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電圧定在波比 (VSWR)

例えば、進行波の電圧の 20% が反射された (すなわち、反射波の電圧の振幅が進行波の振幅の 0.2倍の) 場合、 進行波と反射波が足し合わされる時の振幅は元の進行波の電圧の振幅の 1.2倍、 進行波と反射波が打ち消し合う時の振幅は元の進行波の電圧の振幅の 0.8倍となり、 その VSWR は 1.2 / 0.8 = 1.5 となる。

一般に、電圧反射係数 (voltage reflection coefficient)、 すなわち進行波の振幅に対する反射波の振幅の比率を Γ とすると、

VSWR = (1 + |Γ|) / (1 − |Γ|)

|Γ| = (VSWR − 1) / (VSWR + 1)

Γ = (Z − Z₀) / (Z + Z₀)

例えば、Z₀ = 50Ω、Z = 75Ω の場合、

Γ = (75 − 50) / (75 + 50) = +0.2
VSWR = (1 + |+0.2|) / (1 − |+0.2|) = 1.2 / 0.8 = 1.5

また、極端な例として、伝送線路の負荷端が開放の場合を考えると、

Γ = (∞ − Z₀) / (∞ + Z₀) = +1
VSWR = (1 + |+1|) / (1 − |+1|) = 2 / 0 = ∞

Γ = (0 − Z₀) / (0 + Z₀) = −1
VSWR = (1 + |−1|) / (1 − |−1|) = 2 / 0 = ∞

逆に、完全に整合している場合には、反射がなく、振幅は一定となる (減衰は無視して) ので、 その場合の反射率は 0、VSWR は 1.0 となる。

高周波で使用するコネクタ、ケーブル、アッテネータ、 終端器などは、 使用を意図した周波数範囲での VSWR が規定されていることが多い。 だが、1GHz を超えるような高い周波数においては特に、 僅かなダメージ (コンタクトの変形や汚れ、ケーブルの過度の曲げや押し潰し、など) によって VSWR が著しく悪化し、その特性に悪影響を及ぼすことがあるので、 その取り扱いには注意が必要となる。

インピーダンス整合の程度は、 反射減衰量 (リターン・ロス) によって表現されることもある。

インピーダンス不整合、反射係数、反射減衰量、VSWR

by Tom Sato, 2008-05-18