स्थायी तरंग अनुपात

40 मीटर-बैंड के लिए ऊर्ध्वाधर एचबी9एक्सबीजी एंटीना का एसडब्ल्यूआर

रेडियो फ्रीक्वेंसी इंजीनियरिंग और दूरसंचार में, स्थायी तरंग अनुपात (एसडब्ल्यूआर) संचरण रेखा या वेवगाइड की विशेषता प्रतिबाधा के लिए विद्युत भार के प्रतिबाधा मिलान का माप है। प्रतिबाधा असंगत के परिणामस्वरूप संचरण रेखा के साथ स्थायी तरंगें होती हैं, और एसडब्ल्यूआर को रेखा के साथ नोड (भौतिकी) (न्यूनतम) पर आयाम के लिए एंटीनोड (अधिकतम) पर आंशिक स्थायी तरंग के आयाम के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात (वीएसडब्ल्यूआर) (उच्चारण विज़वार) संचरण रेखा पर अधिकतम से न्यूनतम वोल्टेज का अनुपात है। उदाहरण के लिए, 1.2 के वीएसडब्ल्यूआर का कारण उस रेखा के साथ न्यूनतम वोल्टेज का 1.2 गुना पीक वोल्टेज है, यदि रेखा कम से कम आधी तरंग दैर्ध्य लंबी है।

एसडब्ल्यूआर को संचरण रेखा के धारा (विद्युत) के अधिकतम आयाम और न्यूनतम आयाम, विद्युत क्षेत्र शक्ति, या चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति के अनुपात के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है। संचरण रेखा हानि की उपेक्षा करते हुए, यह अनुपात समान हैं।

पावर स्टैंडिंग वेव अनुपात (पीएसडब्ल्यूआर) को वीएसडब्ल्यूआर के वर्ग के रूप में परिभाषित किया गया है, चूँकि, इस अस्वीकृत शब्द का वास्तव में संचरण में सम्मिलित शक्ति से कोई सीधा भौतिक संबंध नहीं है।

एसडब्ल्यूआर को सामान्यतः एसडब्ल्यूआर मीटर नामक समर्पित उपकरण का उपयोग करके मापा जाता है। चूंकि एसडब्ल्यूआर उपयोग में आने वाली संचरण रेखा की विशेषता प्रतिबाधा के सापेक्ष लोड प्रतिबाधा का माप है (जो साथ वर्णित प्रतिबिंब गुणांक को निर्धारित करता है प्रतिबिंब गुणांक से संबंध), दिया गया एसडब्ल्यूआर मीटर उस प्रतिबाधा की व्याख्या कर सकता है जिसे वह देखता है एसडब्ल्यूआर केवल तभी जब इसे रेखा के समान विशेष विशेषता प्रतिबाधा के लिए डिज़ाइन किया गया था। व्यवहार में इन अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली अधिकांश संचरण लाइनें 50 या 75 ओम की प्रतिबाधा वाली समाक्षीय केबल होती हैं, इसलिए अधिकांश एसडब्ल्यूआर मीटर इनमें से के अनुरूप होते हैं।

रेडियो स्टेशन में एसडब्ल्यूआर की जाँच मानक प्रक्रिया है। यद्यपि ही जानकारी प्रतिबाधा विश्लेषक (या प्रतिबाधा पुल) के साथ लोड की प्रतिबाधा को मापकर प्राप्त की जा सकती है, एसडब्ल्यूआर मीटर इस उद्देश्य के लिए सरल और अधिक सशक्त है। ट्रांसमीटर आउटपुट पर प्रतिबाधा असंगत के परिमाण को मापकर यह एंटीना या संचरण रेखा के कारण होने वाली समस्याओं को प्रकट करता है।

प्रतिबाधा मिलान

Main article: प्रतिबाधा मिलान

एसडब्ल्यूआर का उपयोग रेडियो आवृति (आरएफ) सिग्नल ले जाने वाली संचरण रेखा की विशेषता प्रतिबाधा के साथ लोड के प्रतिबाधा मिलान के माप के रूप में किया जाता है। यह विशेष रूप से ट्रांसमीटर और रिसीवर को उनके एंटीना (रेडियो) से जोड़ने वाली संचरण लाइनों पर प्रयुक्त होता है, साथ ही आरएफ केबल के समान उपयोग जैसे टीवी रिसीवर और वितरण एम्पलीफायरों के लिए केबल टेलीविज़न सम्बन्ध पर भी प्रयुक्त होता है। प्रतिबाधा मिलान तब प्राप्त होता है जब स्रोत प्रतिबाधा भार प्रतिबाधा का सम्मिश्र संयुग्म होता है। इसे प्राप्त करने का सबसे सरल विधि, और संचरण रेखा के साथ हानि को कम करने का विधि, स्रोत और लोड दोनों की सम्मिश्र संख्या का काल्पनिक भाग शून्य होना है, अर्थात, शुद्ध प्रतिरोध, विशेषता प्रतिबाधा के समान है संचरण रेखा जब लोड प्रतिबाधा और संचरण रेखा के मध्य कोई असंगत होता है, तो लोड की ओर भेजी गई आगे की तरंग का भाग संचरण रेखा के साथ स्रोत की ओर वापस परावर्तित हो जाता है। तब स्रोत को उसकी अपेक्षा से भिन्न प्रतिबाधा दिखाई देती है जिसके कारण उसके द्वारा कम (या कुछ स्थितियों में, अधिक) विद्युत की आपूर्ति की जा सकती है, जिसके परिणामस्वरूप संचरण रेखा की विद्युत लंबाई के प्रति बहुत संवेदनशील होता है।

