电压驻波比 (VSWR) 和回波损耗

射频功率传输和阻抗匹配

要实现最大射频功率传输，电源和负载的阻抗必须匹配。大多数射频系统的标准阻抗为 50 Ω，在有线电视等应用中，75 Ω 的阻抗也很常见。当阻抗匹配时，所有射频功率会以最小的反射从电源传输到负载。

但是，实际的设备常常会引入复阻抗，这包括电阻（实部）和电抗（虚部）。这些阻抗分量会随频率而变，特别是天线等设备的阻抗会在工作范围内明显改变。

阻抗失配会导致功率被反射回电源。这会降低系统效率，还可能损坏放大器等组件。反射还会降低信号质量、形成驻波并产生热量，从而引起性能问题并缩短组件寿命。在高频系统中，阻抗失配会明显改变电路行为，让测量变得复杂。

回波损耗与 VSWR

要量化相对于前向功率的反射功率，回波损耗和 VSWR 是两个主要指标。

• 回波损耗：回波损耗量化传输线中因阻抗失配而被反射回信号源的功率。这个指标测量入射功率与反射功率之比，单位为分贝 (dB)。如果入射功率和反射功率以“绝对”分贝为单位（例如 dBm），则以 dB 为单位的回波损耗可以计算为入射功率（以绝对 dBm 为单位）与反射功率（也以绝对 dBm 为单位）之差。
  回波损耗值越大，反射越小，能够实现高效的功率传输。举例而言，如果前向功率为 50 dBm，反射功率为 10 dBm，回波损耗则为 40 dB。

• VSWR：VSWR 表示由前向波和反射波干涉形成的驻波中最大电压与最小电压之比。如果阻抗完美匹配，VSWR 即为 1，表示没有反射功率。VSWR 值越大，反射越大。举例而言，VSWR 为 1.5 表示仅反射 4% 的前向功率，VSWR 为 6 则表示反射 50% 的前向功率。

应对高 VSWR 和低回波损耗的解决方案

高 VSWR 会严重降低效率，并带来以下风险：

• 能量损耗：反射增加，传输到负载的功率变少。
• 设备损坏：反射功率过多，会损坏射频电源中的敏感组件。

有两种常用方法可以解决这些问题：

匹配网络：这种网络使用电容和电感元件调整负载阻抗，以使其与电源阻抗相匹配。这种方法对于天线等阻抗与频率有关的应用尤为有用。

折返保护：折返机制会在高反射条件下降低前向功率，从而保护射频电源免受损坏。这种方法一般用于宽带放大器等大功率系统。