En kort historia om VSWR
När elektrisk telegrafi var det dominerande sättet för trådbunden kommunikation, bestod de använda linjerna av kala koppartrådar upphängda på telegrafstolpar. För isolering förlitade sig linjen på det stora avståndet mellan trådarna samt att trådarna monterades på individuella glas- eller keramiska avstånd som visas i figur 1(a). Dessa linjer löpte mil och mil och var benägna att skadas av stormar, nedfallna träd och delvis korta kortor på grund av att toppen av stolparna gjorde bra häckningsplatser för stora fåglar.

Linjevakten som skickades för att lokalisera och rätta till felet någonstans längs milen av upphängda ledningar kunde åtminstone identifiera typen av fel genom att undersöka den stående vågen på linjen som skapades av felet.

Linjevakten skulle mäta hur starkt en glödlampa ansluten över linjen skulle lysa när anslutningen flyttades längs linjen (Figur 1(b)). Om glödlampan tändes starkt på ett ställe på linjen och inte alls skulle lysa längre längs linjen, då visste han att titta längs linjen efter en öppen eller kortslutning. Om glödlampan var ganska ljus på ett ställe och något svagare på ett annat, visste han att han skulle leta efter en delvis kortslutning över ledningarna.

Allt detta verkar ganska primitivt, men vi bör komma ihåg att dåtidens spänningsmätningsinstrument var en delikat mekanism inrymd i handgjorda trälådor. Detta gjorde dem dyra och ömtåliga, medan glödlampan var jämförelsevis billig och robust. Metoden var smartare än man först kan tro, eftersom det var en form av bolometer som kunde indikera RMS-värdet för de två spänningsextrema på linjen.

Vanligt men ganska borta i RF-industrin på 1990-talet, skulle en bolometer matad med RF värmas upp av RF vilket resulterade i en förändring i motståndet i en arm på en bro. Utsignalen från bryggan gav RMS-värdet för RF-vågformen, oavsett hur komplex vågformen var.

Vid mikrovågsfrekvenser blev slitsade linjer ett sätt att exakt bestämma förhållandet mellan den maximala spänningen och den lägsta spänningen (VSWR, symbolen 's'), och på grund av enkelheten i mätningen och den enkla matematiken förknippad med det, blev VSWR en vardag parameter. Som namnet antyder är en slitsad linje en längd av vågledare med en slits längst upp. En sond flyttas längs spåret och en detektor ger spänningen var som helst på linjen. När du har erhållit de två extremerna av spänningen kan du bestämma förhållandet mellan de två. När du har detta förhållande är det lätt att beräkna den reflekterade effektkoefficienten, symbol rho. Den reflekterade effektkoefficienten är mängden effekt som reflekteras tillbaka jämfört med den infallande effekten. AH-webbplatsen har en kalkylator som tillåter konvertering mellan s och rho.

Observera att många läroböcker skildrar en stående våg som visas i figur 2.

Figur 2 är i själva verket en kurva över den detekterade spänningen när sonden flyttas ensamg linjen Detta kan vara missvisande eftersom den stående vågen faktiskt går positivt och negativt.

Vad är VSWR
Vi fortsätter förklaringen genom att ignorera Voltage- och Ratio-delarna tills vidare och undersöker hur en stående våg skapas.

Den stående vågen
Om inte en testsignal på en transmissionsledning (t.ex. 50 ohm koaxialkabel) avslutas i 50 ohm, kommer en del av signalen att reflekteras tillbaka längs linjen. Detta kan bäst förstås genom att titta på termineringsvärdena för extrema oöverensstämmelse, det vill säga en kortslutning (noll ohm) och en öppen krets (oändlig ohm).

Kortslutningsavslutning
En spänning kan inte existera över en perfekt kortslutning, det vill säga spänningen kan bara ha värdet 0 volt vid kortslutningen. En grundläggande fysiklag är bevarandet av energi. Energi kan inte bara försvinna, den måste redovisas på något sätt. Moder Natur kommer runt nollvoltskravet genom att skapa en lika och motsatt signal som går tillbaka längs linjen. Vid kortslutningen upphäver +E och -E varandra för att ge erforderlig noll volt.

Uppsägning av öppen krets
Detta är "dubbel" av kortslutningssituationen. En ström kan inte flyta i en perfekt öppen krets, det vill säga strömmen kan bara vara noll ampere vid den öppna kretsen. Återigen, Mother Nature kommer runt noll ampere-kravet genom att skapa en lika och motsatt signal som går tillbaka längs linjen. Vid öppen krets avbryter +I och -I för att ge erforderlig noll ampere. Tekniskt sett borde detta vara +H-fält och -H-fält, men för våra syften kommer vi att hålla oss till +I och -I.

Skapandet av den stående vågen
Figurerna 3(a) och 3(b) visar en framåtvåg och en reflekterad våg som är på väg att "mötas" och samverka på en transmissionsledning. Boxen är vårt visningsfönster för interaktionen när den sker. Lådan är en halv våglängd bred.

Bilder (a) till (m) visar den stående vågen när de framåtriktade och reflekterade vågformerna överlappar och adderar algebraiskt. Tillägget är det gröna spåret. Nära observationer av det gröna spåret i observationsfönstret visar att det står stilla, det vill säga att det pulserar positivt och negativt, men stannar på samma plats längs linjen. Därav namnet Standing Wave.