ऐसा असंगत सामान्यतः अवांछित होता है और इसके परिणामस्वरूप संचरण रेखा के साथ तरंगें स्थायी हो जाती हैं जो संचरण रेखा के हानि को बढ़ा देती हैं (उच्च आवृत्तियों और लंबी केबलों के लिए महत्वपूर्ण)। एसडब्ल्यूआर उन स्थायी तरंगों की गहराई का माप है और इसलिए, संचरण रेखा पर लोड के मिलान का माप है। मिलान भार के परिणामस्वरूप 1:1 का एसडब्ल्यूआर होगा जिसका अर्थ है कि कोई परावर्तित तरंग नहीं होगी। अनंत एसडब्ल्यूआर विद्युत शक्ति को अवशोषित करने में असमर्थ भार द्वारा पूर्ण प्रतिबिंब का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें सभी घटना शक्ति वापस स्रोत की ओर परिलक्षित होती है।

यह समझा जाना चाहिए कि ट्रांसमिशन रेखा के साथ लोड का मिलान किसी स्रोत के ट्रांसमिशन रेखा से मेल या किसी स्रोत के ट्रांसमिशन रेखा के माध्यम से देखे गए लोड के मिलान से भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, यदि लोड प्रतिबाधा Z_load और स्रोत प्रतिबाधा Z_source = Z^*_load, के मध्य सही मिलान है, तो वह सही मिलान तब बना रहेगा जब स्रोत और लोड ट्रांसमिशन रेखा के माध्यम से आधे तरंग दैर्ध्य (या a) की विद्युत लंबाई के साथ जुड़े होंते है। किसी भी विशेषता प्रतिबाधा Z₀ की ट्रांसमिशन रेखा का उपयोग करके आधे तरंग दैर्ध्य का गुणक)। चूँकि एसडब्ल्यूआर सामान्यतः 1:1 नहीं होगा जो केवल Z_load और Z₀ पर निर्भर करता है। ट्रांसमिशन रेखा की भिन्न लंबाई के साथ, स्रोत को Z_load की तुलना में भिन्न प्रतिबाधा दिखाई देगी जो स्रोत से अच्छा मेल खा भी सकती है और नहीं भी कभी-कभी यह साभिप्राय किया जाता है, जब क्वार्टर-वेव प्रतिबाधा ट्रांसफार्मर का उपयोग अन्यथा असंगत स्रोत और लोड के मध्य मिलान को उत्तम बनाने के लिए किया जाता है।

चूँकि ट्रांसमीटर और सिग्नल जनरेटर जैसे विशिष्ट आरएफ स्रोत सामान्य ट्रांसमिशन लाइनों की विशिष्ट बाधाओं के अनुरूप 50Ω या 75Ω जैसे विशुद्ध रूप से प्रतिरोधी लोड प्रतिबाधा को देखने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ट्रांसमिशन रेखा पर लोड से मेल खाने वाले स्थितियों में, Z_load = Z₀ सदैव यह सुनिश्चित करता है कि स्रोत को वही लोड प्रतिबाधा दिखाई देगी जैसे कि ट्रांसमिशन रेखा वहां नहीं थी। यह 1:1 एसडब्ल्यूआर के समान है। इस स्थिति (Z_load = Z₀) का यह भी अर्थ है कि स्रोत द्वारा देखा गया भार ट्रांसमिशन रेखा की विद्युत लंबाई से स्वतंत्र है। चूँकि ट्रांसमिशन रेखा के भौतिक खंड की विद्युत लंबाई सिग्नल आवृत्ति पर निर्भर करती है, इस स्थिति के उल्लंघन का कारण है कि ट्रांसमिशन रेखा के माध्यम से स्रोत द्वारा देखा गया प्रतिबाधा आवृत्ति का कार्य बन जाता है (विशेषकर यदि रेखा लंबी है) तथापि Z_load आवृत्ति हो -स्वतंत्र व्यवहार में अच्छा एसडब्ल्यूआर (1:1 के निकट) ट्रांसमीटर के आउटपुट को स्पष्ट प्रतिबाधा देखकर दर्शाता है जो कि इष्टतम और सुरक्षित संचालन के लिए अपेक्षित है।

प्रतिबिंब गुणांक से संबंध

संचरण रेखा के लघु परिपथ सिरे पर घटना तरंग (नीला) पूरी तरह से चरण से बाहर परावर्तित (लाल तरंग) होती है, जिससे शुद्ध वोल्टेज (काला) स्थायी तरंग बनती है। Γ = −1, एसडब्ल्यूआर = ∞.

