (Eq. 7) |
咱们注意到上面所说到的VSWR是相对于1的比值，例如VSWR为1.5:1。VSWR有两种特殊情况∞:1和1:1。负载开路时，VSWR为∞:1，当负载与传输线特性阻抗彻底匹配时，VSWR为1:1。
VSWR的界说是来自于传输线本身发生的驻波：
| VSWR = |VMAX|/|VMIN| | (Eq. 8) |
其间，VMAX是传输线上驻波电压的最大值，VMIN是传输线上驻波电压的最小值。
最大值由入射波和反射波同向叠加发生：
| VMAX= V++ V- | (Eq. 9) |
最小值由入射波和反射波反向叠加发生：
| VMIN= V+- V- | (Eq. 10) |
把式9和式10代入式8，可得：
| VSWR = |VMAX|/|VMIN| = (V++ V-)/(V+- V-) | (Eq. 11) |
把式1代入式11，得到：
| VSWR = V+(1 + |Γ|)/(V+(1 – |Γ|) = (1 + |Γ|)/(1 – |Γ|) | (Eq. 12) |
式12与本文式2持平。
VSWR检测体系
MAX2016为双通道对数检测器/控制器，它与环行器和衰减器配套运用，用于监测天线的VSWR/回波损耗。MAX2016可输出两路功率检测器的差。
MAX2016与MAX5402数字电位器和MAX1116/MAX1117 ADC组成一个完好的VSWR监测体系(图2)。数字电位器用作MAX2016输出参阅电压的分压器，内部电压基准可供给2mA典型电流，该电压用于设置内部比较器的门限电压(CSETL)。当输出电压高于或低于门限电压(COUTL)时，发生报警输出。MAX1116 ADC的作业电压为2.7V至3.6V，MAX1117 ADC的作业电压为4.5V至5.5V。ADC也能够运用MAX2016供给电压基准，ADC与微控制器一起监测天线的VSWR。
图2. 配套ADC用于构建VSWR实时监测体系，用外部数字电位器装备比较器输出(COUTL)报警门限。
总结
本攻略介绍了SWR或VSWR是衡量传输线路缺点和功率的一种方法。VSWR与反射系数相关。比值越高阐明失配越严峻，而1:1是彻底匹配的。匹配或失配取决于驻波的最大和最小起伏。SWR是传输能量与反射能量的比值。MAX2016是用来举例阐明怎么创立一个体系来监测天线的VSWR。
