最適なパフォーマンスのためにSWR/VSWRメーターを習得するためのガイド

スタンディングウェーブ比（SWR）メーターは、無線通信の重大なツールであり、送信機とそのアンテナ間のエネルギー伝達効率を評価するための動的です。無線周波数（RF）システムがより複雑になるにつれて、正確な動作の必要性が高まります。電圧立位波比（VSWR）またはインピーダンス立体波比（ISWR）メートルとしても知られています。SWRメーターは、伝送ラインまたはアンテナフィーダーでSWRを測定します。このデータは、トランスミッターのフィーダーとアンテナがよく一致しており、エネルギー使用を最適化し、効果的な放射線を最大化するために役立ちます。

この記事では、最新のRFコミュニケーションシステムにおけるSWRメーターの技術的な詳細、実用的なアプリケーション、および深刻な重要性を調査し、セットアップからトラブルシューティングまでの徹底的なガイドを提供し、コミュニケーションの信頼性と効率を改善する上で重要な役割を強調します。

カタログ

図1. SWRメーター

SWRメーターの紹介

SWR（スタンディングウェーブ比）メーターは、無線通信の支配的なツールです。伝送ラインまたはアンテナフィーダーの存在波比を測定し、効果的なエネルギー伝達を確保します。VSWR（電圧立位波比）またはISWRメーターと呼ばれることもある場合、その主な目的は、送信機のフィーダーとそのアンテナの一致の間のインピーダンスがどれだけうまくいくかを評価することです。このマッチングは、効率的な無線周波数（RF）エネルギー伝達に役立ちます。

SWRメーターの仕事は、成功したエネルギーと比較して、トランスミッターに反射されるRFエネルギーの比を決定することです。理想的には、1：1のSWR読み取りは完全な一致を意味します。そこでは、すべての送信エネルギーが反射せずに完全に利用されます。低いSWRを達成することは注目に値します。これは、トランスミッションが効率的であり、エネルギーの損失が最小限に抑えられることを意味するためです。

ほとんどのSWRメートルは、一方向に流れるRFエネルギーをサンプリングするデュアル方向カプラーを使用して動作します。メーター内では、ダイオードがこのサンプルを整理し、正確な測定を可能にします。一部のモデルでは、単一の方向カプラーのみが使用され、ユーザーはメーターを手動で回転させて、伝送ラインの両方向のエネルギーフローを測定する必要があります。SWRメートルは一般に、より高い周波数で非常に正確ですが、特に伝送ラインが実用的には長すぎる場合、より低い周波数でパフォーマンスが低下する可能性があります。

SWRメーターのセットアップ

図2：送信機とアンテナの間にインストールされているVSMR

VSWR（電圧立位波比）メーターのセットアップは一般に簡単ですが、一般的な間違いを避けるために細部に注意する必要があります。VSWRメーターは通常、送信機とアンテナの間に設置されます。この配置は、VSWRをリアルタイムで監視および調整するだけでなく、送信機のパワーアンプの保護にも適しています。VSWRレベルが高い場合、これらのアンプを損傷する可能性があり、保護シャットダウンメカニズムをトリガーします。

図3：SWR接続プロセス

まず、アンテナはメーターのアリ（アンテナ）ポートに接続する必要があります。次に、パッチリードを使用して、送信機をメーターのTX（送信機）ポートに接続します。アンテナチューニングユニット（ATU）を使用している場合は、ATUを送信機の近くに配置することは注目に値します。この近接性は、電力効率を高め、パフォーマンスに影響を与える可能性のある環境要因からシステムを保護するのに役立ちます。ATUを追加すると、全体的なコストが増加しますが、動作の容易さとシステム全体の効率が大幅に向上します。

VSWRメーターを送信機とATUの間に配置することは、VSWRレベルの正確な監視に注目に値します。これは、アンプの健康を維持することに注目に値します。ATUは送信機で見られるようにVSWRを調整できますが、アンテナ自体の固有のVSWRを変更しません。アンテナが適切に一致していない場合、VSWRは高いままである可​​能性があり、非効率性につながる可能性があります。このセットアップにより、パフォーマンスを正確に監視および調整できるようになり、その結果、効率的な伝送が発生し、トランスミッターコンポーネントの損傷のリスクが軽減されます。

SWRメーター操作の準備

SWRメーターを操作するには、特にこの機器を使用するのが初めての場合、いくつかの重要なステップが必要です。まず、干渉がないチャネルを選択することは注目に値します。これにより、正確な測定値を確保し、信号の混乱を防ぎます。機器を保護するには、高SWRが損傷を引き起こす可能性があるため、開始前にトランスミッターの出力を減らします。最も一貫した安定した測定値の場合、連続波（CW）、振幅変調（AM）、周波数変調（FM）などの固定出力モードに送信機を設定します。

メーターを設定して、前方電力を測定することから始めます。キャリブレーションノブを徐々に調整して、送信機がアクティブなときにメーターが過負荷にならないようにします。フォワードパワーのために本格的な読み取りを達成したら、メーターを切り替えて反射電力を測定します。これにより、VSWRを決定できます。干渉を防ぎ、送信機の過負荷を避けるために、これらの測定値を撮影した直後に送信を停止することは注目に値します。

システムがすべての周波数で効果的に動作していることを確認するには、使用する予定の各周波数でVSWRを確認する必要があります。VSWRは異なる周波数によって大きく異なる可能性があることを忘れないでください。そのため、このステップは全体的なパフォーマンスに使用されます。トランスミッターの出力を増やすことにした場合は、メーターを再調整して正確な測定値を維持してください。このルーチンは、送信機を保護するだけでなく、ラジオ通信システムの効率と信頼性を最適化します。