संचरण रेखा पर स्थायी तरंगें, दोलन की अवधि के दौरान नेट वोल्टेज को विभिन्न रंगों में दिखाया गया है। बाईं ओर से आने वाली तरंग (आयाम = 1) आंशिक रूप से (ऊपर से नीचे) Γ = 0.6, −0.333, और 0.8 ∠60° के साथ परावर्तित होती है। परिणामी एसडब्ल्यूआर = 4, 2, 9.

समान संचरण रेखा में स्थायी तरंग के वोल्टेज अवयव में आगे की तरंग (फ़ेसर आयाम $V_{f}$ के साथ) परावर्तित तरंग (फ़ेसर आयाम $V_{r}$ के साथ) पर आरोपित होती है।

तरंग आंशिक रूप से तब परावर्तित होती है जब संचरण रेखा को उसके विशिष्ट प्रतिबाधा के असमान प्रतिबाधा के साथ समाप्त किया जाता है। परावर्तन गुणांक $\Gamma$ को इस प्रकार परिभाषित किया जा सकता है:

$\Gamma ={\frac {V_{r}}{V_{f}}}.$

या

$\Gamma ={Z_{L}-Z_{o} \over Z_{L}+Z_{o}}$

$\Gamma$ सम्मिश्र संख्या है जो प्रतिबिंब के परिमाण और चरण परिवर्तित किए बिना दोनों का वर्णन करती है। लोड पर मापे गए $\Gamma$ के सबसे सरल स्थिति हैं:

• $\Gamma =-1$: पूर्ण ऋणात्मक प्रतिबिंब, जब रेखा लघु परिपथ होती है,
• $\Gamma =0$: कोई प्रतिबिंब नहीं, जब रेखा पूरी तरह मेल खाती हो,
• $\Gamma =+1$: पूर्ण धनात्मक प्रतिबिंब, जब रेखा रिक्त-परिपथ होती है।

एसडब्ल्यूआर सीधे $\Gamma$ के परिमाण से मेल खाता है

रेखा के साथ कुछ बिंदुओं पर आगे और परावर्तित तरंगें रचनात्मक रूप से हस्तक्षेप करती हैं, बिल्कुल चरण में, जिसके परिणामस्वरूप आयाम $V_{\text{max}}$ उन तरंगों के आयामों के योग द्वारा दिया जाता है:

${\begin{aligned}|V_{\text{max}}|&=|V_{f}|+|V_{r}|\\&=|V_{f}|+|\Gamma V_{f}|\\&=(1+|\Gamma |)|V_{f}|.\end{aligned}}$

अन्य बिंदुओं पर, तरंगें चरण से 180° बाहर हस्तक्षेप करती हैं और आयाम आंशिक रूप से निरस्त हो जाते हैं:

${\begin{aligned}|V_{\text{min}}|&=|V_{f}|-|V_{r}|\\&=|V_{f}|-|\Gamma V_{f}|\\&=(1-|\Gamma |)|V_{f}|.\end{aligned}}$

वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात तब होता है

${\text{VSWR}}={\frac {|V_{\text{max}}|}{|V_{\text{min}}|}}={\frac {1+|\Gamma |}{1-|\Gamma |}}.$

चूँकि $\Gamma$ का परिमाण सदैव [0,1] की सीमा में आता है, एसडब्ल्यूआर सदैव एकता से अधिक या उसके समान होता है। ध्यान दें कि V_f और V_r का चरण दूसरे के विपरीत दिशाओं में ट्रांसमिशन रेखा के साथ परिवर्तित होता रहता है। इसलिए, सम्मिश्र-मूल्य प्रतिबिंब गुणांक $\Gamma$ भी भिन्न होता है, किन्तु केवल चरण में एसडब्ल्यूआर केवल $\Gamma$ के सम्मिश्र परिमाण पर निर्भर होने के साथ यह देखा जा सकता है कि ट्रांसमिशन रेखा के साथ किसी भी बिंदु पर मापा गया एसडब्ल्यूआर (ट्रांसमिशन रेखा हानि की उपेक्षा) समान रीडिंग प्राप्त करता है।

चूँकि आगे और परावर्तित तरंगों की शक्ति प्रत्येक तरंग के कारण वोल्टेज अवयवो के वर्ग के समानुपाती होती है, एसडब्ल्यूआर को आगे और परावर्तित शक्ति के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है:

