驻波比

电压驻波比

外文名	Voltage Standing Wave Ratio
缩写	VSWR (常简称 SWR)
数值范围	$1\le \text{VSWR}<\mathrm{\infty }$
理想值	$1.0$ (完全匹配)
相关指标	反射系数 ($\Gamma$)、回波损耗 (RL)

电压驻波比（Voltage Standing Wave Ratio，简称 VSWR）是衡量射频传输系统中阻抗匹配程度的关键参数。它描述了由于阻抗不匹配而在传输线上形成的“驻波”现象，具体定义为传输线上电压最大值与电压最小值之比。

物理现象

当入射波（正向传输的信号）到达阻抗不连续的负载端时，会产生反射波（反向传输）。

• 相长干涉： 入射波与反射波相位一致的地方，电压叠加达到最大值（波腹）。
• 相消干涉： 入射波与反射波相位相反的地方，电压抵消达到最小值（波节）。

这种空间上固定不动的波形称为“驻波”。

数学定义

驻波比的数学表达式为：

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

其中：

• $V_{max}$：传输线上电压波幅的最大值。
• $V_{min}$：传输线上电压波幅的最小值。
• $|\Gamma |$：反射系数的幅度。

反之，通过测量得到的 VSWR，也可以计算反射系数：

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

数值含义

• $\text{VSWR}=1.0$ (1:1)： 理想匹配。能量全部传输到负载，没有反射。
• $\text{VSWR}=1.5$： 良好匹配。在许多射频工程中，1.5 被视为一个非常优秀的门限值。
• $\text{VSWR}=2.0$： 临界点。约有 11% 的功率被反射。
• $\text{VSWR}\to \mathrm{\infty }$： 全反射。负载端为全开路或全短路。

在 EMC 工程师视角下的应用

对于 EMC 工程师，VSWR 不仅仅是一个效率指标，更是骚扰分析的重要依据：

• 天线系统评估： 在辐射发射（RE）测试或辐射抗扰度（RS）测试中，天线与电缆的 VSWR 若过高，会导致实际发射功率下降，且反射功率可能导致信号源保护性关断。
• 共模干扰源： 高驻波比意味着电缆上有显著的电压波动和反射电流，这些反射电荷在电缆屏蔽层或连接器处极易转化为共模电流，导致电磁辐射超标。
• 测试误差补偿： 在精确的实验室测试中，需要考虑由于系统 VSWR 引起的阻抗失配误差（Mismatch Uncertainty），以确保测试结果的准确性。

常见 VSWR 与反射功率对照表

VSWR	反射系数 $|\Gamma |$	反射功率 (%)	回波损耗 (dB)
1.0	0.00	0.0%	$\mathrm{\infty }$
1.2	0.09	0.8%	20.8
1.5	0.20	4.0%	14.0
2.0	0.33	11.1%	9.5
3.0	0.50	25.0%	6.0

参见

• 反射系数
• 阻抗
• 回波损耗
• 电磁兼容
• 史密斯圆图