SWR, VSWR, SVR, PSV, PSW, ČSV a útlum odrazu

Na českých i slovenských radioamatérských stránkách v mnoha případech panuje jistá bezradnost v používání těchto zkratek. Připomeňme si například několik odkazů:  [1], [2], [3], [4] a celou řadu dalších. Nebudu chodit okolo horké kaše a řekněme si přímo, co ty zkratky znamenají:

SWR - standing wave ratio (poměr stojatých vln)  - protože vyjadřuje poměr dvou veličin, měl by se udávat v rozměru X : 1, kde X může nabývat hodnot 1 až nekonečno. Vyjadřuje (primárně) poměr výkonu elektromagnetické vlny postupující po vedení v dopředném směru (od zdroje k zátěži) vůči výkonu odraženého od nepřizpůsobení mezi impedancí vedení a zátěží. Vzhledem k tomu, že dopředná i odražená elektromagnetická vlna má stejný kmitočet (jen jiný výkon), vytvoří se v takovém případě na vedení stojaté vlnění, kde se na konkrétních místech vedení střídají maxima a minima VF napětí a minima a maxima VF proudu. Protože se lépe měří minima a maxima napětí stojatého vlnění, vyjadřuje se někdy také jako VSWR:

VSWR - voltage of standing wave ratio (poměr napětí stojatých vln) - jde o poměr amplitud napětí, nikoli výkonu. Ve své podstatě znamená (v rozměru VF napětí, nikoli výkonu) totéž, co SWR a proto by se také měl udávat v rozměru X : 1, kde X představuje rozdíl maxim a minim napětí stojaté vlny na vedení.

SVR - tahle zkratka v elektrotechnice nemá nic společného s nepřizpůsobením a přenosem výkonu po vedení. Používat tuhle zkratku v souvislosti s měřením nepřizpůsobení svědčí o neznalosti autora textu. Pokud nejde o překlep, je pro autora hanbou takový výraz použít úmyslně.  Zkratkou SVR se dnes obecně označuje ruská tajná služba - nástupce KGB.

PSV - poměr stojatých vln (standing wave ratio) - je to totéž, co SWR a také by se v takovém rozměru (jako SWR, tedy X : 1) měl udávat.

PSW - tahle zkratka v elektrotechnice nemá nic společného s nepřizpůsobením a přenosem výkonu po vedení. Používat tuhle zkratku v souvislosti s měřením nepřizpůsobení svědčí o neznalosti autora textu. Pokud nejde o překlep, je pro autora hanbou takový výraz použít úmyslně. Zkratkou PSW se obvykle označuje termín z počítačové technologie.

ČSV - činitel stojatých vln - v podstatě má stejný obsah sdělení jako PSV (SWR). Jde o starší výraz, používaný v české inženýrské praxi v posledních 60-ti letech a de facto vyjadřuje totéž, co PSV, jen s tím rozdílem, že jde o činitel, tedy bezrozměrné číslo. To umožňuje ČSV psát jako jedno číslo a nikoli poměr jako PSV, či SWR.  Tedy rovnou X namísto X : 1.  (Z OK radioamatérů asi jen zlomek z nich ví, že ČSV také může znamenat Český svaz včelařů, hi.)

Asi všichni víme, co ten SWR, PSV, či ČSV vlastně znamená - na webu najdeme dostatek pěkných definicí a obrázků, které demonstrují, o co jde. Připomeňme si třeba  tyto odkazy: [1], [2], [3]. Hezky je to vysvětleno například také na straně 44 této knížky. Pokud již mluvíme o impedančním nepřizpůsobení a jeho měření, nelze nevzpomenout nástroje, které slouží ke zjišťování nepřizpůsobení a zajištění přizpůsobení. K nim patří především Smithův kruhový diagram. Více o tomto geniálním plošném znázornění komplexních parametrů impedančního přizpůsobení a jeho použití najdete zde, zde a zde. Ale to už je trochu jiná záležitost.

Ale zastavme se ještě jednou u termínu útlum odrazu (anglicky return loss): je to jednoduché - poměr výkonu odražené a dopředné elektromagnetické vlny zlogaritmujeme a vyjádříme v decibelech. Takže například  při nepřizpůsobení 3 : 1 (takové nepřizpůsobení získáme, pokud připojíme napáječ 50 Ohmů k zátěži o impedanci 150 Ohmů) se do zátěže přenese jen 75% výkonu, zatímco 25% výkonu se odrazí. Protože se odrazí 1/4 dopředného výkonu, bude útlum odrazu 6 dB (jde o odraz, tedy se prohodí čitatel a jmenovatel). Podobně, pokud se odrazí 10% výkonu, bude útlum odrazu 1/10, což v decibelovém vyjádření je 10dB - to odpovídá SWR (PSV) cca 1,93 : 1 (téměř 2 : 1). Pokud se od zátěže (antény) odrazí jen jedna setina výkonu (tedy od antény se u jednokilowattového vysílače vrátí odražený výkon 10W), bude útlum odrazu 20dB a SWR (PSV) cca 1 : 1,2  (což je v radioamatérské praxi již docela pěkná hodnota a pokoušet se dosáhnout lepší PSV (SWR) ani nemá velký smysl.

 Měření útlumu odrazu je v radiotechnice tedy jednodušší (dopředný a odražený výkon měříme pomocí směrové odbočnice, nebo SWR (PSV) můstku a nějakého přístroje, který je schopen měřit výkon - například VF milivoltmetru s impedancí 50 ohmů, měřiče výkonu, či spektrálního analyzátoru atd),  a proto v inženýrské praxi dnes převažuje. Je transparentnější a lépe uchopitelné, než měření SWR (PSV).  Musíme si však uvědomit, že jde jen o jiné matematické vyjádření stejné fyzikální záležitosti - impedančního nepřizpůsobení mezi zdrojem signálu, vedením a zátěží - a proto jsou tyto veličiny v pevném matematickém vztahu, který lze pro běžné hodnoty vyjádřit například tabulkou, nebo grafem. To také umožňuje to, že běžný PSV metr (SWR metr) ve skutečnosti měří poměr dopředného a odraženého výkonu (a nikoli poměr stojatých vln) a je v poměru stojatých vln jen ocejchován!

Závěrem: tento článek si nebral za úkol objasňovat principy a způsoby měření impedančního nepřizpůsobení. Šlo jen o to upozornit radioamatéry, že používat někde výraz PSW vypadá dosti hloupě (pokud ho tedy nepoužijeme jen z legrace vůči někomu, kdo třeba ze sebe dělá "odborníka" a přitom neumí použít ani Smithův diagram,  hi) a měli bychom se proto tohoto paskvilu vyvarovat!

73 de OK1VPZ
 

PS: možná se budete ptát, proč mi vlastně výraz PSW (a také Wat namísto Watt) u radioamatérských textů vadí. Je to jednoduché. Kdo ctí alespoň trochu matematiku, dobře ví, že každý výraz něco konkrétního znamená a nemělo by se s ním libovolně manipulovat. Protože to vede k nedorozumění a zbytečným konfliktům. Zkrátka definice bychom měli ctít! A nejenom v v oblasti měření PSV (SWR). Podobně hloupé, jako použití výrazu PSW, je proto například nesmyslné sdělení, že decibel je jednotka hluku (či že ČRK je demokratická a transparentní organizace, hi). Ale to už by byl námět na zcela jiný příspěvek, který do našeho HW koutku nepatří...