${\text{SWR}}={\frac {1+{\sqrt {P_{r}/P_{f}}}}{1-{\sqrt {P_{r}/P_{f}}}}}.$

सम्मिलन के बिंदु पर सम्मिश्र वोल्टेज और वर्तमान का प्रतिरूप लेकर, एसडब्ल्यूआर मीटर उस विशेषता प्रतिबाधा के लिए संचरण रेखा पर प्रभावी आगे और प्रतिबिंबित वोल्टेज की गणना करने में सक्षम है जिसके लिए एसडब्ल्यूआर मीटर डिजाइन किया गया है। चूँकि आगे और परावर्तित शक्ति आगे और परावर्तित वोल्टेज के वर्ग से संबंधित होती है, कुछ एसडब्ल्यूआर मीटर आगे और परावर्तित शक्ति को भी प्रदर्शित करते हैं।

लोड R_L के विशेष स्थिति में जो पूरी तरह प्रतिरोधी है किन्तु ट्रांसमिशन लाइन Z₀ की विशेषता प्रतिबाधा के समान नहीं है, एसडब्ल्यूआर केवल उनके अनुपात द्वारा दिया जाता है:

${\text{SWR}}=\max \left\{{\frac {R_{\text{L}}}{\,Z_{\text{0}}\,}}\,,{\frac {\,Z_{\text{0}}\,}{R_{\text{L}}}}\right\}$

एकता से अधिक मान प्राप्त करने के लिए अनुपात या उसके व्युत्क्रम को चुना जाता है।

स्थायी तरंग पैटर्न

समय t के फलन के रूप में आवृत्ति $\nu ,$ वास्तविक (वास्तविक) वोल्टेज V_actual पर सिग्नल के लिए वोल्टेज आयाम के लिए सम्मिश्र नोटेशन का उपयोग करके सम्मिश्र वोल्टेज से संबंधित समझा जाता है:

$V_{\text{actual}}={\mathcal {R_{e}}}(e^{i2\pi \nu t}V)~.$

इस प्रकार कोष्ठक के अंदर सम्मिश्र मात्रा के वास्तविक भाग को लेते हुए, वास्तविक वोल्टेज में आवृत्ति ν पर साइन तरंग होती है जिसका चरम आयाम V के सम्मिश्र परिमाण के समान होता है और सम्मिश्र V के चरण द्वारा दिए गए चरण के साथ होता है। x द्वारा दी गई ट्रांसमिशन लाइन के साथ स्थिति, x₀ पर स्थित लोड में समाप्त होने वाली लाइन के साथ आगे और रिवर्स तरंगों के सम्मिश्र आयामों को इस प्रकार लिखा जाएगा:

${\begin{aligned}V_{f}(x)&=e^{-ik(x-x_{0})}A\\V_{r}(x)&=\Gamma e^{ik(x-x_{0})}A\end{aligned}}$

कुछ सम्मिश्र आयाम A के लिए ( x₀ पर आगे की तरंग के अनुरूप)। यहां k ट्रांसमिशन लाइन के साथ निर्देशित तरंग दैर्ध्य के कारण तरंग संख्या है। ध्यान दें कि कुछ उपचार चरणों का उपयोग करते हैं जहां समय निर्भरता $e^{-i2\pi \nu t}$ और स्थानिक निर्भरता (+x दिशा में तरंग के लिए) $e^{+ik(x-x_{0})}$ के अनुसार होती है और V_actual स्थानिक निर्भरता (+x दिशा में तरंग के लिए)।

सुपरपोजिशन सिद्धांत के अनुसार किसी भी बिंदु पर उपस्थित नेट वोल्टेज x संचरण रेखा पर आगे और परावर्तित तरंगों के कारण वोल्टेज के योग के समान है:

${\begin{aligned}V_{\text{net}}(x)&=V_{f}(x)+V_{r}(x)\\&=e^{-ik(x-x_{0})}\left(1+\Gamma e^{i2k(x-x_{0})}\right)A\end{aligned}}$

चूँकि हम रेखा के अनुदिश V_net के परिमाण की विविधताओं में रुचि रखते हैं (x के फलन के रूप में), हम इसके अतिरिक्त उस मात्रा के वर्ग परिमाण को हल करेंगे, जो गणित को सरल बनाता है। वर्ग परिमाण प्राप्त करने के लिए हम उपरोक्त मात्रा को उसके सम्मिश्र संयुग्म से गुणा करते हैं:

${\begin{aligned}|V_{\text{net}}(x)|^{2}&=V_{\text{net}}(x)V_{\text{net}}^{*}(x)\\&=e^{-ik(x-x_{0})}\left(1+\Gamma e^{i2k(x-x_{0})}\right)A\,e^{+ik(x-x_{0})}\left(1+\Gamma ^{*}e^{-i2k(x-x_{0})}\right)A^{*}\\&=\left[1+|\Gamma |^{2}+2\,\operatorname {\mathcal {R_{e}}} (\Gamma e^{i2k(x-x_{0})})\right]|A|^{2}\end{aligned}}$

तीसरे पद के चरण के आधार पर, स्थायी तरंग अनुपात के लिए V_net (समीकरणों में मात्रा का वर्गमूल) के अधिकतम और न्यूनतम मान क्रमशः $(1+|\Gamma |)|A|$ और $(1-|\Gamma |)|A|$ हैं:

