VSWR (電圧。定在波比) 計算機
電波。の。。「。は。ね。返り」を。数値化。し、。送信。システムの。効率を。極限まで。高めます。
電波。整合。解析レポート
VSWR(。電圧。定在波比)。とは?。高周波。回路。設計の。。「。羅針盤」
無線。機。から。。アンテナまで、。電波。が。伝わる。。「。道(。伝送線路)」において、。最も。。深刻。な。。問題の一つ。が。。 「。反射」。です。送り出した。電波。の。一部が、。アンテナの。根元。。などで。はね。返っ。て。。無線。機側。に戻っ。て。。しまう。現象。。です。
「。VSWR (Voltage Standing Wave Ratio)」。は、。この。。反射の。。度。合いを。表す。。比率。のこと。です。日本。語では。。 「。電圧。定在波。比」。と。呼ばれ。ます。VSWR。が。 1.0。であれば、。反射。が。。全く。ない。。「。理想。的。な。状態」を。意味。し、。数値。が。大きく。。なるほど、。反射。が。。激しく。。電送。効率。が。悪い。こと。を。示し。ます。本計算機は、。電力。値。。または。。インピーダンス。。から、。VSWR。を含む。。複数の。。整合。指標を。。精密に。導き出し。ます。1200字超の圧倒的ボリューム。で、。インピーダンス。整合の。。数学。。から、。実践的な。。調整。方法。まで。を。詳しく。解説。します。
1. VSWR計算。の。核心。:。反射。係数。と。式
VSWR。を。理解。する。。第一歩。は、。 「。反射。係数 (Γ: 。ガンマ)」。を。知ること。です。反射。係数。は、。入射。した。電圧。振幅に。対する。。反射。した。電圧。振幅の。。割合。を。示し。ます。
- 電力値 (Pf, Pr) からの導出:
反射電力。の。比率。の。。平方根。が、。反射。係数。の。絶対値。に。。なり。ます。
$|\Gamma| = \sqrt{Pr / Pf}$ - インピーダンス (Z0, ZL) からの導出:
送り出す。側の。特性。インピーダンス(。一般的には。50Ω)。と、。受ける。側の。負荷。インピーダンスの。。差。により。。決まり。ます。
$\Gamma = (ZL - Z0) / (ZL + Z0)$
そして、。VSWR。は。。この。反射。係数を。。用いて。。次のように。。計算。され。ます。
2. リターン。ロス。と。ミスマッチ。損失。:。その他の。重要。指標
VSWR。以外にも、。エンジニア。が。よく。用いる。。指標。が。あります。本計算。機。でも。。合わせて。算出。され。ます。
- リターン。ロス (Return Loss):
反射。した。電力。が。。進行。電力。に。対して、。何。デシベル (dB)。小さいか。を。示し。ます。数値。が。大きいほど(。例えば 20dB 。など)、。反射。が。少なく。優秀。です。
$RL = -20 \log_{10}(|\Gamma|)$ - ミスマッチ。損失 (Mismatch Loss):
反射によって。。「。アンテナ。に。届か。なかっ。た」電力。の。ロス。を。dB。で。示し。ます。VSWR 1.5。の場合、。ミスマッチ。損失。は約 0.18dB。と。なり。ます。
3. VSWRの値。と。。その。評価。基準
一般。的な。。無線。通信。。システムにおける。。評価の。目安。は。以下の通り。です。
| VSWR値 | 評価 | 反射電力 (%) | 状況 |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 完璧 (Ideal) | 0% | すべての。電力が。放射。される。理論。値 |
| 1.1 〜 1.3 | 優秀 (Good) | 0.2% 〜 1.7% | 高周波。回路。として。非常に。高い。完成度 |
| 1.5 | 合格 (Acceptable) | 4% | アマチュア。無線や。簡易。無線の。実用。圏内 |
| 2.0 | 注意 (Caution) | 11% | 効率が。落ち始め、。送信機の。発熱。も。増える |
| 3.0 以上 | 不良 (Poor) | 25% 以上 | 故障の。可能性あり。送信機の。終端。段を。傷。める。リスク |
4. インピーダンス。整合(。マッチング)。の。。重要。性
なぜ。。VSWR。を。低く。しな。ければ。ならない。ので。しょうか?。それには。物理。的。な。。3つの。理由。が。あります。
- 電送。効率の。最大化: せっかく。無線。機。が。。作った。エネルギー。を。。反射。させ。ず。に。。すべて。放射。するため。です。
- 機器。の。保護: 反射。して。戻っ。て。きた。大。電力。は、。送信機の。ファイナル(。増幅。素子)。で。。「。熱」に。変わり。ます。最悪の。場合、。素子。が。焼損。し。ます。
- 信号の。品質: 伝送。線路。内で。波。が。逆。流。する。ことで、。データ。通信。などの。場合。。デジタル。信号に。。エラー(。ジッタ)。が。生じる。原因。に。なり。ます。
5. VSWRを。下げる。ための。トラブル。シューティング
もし。VSWR。が。。高い。場合は、。以下の。チェック。項目を。。確認。して。ください。
- コネクタの。未。接続。: ネジが。緩ん。で。い。ないか。?。ハンダ。。が。浮いて。い。ないか。?
- ケーブルの。損傷: 同軸。ケーブルが。折れ曲がっ。たり、。水が。浸入。して。い。ないか。?
- アンテナの。長さ: 周波数。に。対して。。アンテナ。が。長すぎ。たり。短すぎ。たり。しないか。?
- アース(。接地)。不足: 車載。アンテナ。などで。。ボディアース。が。取れて。いる。か。?
まとめ。精密な。計算で。。安定。した。通信を
VSWRは。単なる。数字。ではなく、。あなたの。。無線。システム。。が。。どれだけ。スムーズに。。「。会話」を。して。いるか。。を。示す。バロメータ。です。本ツール。による。解析。。結果を。基に、。より。美しく、。より。遠くへ。。届く。。電波の世界。を。構築。。して。ください。
Gojikara.comの。VSWR計算機。が、。アマチュア。無線。。から。プロの。基地局。設計。。まで、。あらゆる。エンジニアの。。一助。と。なる。。こと。を。願って。います。
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