电压驻波比VSWR对广播电视天馈线系统的影响

陈 玲

济南市历城广播电视台，山东 济南 250100

在广播电视天馈线系统中，电压驻波比（VSWR）是射频技术中最常用的参数，用来衡量各工作部件之间的匹配是否良好。它是衡量发射系统是否高效工作的一个重要参数。在传输线理论中，电压驻波比是指传输线处于行波工作状态时，电压振幅最大值与最小值比值的绝对值，是一个表示传输线上驻波成分多少的参数，电压驻波比越大，表示传输线上所含的驻波成分越多，也就是反射波越大。实际工作中我们总希望电压驻波比越小越好（理想值为1），但在实际应用中，由于各方面的因素，不可能达到理想的状况。对其做一个了解学习有助于我们更好地搞好广播电视技术，保障安全优质播出。

首先我们要了解VSWR与标称阻抗。发射机与天线匹配的条件是两者阻抗的电阻分量相同、感抗部分互相抵消。如果发射机的阻抗不同，要求天线的阻抗也不同。在电子管时代，发射机的输出阻抗多为几百欧姆。而现代不论是晶体管还是固态无线发射机的天线标称阻抗多为50Ω，因此，VSWR表也是按50Ω设计标度的。

1 为什么要研究电压驻波比VSWR

VSWR的理想值是1，如果VSWR的值过高，不仅会降低发射机系统的工作效率，有时甚至给发送设备和天线馈电系统带来很大危害。

1）VSWR值过高，说明天线馈电中反射波的成分多，发射机的输出功率相当一部分被反射回来而没有由天线发射出去，因而降低了发射机的发射效率。

2）VSWR值过高，会损坏发送设备。多数发射机VSWR不能过高，因为如果反射的功率大了，易使发送设备产生自激或过载。虽然现代生产的发射机为了保护机器，都设计有失谐保护功能和VSWR保护措施，当VSWR过高时会启动设备的保护措施自动降低发射功率，但有时过高的VSWR仍会损害发送设备。

3）VSWR值过高，会损坏天馈系统。当VSWR值很高时，反射波在天线和发射机之间来回反复时会丧失一部分能量而转化为热能损耗了，这一部分热量增加了馈线对热损耗的承受能力，会产生破坏作用。 在特殊的情况下，很高VSWR会引起高电压在馈线的连接处产生电弧，特别是连接点接触不好和长久失修生锈的地方，电弧若穿过馈线绝缘体的连接处或绞合处，则会降低该处的耐压参数，该地方会被以后更低的电弧击穿，因而很高的VSWR会破坏天馈线系统的技术指标，减少天线系统的使用年限。

2 影响电压驻波比VSWR的主要因素有哪些

按照传输线的工作原理，如果要将发信能量高效的发射到空中，必须做到能量在馈电系统中传输时不损耗或损耗甚小，然而实际工作中并非理想化，实际工作的发射机系统中有很多影响VSWR的因素，如馈线中存在的阻抗突变点、馈线与其它设备的连接点接触不良、跳线的转折角度不合适、馈线制作时设计的标准技术参数没能保证、馈线与无关导体靠近的地方、发射机与馈线失配、馈线与天线失配等，这些都会使电波在传输线上产生损耗和造成能量吸收，从而影响系统的VSWR。这也就是我们常说的失谐。

3 设备运转中怎样测量电压驻波比VSWR

目前，各广播电视发射台正在使用的发送设备中，大多数设备面板上都配有VSWR表或VSWR指示，操作人员可以通过该表当前指示的大小来分析天馈线馈电系统，依此来判断馈电系统是否工作良好、发射机是否高效工作。当天线VSWR=1说明天线系统和发射机满足匹配条件，发射机的能量可以最有效地输送到天线上，此时达到匹配。而如果VSWR不等于1，譬如说等于4或更大，那么可能性会有很多：天线感性失谐，天线容性失谐，天线谐振了但是馈电点不对等等。在阻抗园图上，每一个VSWR数值都是一个园，拥有无穷多个点。也就是说，VSWR数值相同时，天线系统的状态有很多种可能性，因此，两根天线之间仅用VSWR数值来做简单的互相比较没有太严格的意义。

4 怎样利用电压驻波比VSWR的变化检查天馈系统

因设备的VSWR表是串接在天线回路中的，所以在参考VSWR正常值的基础上，任何情况下的VSWR的突升都意味着天馈系统出了毛病，都可通过VSWR发生的异常变化来帮助我们分析判断天馈系统是否出了故障。

1）VSWR数值不稳定：特别是在有风的情况下，VSWR变化更没有规律，遇到这种情况很可能是天线连接不可靠，请检查发射机、天线和馈线三者之间以及馈线接头处的连点。

2）VSWR突然变得很高了：这种情况发生说明发射机输出与天馈线系统的连接点或天馈线系统出现短路点，引起VSWR的升高，使发射机输出功率下降。原因主要是天线系统不谐振时，因而阻抗存在很大电抗分量时，发射机末级器件可能需要承受较大的瞬间过电压。早期技术不很成熟时，高VSWR容易造成射频末级功率器件的损坏。因此，将VSWR控制在较低的数值，例如3以内，是必要的。现在设备具有比较完备的高VSWR保护，当在线测量到的VSWR过高时，会自动降低驱动功率，所以烧末级的危险比以前电子管、晶体管时代降低了很多，但是仍然不要大意。

3）VSWR读数特别的大：遇到这种情况应检查天线是否开路或短路了。对正在工作的设备，应立即关机，停止工作，查出原因，修复后再开机工作。

5 如何降低电压驻波比VSWR值

1）除选择与主机匹配性能良好的天线外，最有效的方法也是最常用的方法，就是在发射机的输出端增加匹配网络，通过匹配网络的变化来人为的实现发射机与终端负载（天馈系统）的匹配，以达到减小VSWR的目的。

2）定期检测天馈线系统，做好检修记录进行比对，它能使我们防患于未然，更好地保障安全播出。

[1]电波传播与通信天线.解放军出版社，1985，1.