${\text{SWR}}={\frac {|V_{\text{max}}|}{|V_{\text{min}}|}}={\frac {1+|\Gamma |}{1-|\Gamma |}}$

$|\Gamma |={\frac {{\text{SWR}}-1}{{\text{SWR}}+1}}$

जैसा कि पहले प्रमाणित किया गया था। रेखा के साथ, $|V_{\text{net}}(x)|^{2}$ के लिए उपरोक्त अभिव्यक्ति को $|V_{\text{min}}|^{2}$ और $|V_{\text{max}}|^{2}$ के मध्य साइनसॉइडल रूप से दोलन करते देखा जाता है।  2π /2k की अवधि के साथ यह आवृत्ति ν के लिए निर्देशित तरंग दैर्ध्य λ =  2π /k का आधा है। इसे उस आवृत्ति की दो तरंगों के मध्य हस्तक्षेप के कारण देखा जा सकता है जो विपरीत दिशाओं में यात्रा कर रही हैं।

उदाहरण के लिए, ट्रांसमिशन लाइन में आवृत्ति ν = 20 MHz (15 मीटर की मुक्त स्थान तरंग दैर्ध्य) पर जिसका वेग कारक है, निर्देशित तरंग दैर्ध्य (अकेले आगे की तरंग के वोल्टेज शिखर के मध्य की दूरी) λ = 10 m . होगी। ऐसे उदाहरणों में जब x = 0 पर अग्र तरंग शून्य चरण (पीक वोल्टेज) पर होती है तो x = 10 m पर भी यह शून्य चरण पर होगी, किन्तु x = 5 m पर यह 180° चरण (शीर्ष ऋणात्मक वोल्टेज) पर होगी। दूसरी ओर, परावर्तित तरंग के साथ इसके जुड़ने से उत्पन्न स्थायी तरंग के कारण वोल्टेज का परिमाण, केवल λ = 5 मीटर की चोटियों के मध्य तरंग दैर्ध्य होगा। तथा भार के स्थान और परावर्तन के चरण के आधार पर, x = 1.3 m पर V_net के परिमाण का शिखर हो सकता है। फिर और शिखर मिलेगा जहां 1/2λ = 5 m . मीटर पर होगा, जबकि यह x = 6.3 m,, 8.8 मीटर, आदि पर स्थायी तरंग की न्यूनतमता खोजता है।

एसडब्ल्यूआर के व्यावहारिक निहितार्थ

एन्सिस एचएफएसएस की सहायता से शेड्यूल वीएसडब्ल्यूआर के अनुसार एंटीना की अनुमानित बैंडविड्थ का उदाहरण

एसडब्ल्यूआर को मापने और जांचने का सबसे सामान्य स्थिति ट्रांसमिटिंग एंटीना (रेडियो) को स्थापित और ट्यूनिंग करना है। जब ट्रांसमीटर फीड रेखा द्वारा एंटीना से जुड़ा होता है, तो एंटीना का एंटीना (रेडियो) प्रतिबाधा फ़ीड रेखा की विशेषता प्रतिबाधा से मेल खाना चाहिए जिससे ट्रांसमीटर उस प्रतिबाधा को देख सके जिसके लिए इसे डिज़ाइन किया गया था (प्रतिबाधा की प्रतिबाधा) फ़ीड रेखा, सामान्यतः 50 या 75 ओम)।

किसी विशेष ऐन्टेना डिज़ाइन की प्रतिबाधा विभिन्न कारकों के कारण भिन्न हो सकती है जिन्हें सदैव स्पष्ट रूप से पहचाना नहीं जा सकता है। इसमें ट्रांसमीटर आवृत्ति (एंटीना के डिजाइन या एंटीना (रेडियो) रेजोनेंट आवृत्ति की तुलना में), एंटीना की ऊंचाई और जमीन की गुणवत्ता, बड़ी धातु संरचनाओं से निकटता, और उपयोग किए जाने वाले कंडक्टरों के स्पष्ट आकार में भिन्नताएं सम्मिलित हैं। एंटीना का निर्माण करें.

जब एंटीना और फ़ीड रेखा में मेल खाने वाली बाधाएं नहीं होती हैं, तो ट्रांसमीटर को अप्रत्याशित बाधा दिखाई देती है, जहां यह अपनी पूरी शक्ति का उत्पादन करने में सक्षम नहीं हो सकता है, और कुछ स्थितियों में ट्रांसमीटर को हानि भी पहुंचा सकता है।

संचरण रेखा में परावर्तित शक्ति औसत धारा को बढ़ाती है और इसलिए लोड को वास्तव में वितरित विद्युत की तुलना में संचरण रेखा में हानि होती है। यह इन परावर्तित तरंगों की आगे की तरंगों के साथ परस्पर क्रिया है जो स्थायी तरंग पैटर्न का कारण बनती है, हमारे द्वारा देखे गए ऋणात्मक परिणामों के साथ उपयोग किया जाता है।

