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SWR 與同軸電纜的關係

No.03   1992 Mar.   p62~63,   by 野井宣孝 / JJ1RID



    當我們架設的天線效果不佳,無法達成良好通訊的時候,有必要用 SWR (Stand Wave Ratio) 駐波比錶測量您所使用天線的駐波比數值,如果是 1:1.2 時,表示這支天線還不錯,但如果到達 1:1.8 時,這支天線恐怕就得檢查了。


天線 SWR 駐波比

    一般天線的阻抗都是 50Ω,接上 50Ω同軸電纜時,電纜線內的進行波會全部被天線吸收,而不會發生反射波。如果接上 75Ω同軸電纜時,電纜線內的進行波並不會全部被天線吸收,而會有反射波出現。

(75-50) / (75+50) = 25/125 = 1/5 = 0.2

    這個數值是電壓反射係數的意思,當這個數字是 0 時,天線和同軸電纜線之間可說已達到完美匹配。這個電壓反射係數用 SWR 表示如下:

(1+0.2) / (1-0.2) = 1.2/0.8 = 1.5 (駐波比值)

    大家都知道,通常業餘無線電設備所使用天線的駐波比是在 1:1.5 以下,如果 SWR 是 1:2 時,從天線端放射出去的電力約只有 90%,反射電力約有 10%,損失約 0.5dB,此時無線電機的末端保護電路並不會動作,對主機不會有影響。


電纜線長度與減衰量

    到目前為止,我們大都只注意天線本身的駐波比而已,但其實對連接天線的同軸電纜也應該要注意;例如天線 SWR=1:2,使用 5D-2V 的同軸電纜,長度在 5 公尺以下時,它的傳送損失一樣是 0.5 dB,也許大部份的人認為不可能,但請看下表:

電纜
型式
減 衰 量 (dB / 20m)
30MHz50MHz144MHz430MHz
5D-2V 0.9 1.2 2.0 4.0
8D-2V 0.7 0.9 1.5 3.0
10D-2V0.5 0.7 1.1 2.4

    從表中可得知,一根 20 公尺長的同軸電纜線的衰減量和頻率及電纜線種類有密切的關係,例如:當使用 30 公尺長的 5D-2V 同軸電纜線於 144MHz 頻率時,其損失是 3dB,通過電力將只有 50%,如果無線電機的輸出端功率有 10 瓦特,此時到達天線饋電端的功率則只有 5 瓦特而已。在 430MHz 使用 20 公尺長的 8D-2V 同軸電纜線的情況也是一樣有 3dB 的減衰量,實際輸出功率減衰一半。以 20 公尺長,ldB 減衰量的同軸電纜線為例,在 144MHz 時電纜線種類是 10D-2V;50MHz 是 8D- 2V;30MHz 是 5D-2V。因此,與其單注意天線 本身的駐波比值倒不如注意電纜線的種類。


減衰量與通過電力的關係

減衰量dB通過電力減衰量dB通過電力減衰量dB通過電力
0 100% 1.7 67.6% 3.4 45.7%
0.1 97.7% 1.8 66.1% 3.5 44.7%
0.2 95.5% 1.9 64.6% 3.6 43.7%
0.3 93.3% 2.0 63.1% 3.7 42.7%
0.4 91.2% 2.1 61.7% 3.8 41.7%
0.5 89.1% 2.2 60.3% 3.9 40.7%
0.6 87.1% 2.3 58.9% 4.0 39.8%
0.7 85.1% 2.4 57.5% 4.1 38.9%
0.8 83.2% 2.5 56.2% 4.2 38.0%
0.9 81.3% 2.6 55.0% 4.3 37.2%
1.0 79.4% 2.7 53.7% 4.4 36.3%
1.1 77.6% 2.8 52.5% 4.5 35.5%
1.2 75.9% 2.9 51.3% 4.6 34.7%
1.3 74.1% 3.0 50.1% 4.7 33.9%
1.4 72.4% 3.1 49.0% 4.8 33.1%
1.5 70.8% 3.2 47.9% 4.9 32.4%
1.6 69.2% 3.3 46.8% 5.0 31.6%



駐波比錶

    目前市面上所販賣價約 4 千元的駐波比錶的誤差約有 10% 左右,亦即在 20 瓦的量測檔約有± 2 瓦的誤差範圍。即使用 2 萬元以上的駐波比錶 (鳥牌公司出品),它的誤差也有 5% 左右。總之,不必太在意駐波比錶的指針,誤差是免不了的。如果聽到空中有人說他的天線駐波比在 1 或 1 以下,那根本就是不可能的,因為 SWR=1 只是理論上的數據而已,即使是一只價值 4 萬元左右的 UHF 高精密測量用的假負載,它的駐波比也有 1:1.03 左右。

    本來我以為這些只是電纜線廠商的宣傳文章,但事實上同軸電纜線和駐波比的確有其相互關係,如想要有良好收發效果的話,就要在同軸電纜上投資,如果想要儘量減少損失,可以採用發泡棉質的同軸電纜線,如 8D-FB 或 10DSFA 等編號的同軸電纜線,效果就會好多了,其損失約較 2V 同軸電纜線系列減少 25%~30%,當然投資也會相對增加 30%~50%。 END



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