低いSWRは基準インピーダンスに対する反射が小さいことを示し、送信機の負荷条件を管理するのに役立ちます。ケーブルの低損失やアンテナの高効率を単独で証明する値ではありません。周波数と測定面を明確にして解釈します。
SWR・VSWRとは
電圧定在波比VSWRは、入射波と反射波による電圧最大値と最小値の比です。通常のモデルではSWR = (1+|Γ|)/(1−|Γ|)で、Γは反射係数です。
入射電力に対する反射比は|Γ|²、リターンロスRL = −20 log10|Γ|です。RLは通常正、S11のdB表記は逆符号です。SWR自体はdBではなく比で表します。
| SWR | 反射電力比 | 不整合損失 |
|---|---|---|
| 1.5 | 4%. | 約0.18 dB. |
| 2 | 約11.1%. | 約0.51 dB. |
| 3 | 25%. | 約1.25 dB. |
最後の列は対応する条件で−10 log10(1−|Γ|²)です。SWR 1.5は完全整合ではなく、全装置共通の必須限界でもありません。
送信機への影響
反射負荷は局所電圧・電流を増やし、増幅器の動作条件を変えることがあります。出力を抑える装置もあり、許容される反射の振幅と位相は機種ごとに異なります。
SWR 3なら必ず壊れる、1.5未満ならどの電力でも保護されるとはいえません。周波数、デューティ比、冷却と取扱条件を確認します。
ケーブル損失が反射を隠す場合
基準に整合した一様線路では、負荷からの反射は往復の減衰を受けます。モデルではΓ入力 = Γ負荷e−2γℓです。
片道の電力損失が3 dBなら、入力で見る反射係数の大きさはおよそ半分です。負荷|Γ| = 0.5、SWR 3が、入力では約|Γ| = 0.25、SWR 1.67に見えることがあります。
負荷の整合は改善していません。ケーブルは入射電力も消費するので、送信機近くの表示が良くても放射が悪化する場合があります。測定面またはケーブル補正を明確にします。
放射電力と波形
50 Ωの抵抗負荷は優れたSWRを示しながら、エネルギーのほとんどを熱にできます。負荷が受け入れた75 Wをそのまま75 Wの放射としないでください。
多重反射は振幅・位相リップルを作る場合があります。広帯域信号の歪みは応答全体で評価します。直線的な位相は一定遅延に対応し、それだけで波形を歪ませるわけではありません。
SWRメーターとVNAの確認手順
- 帯域、50/75 Ωなどの基準と測定面を決めます。
- 無保護のVNAを接続する前に送信機と給電を規定手順で切り離します。
- 適切な面まで校正し、アダプターを記録します。
- 最終設置状態で使用帯域を測ります。
- ケーブルと接点を既知の負荷でも確認します。
- 繰り返しとケーブル移動の影響を記録します。
運用中の方向性メーターには適切な周波数、電力、向きと校正が必要です。反射が小さいときは方向性の限界が精度に影響します。
改善する順番
終端、損傷、浸水と互換性を先に確認し、その後アンテナ、周囲と整合回路を検討します。チューナーで装置側を整合しても、アンテナやその間の線路の損失まで消えるとは限りません。