ऐन्टेना की प्रतिबाधा का फ़ीड रेखा की प्रतिबाधा से मिलान कभी-कभी स्वयं ऐन्टेना को समायोजित करके पूरा किया जा सकता है, किन्तु अन्यथा एंटीना ट्यूनर, प्रतिबाधा मिलान उपकरण का उपयोग करना संभव है। फ़ीड रेखा और ऐन्टेना के मध्य ट्यूनर स्थापित करने से फ़ीड रेखा को अपने विशिष्ट प्रतिबाधा के निकट लोड देखने की अनुमति मिलती है, जबकि ट्रांसमीटर की अधिकांश शक्ति (ट्यूनर के अन्दर थोड़ी मात्रा में नष्ट हो सकती है) को एंटीना द्वारा विकिरणित किया जा सकता है। यह अन्यथा अस्वीकार्य फ़ीड बिंदु प्रतिबाधा है। ट्रांसमीटर और फ़ीड रेखा के मध्य ट्यूनर स्थापित करने से फ़ीड रेखा के ट्रांसमीटर छोर पर दिखाई देने वाली प्रतिबाधा को ट्रांसमीटर द्वारा पसंदीदा प्रतिबाधा में परिवर्तित किया जा सकता है। चूँकि, इसके पश्चात् वाले स्थिति में, फ़ीड रेखा में अभी भी उच्च एसडब्ल्यूआर उपस्थित है, जिसके परिणामस्वरूप बढ़ी हुई फ़ीड रेखा हानियों को कम नहीं किया गया है।

उन हानियों की कठिन संचरण रेखा के प्रकार और उसकी लंबाई पर निर्भर करती है। वह सदैव आवृत्ति के साथ बढ़ते हैं। उदाहरण के लिए, अपनी प्रतिध्वनि आवृत्ति से अधिक दूर उपयोग किए जाने वाले निश्चित एंटीना का एसडब्ल्यूआर 6:1 हो सकता है। 3.5 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति के लिए, उस एंटीना को 75 मीटर आरजी-8ए कॉक्स के माध्यम से खिलाया जाता है, स्थायी तरंगों के कारण हानि 2.2 डीबी होगा। चूँकि, आरजी-8ए कॉक्स के 75 मीटर के माध्यम से समान 6:1 असंगत से 146 मेगाहर्ट्ज पर 10.8 डीबी का हानि होगा। इस प्रकार, फीड रेखा के साथ एंटीना का उत्तम मिलान, अर्थात कम एसडब्ल्यूआर, बढ़ती आवृत्ति के साथ तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है, तथापि ट्रांसमीटर देखी गई प्रतिबाधा को समायोजित करने में सक्षम हो (या ट्रांसमीटर और के मध्य एंटीना ट्यूनर का उपयोग किया जाता है) फीड रेखा)।

कुछ प्रकार के संचरण संचरण रेखा पर परावर्तित तरंगों से अन्य ऋणात्मक प्रभाव झेल सकते हैं। एनालॉग टीवी लंबी रेखा पर आगे-पीछे अस्थिर विलंबित सिग्नलों से गोस्ट का अनुभव कर सकता है। एफएम स्टीरियो भी प्रभावित हो सकता है और डिजिटल सिग्नल में विलंबित पल्स का अनुभव हो सकता है जिससे बिट त्रुटियां हो सकती हैं। जब भी किसी सिग्नल के रेखा के नीचे और फिर ऊपर जाने में देरी का समय मॉड्यूलेशन समय स्थिरांक के समान होता है, तो प्रभाव उत्पन्न होते हैं। इस कारण से, इस प्रकार के संचरण के लिए फीडलाइन पर कम एसडब्ल्यूआर की आवश्यकता होती है, तथापि एसडब्ल्यूआर प्रेरित हानि स्वीकार्य हो और ट्रांसमीटर पर मिलान किया गया था।

स्थायी तरंग अनुपात मापने की विधियाँ

स्लॉटेड रेखा. परिवर्तनीय वोल्टेज को मापने के लिए जांच रेखा के साथ चलती है। एसडब्ल्यूआर न्यूनतम वोल्टेज से विभाजित अधिकतम है

स्टैंडिंग वेव अनुपात को मापने के लिए विभिन्न भिन्न-भिन्न विधियों का उपयोग किया जा सकता है। सबसे सहज विधि स्लॉटेड रेखा का उपयोग करती है जो विवृत स्लॉट के साथ संचरण रेखा का खंड है जो जांच को रेखा के विभिन्न बिंदुओं पर वास्तविक वोल्टेज का पता लगाने की अनुमति देता है।

इस प्रकार अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों की सीधे तुलना की जा सकती है। इस विधि का उपयोग वीएचएफ और उच्च आवृत्तियों पर किया जाता है। कम आवृत्तियों पर, ऐसी लाइनें अव्यवहारिक रूप से लंबी होती हैं।

