VSWR(定在波比)の計算
ケーブルなどの特性インピーダンスと、つないだ先(負荷)のインピーダンスを入れると、反射係数・VSWR(定在波比)・反射される電力の割合を計算します。
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
計算方法
反射係数 Γ =(負荷インピーダンス − 特性インピーダンス)÷(負荷インピーダンス + 特性インピーダンス)
VSWR =(1 + |Γ|)÷(1 − |Γ|)
反射される電力 = 入射電力 × Γ²、リターンロス = −20 × log10(|Γ|)
例:特性インピーダンス50Ω、負荷インピーダンス75Ωなら、Γ=(75−50)÷(75+50)=0.2、VSWRは(1+0.2)÷(1−0.2)=1.5です。
VSWRが1のとき、反射がまったくない完全な整合の状態です。数字が大きいほど、反射が多く、送りたい電力がうまく伝わらないことを表します。
式の意味を説明します。ケーブルと負荷のインピーダンスがそろっていないと、送った電力の一部が跳ね返ってきます。その跳ね返りの大きさが反射係数です。2つの値の差を和で割るので、値が等しいときは0になり、反射は起きません。VSWRは、進む波と戻る波が重なってできる電圧の、山と谷の比です。反射が0なら1.000になります。
例:特性インピーダンス75Ωに112.5Ωの負荷をつなぐと、Γは0.2000、VSWRは1.500です。入射15Wなら反射される電力は0.600W、リターンロスは13.98dBです。
気をつけること。この計算は、インピーダンスが純抵抗であることを前提にした目安です。実際のアンテナやケーブルは周波数によってリアクタンスを持つため、値はずれます。正確な値はアンテナアナライザーなどの測定器で確かめてください。ケーブル自体の損失は入っていません。
出典:VSWR(定在波比)・反射係数・リターンロスの定義式(伝送線路理論の基本公式)
よくある質問
VSWRはいくつが理想?
1.0が理想(反射なし)です。実用上は、1.5以下ならおおむね良好、2.0を超えると整合をとり直したほうがよいとされることが多いです。
VSWRが大きいとどうなる?
送信した電力の一部が反射して戻ってきてしまい、アンテナやケーブルに伝わる電力が減ったり、送信機に負担がかかったりします。
負荷インピーダンスが特性インピーダンスと同じだと?
反射係数は0になり、VSWRは1(完全な整合)になります。