पावर डिवाइडर और दिशात्मक कप्लर्स का उपयोग माइक्रोवेव आवृत्तियों के माध्यम से एचएफ पर किया जा सकता है। कुछ चौथाई तरंग या उससे अधिक लंबे होते हैं, जो उनके उपयोग को उच्च आवृत्तियों तक सीमित करता है। अन्य प्रकार के दिशात्मक युग्मक संचरण पथ में बिंदु पर वर्तमान और वोल्टेज का प्रतिरूप लेते हैं और गणितीय रूप से उन्हें इस तरह से संयोजित करते हैं जैसे कि दिशा में बहने वाली शक्ति का प्रतिनिधित्व करते हैं।

अव्यवसायी संचालन में उपयोग किए जाने वाले सामान्य प्रकार के एसडब्ल्यूआर/पावर मीटर में दोहरी दिशात्मक युग्मक हो सकता है। अन्य प्रकार एकल युग्मक का उपयोग करते हैं जिसे किसी भी दिशा में प्रवाहित होने वाली शक्ति का प्रतिरूप लेने के लिए 180 डिग्री घुमाया जा सकता है। इस प्रकार के यूनिडायरेक्शनल कप्लर्स विभिन्न आवृत्ति रेंज और पावर स्तरों के लिए और उपयोग किए गए एनालॉग मीटर के लिए उपयुक्त युग्मन मूल्यों के साथ उपलब्ध हैं।

घूमने योग्य दिशात्मक युग्मक तत्व का उपयोग करने वाला दिशात्मक वाटमीटर।

दिशात्मक युग्मकों द्वारा मापी गई आगे और परावर्तित शक्ति का उपयोग एसडब्ल्यूआर की गणना के लिए किया जा सकता है। गणना गणितीय रूप से एनालॉग या डिजिटल रूप में या अतिरिक्त पैमाने के रूप में मीटर में निर्मित ग्राफिकल विधियों का उपयोग करके या ही मीटर पर दो सुइयों के मध्य क्रॉसिंग बिंदु से पढ़कर की जा सकती है।

उपरोक्त माप उपकरणों का उपयोग रेखा में किया जा सकता है अर्थात, ट्रांसमीटर की पूरी शक्ति मापने वाले उपकरण से निकल सकती है जिससे एसडब्ल्यूआर की निरंतर पर्यवेक्षण की जा सके। अन्य उपकरण, जैसे नेटवर्क विश्लेषक, कम शक्ति वाले दिशात्मक कप्लर्स और एंटीना ब्रिज माप के लिए कम शक्ति का उपयोग करते हैं और इन्हें ट्रांसमीटर के स्थान पर जोड़ा जाना चाहिए। ब्रिज परिपथ का उपयोग लोड प्रतिबाधा के वास्तविक और काल्पनिक भागों को सीधे मापने और एसडब्ल्यूआर प्राप्त करने के लिए उन मानों का उपयोग करने के लिए किया जा सकता है। यह विधियां केवल एसडब्ल्यूआर या फॉरवर्ड और रिफ्लेक्टेड पावर से अधिक जानकारी प्रदान कर सकती हैं।

स्टैंडअलोन एंटीना विश्लेषक विभिन्न माप विधियों का उपयोग करते हैं और आवृत्ति के विरुद्ध प्लॉट किए गए एसडब्ल्यूआर और अन्य मापदंडों को प्रदर्शित कर सकते हैं। दिशात्मक युग्मकों और संयोजन में पुल का उपयोग करके, इन रेखा उपकरण बनाना संभव है जो सीधे सम्मिश्र प्रतिबाधा या एसडब्ल्यूआर में पढ़ता है। स्टैंडअलोन एंटीना विश्लेषक भी उपलब्ध हैं जो विभिन्न मापदंडों को मापते हैं।

पावर स्टैंडिंग वेव अनुपात

पावर स्टैंडिंग वेव अनुपात (पीएसडब्ल्यूआर) शब्द को कभी-कभी वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात के वर्ग के रूप में संदर्भित और परिभाषित किया जाता है। इस शब्द को व्यापक रूप से भ्रामक बताया गया है।

अभिव्यक्ति "पावर स्टैंडिंग-वेव अनुपात" जो कभी-कभी सामने आ सकती है वह और भी अधिक भ्रामक है क्योंकि हानि-मुक्त रेखा और एनबीएसपी के साथ विद्युत् वितरण स्थिर होता है ;...

— जे.एच. ग्रिडली (2014)

चूँकि यह एसडब्ल्यूआर के प्रकार के माप के अनुरूप है, जो पहले माइक्रोवेव आवृत्तियों, स्लॉटेड रेखा पर मानक माप उपकरण था। स्लॉटेड रेखा वेवगाइड (या हवा से भरी समाक्षीय रेखा) होती है जिसमें छोटा सेंसिंग एंटीना जो क्रिस्टल संसूचक या संसूचक का भाग होता है, को रेखा में विद्युत क्षेत्र में रखा जाता है। ऐन्टेना में प्रेरित वोल्टेज को या तो डायोड सेमीकंडक्टर डायोड या प्वाइंट कॉन्टैक्ट डायोड (क्रिस्टल रेक्टिफायर) या संसूचक में सम्मिलित शोट्की बैरियर डायोड द्वारा ठीक किया जाता है। इन संसूचक में निम्न स्तर के इनपुट के लिए वर्ग नियम आउटपुट होता है। इसलिए रीडिंग स्लॉट के साथ विद्युत क्षेत्र के वर्ग, E²(x) के अनुरूप होती है, जैसे ही जांच को स्लॉट के साथ ले जाया जाता है, E²_max और E²_min की अधिकतम और न्यूनतम रीडिंग पाई जाती है। इनके अनुपात से एसडब्ल्यूआर, तथाकथित पीएसडब्ल्यूआर का वर्ग प्राप्त होता है।

शब्दों के युक्तिकरण की यह तकनीक समस्याओं से भरी है। संसूचक डायोड का स्क्वायर-लॉ संसूचक व्यवहार केवल तभी प्रदर्शित होता है जब डायोड में वोल्टेज डायोड के कनी से नीचे होता है। जब पता चला वोल्टेज कनी से अधिक हो जाता है, तो डायोड की प्रतिक्रिया लगभग रैखिक हो जाती है। इस मोड में डायोड और उससे जुड़े फ़िल्टरिंग कैपेसिटर वोल्टेज उत्पन्न करते हैं जो सैंपल किए गए वोल्टेज के शिखर के समानुपाती होता है। ऐसे संसूचक के ऑपरेटर के पास इस बात का कोई तैयार संकेत नहीं होगा कि संसूचक डायोड किस मोड में कार्य कर रहा है और इसलिए एसडब्ल्यूआर या तथाकथित पीएसडब्ल्यूआर के मध्य परिणामों को भिन्न करना व्यावहारिक नहीं है। संभवतः इससे भी व्यर्थ, यह सामान्य स्थिति है जहां न्यूनतम पता लगाया गया वोल्टेज कनी के नीचे है और अधिकतम वोल्टेज कनी के ऊपर है। इस स्थिति में, गणना किए गए परिणाम अधिक सीमा तक अर्थहीन हैं। इस प्रकार पीएसडब्ल्यूआर और पावर स्टैंडिंग वेव रेशियो शब्द अप्रचलित हैं और इन्हें केवल विरासत माप परिप्रेक्ष्य से ही माना जाना चाहिए।

चिकित्सा अनुप्रयोगों पर एसडब्ल्यूआर के निहितार्थ

एसडब्ल्यूआर माइक्रोवेव-आधारित चिकित्सा अनुप्रयोगों के प्रदर्शन पर भी हानिकारक प्रभाव डाल सकता है। माइक्रोवेव इलेक्ट्रोसर्जरी में एंटीना जिसे सीधे ऊतक में रखा जाता है, उसका फीडलाइन के साथ सदैव इष्टतम मिलान नहीं हो सकता है जिसके परिणामस्वरूप एसडब्ल्यूआर होता है। एसडब्ल्यूआर की उपस्थिति विद्युत के स्तर को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले पर्यवेक्षण अवयवो को प्रभावित कर सकती है, जिससे ऐसे मापों की विश्वसनीयता प्रभावित होती है।

यह भी देखें

• एंटीना ट्यूनर ("ट्रांसमैच")
• प्रतिबाधा
• प्रतिबाधा मिलान
• असंबद्ध हानि
• लूज विवरणी
• एसडब्ल्यूआर मीटर
• टाइम-डोमेन रिफ्लेक्टोमीटर
• कुल सक्रिय परावर्तन गुणांक

संदर्भ

•  This article incorporates public domain material from Federal Standard 1037C. General Services Administration. (in support of MIL-STD-188).

अग्रिम पठन

• Understanding the Fundamental Principles of Vector Network Analysis (PDF) (Report). Application note. Vol. 1287–1. Hewlett-Packard. 1997. Archived (PDF) from the original on 2022-10-09.

बाहरी संबंध

• "Standing wave diagram". poynting.herokuapp.com. — A web application that draws the Standing Wave Diagram and calculates the एसडब्ल्यूआर, input impedance, reflection coefficient and more
• "Reflection and VSWR". fourier-series.com. RF concepts. — A flash demonstration of transmission line reflection and एसडब्ल्यूआर
• "VSWR". telestrian.co.uk. — An online conversion tool between एसडब्ल्यूआर, return loss and reflection coefficient
• "Online VSWR Calculator". emtalk.com.
• "VSWR tutorial". electronics-notes.com. antennas & propagation. — Series of pages dealing with all aspects of VSWR, reflection coefficient, return loss, practical aspects, measurement, etc.