図4：SWRの測定値が悪い

貧弱なSWR測定値の識別

貧弱なSWR（スタンディング波の比率）の読み取り値を取得すると、通常、送信ラインのセットアップに問題があることを意味します。具体的には、かなりの量の電力が送信機に反映されていることを示しています。これは、多くの場合、インピーダンスの不一致によるものです。ほとんどのVSWRメーターは、比率が3：1を超える場合、視覚的な警告（通常は赤でマークされています）を提供します。このアラートは、過度の反射エネルギーのために送信機を損傷するリスクがあると警告するため、支配的です。

SWR測定値には厳格な「パス」または「失敗」標準はありませんが、可能な限り1：1に近い比率を目指すのが最善です。1：1の読み取りとは、ほとんどすべての送信エネルギーが反射せずにアンテナに到達していることを意味し、エネルギー損失を最小限に抑え、機器を保護します。この理想的な比率に近づくために送信ラインを微調整することにより、システムの効率を大幅に向上させ、無線コンポーネントの寿命を延長することができます。

SWRを測定するための最適な位置

SWRを測定する場所を決定する場合、利便性と正確さのバランスをとることは必須です。最も簡単なスポットは通常、送信機の近くにあり、SWRがトランスミッション機器に直接影響することを示しています。ただし、この場所は、アンテナがどのように機能しているかについての正確な画像を提供しない場合があります。この理由は、フィーダーの損失、つまり伝送ラインに沿った信号強度の喪失であるため、反射電力の一部を吸収できます。その結果、トランスミッター端でのみ測定された場合、アンテナの一致が不十分であるように見える場合があります。

アンテナがどれだけうまく機能しているかをより正確に読むために、伝送ラインに沿って、特にアンテナに近いさまざまなポイントでSWR測定を行うことをお勧めします。そうすることで、フィーダーの損失によって引き起こされる問題をよりよく検出し、対処できます。この方法は、アンテナの効率をより正確に反映し、無線周波数伝送システムの全体的な健康を維持するのに役立ちます。

図5：方向SWRメーター

方向SWRメーターのメカニズム

方向SWRメーターには、内部伝送ラインと方向カプラーが装備されているため、送信された波振幅と反射波振幅の両方を正確に測定できます。メーター内では、ダイオードがこれらのRF信号をDC電圧に変換します。その後、コンデンサはこれらの電圧を滑らかにし、信号を安定させて正確な分析を確保します。

この高度なセットアップは、伝送ライン内での正確なインピーダンスマッチングに有益であり、これは伝送効率を最大化するのに大きくなります。トランスミッションの効率とシステムの全体的な健康の両方に関する詳細な洞察を提供することにより、方向性のSWRメートルは、無線通信のパフォーマンスの診断と改善に重要な役割を果たします。

特徴的なインピーダンスなどの主要なパラメーターを直接監視および調整する機能により、これらのメーターはシステムを最高に動作させるのに役立ちます。これにより、エネルギーの損失を最小限に抑えるだけでなく、干渉のリスクも軽減され、通信システムが効率的かつ確実に機能するようにします。

図6：SWRメーターの読み取り

SWRメーターの読み取り範囲

SWR（スタンディングウェーブ比）測定値は、送信システムの効率と健康を評価するのに役立ちます。これらの測定値のさまざまな範囲は、システムのパフォーマンスに関する危険な情報を提供します。

理想的な範囲：1.0〜1.5-1.0〜1.5の間の測定値が理想的です。彼らは、最小限のRFエネルギーが反射され、エネルギー移動が効率的に起こっていることを示しています。この範囲は、通常、アンテナと伝送ラインがよく一致しており、適切に整列していることを示しています。

許容範囲：1.5〜1.9- 1.5から1.9の測定値は一般的に受け入れられますが、小さな問題を示唆するかもしれません。これらは、インピーダンスまたは最適ではないアンテナポジショニングのわずかな不一致による可能性があります。完璧ではありませんが、システムはまだかなりうまく機能していますが、微調整の恩恵を受ける可能性があります。

問題のある範囲：2.0〜2.4- 測定値が2.0から2.4の間に落ちた場合、これはより重要な問題を示唆しています。これらは、マウントされていないアンテナや誤ったフィーダー接続など、主要な設置エラーが原因である可能性があります。この範囲では、さらなるシステムの劣化を防ぐために、即時の是正措置が必要です。

墓の範囲：2.5以上- 2.5を超える測定値は、システム内の深刻な不一致と非効率性を示しています。このレベルでは、送信機を損傷するという大きなリスクがあります。緊急の介入は、運用上の障害や費用のかかる修理を避けるために、これらの問題を修正するために望ましいです。

SWR式が説明しました

SWRは、次の式を使用して決定されます。

ここ、 反射係数を表します。これは、反射電圧の比です 前方電圧に ：

この式は、送信効率を診断し、システムの全体的な健康を確保するために重要です。の値システム内の不一致の程度を直接反映します。より高い より多くのエネルギーが反映されていることを意味し、より高いSWRにつながります。これは、より大きな不一致を示し、システムの効率を低下させます。

図7：高SWRのはしご線

はしごラインはどのように高いSWR操作を促進しますか？

低損失の特性で知られているはしごラインは、高いSWR状況に対処する際に大きな利点を提供します。オープンワイヤラインとウィンドウラインの両方の品種を含むこのタイプの伝送ラインは、特に高周波数（HF）で効果的です。同軸ケーブルとは異なり、はしごのラインの損失ははるかに低いため、これらのシナリオに理想的な選択肢になります。

はしごラインの重要な利点の1つは、減衰の減少です。SWRが高い場合でも、はしごのラインは、ラインに沿って失われるのではなく、アンテナを介してより多くの反射エネルギーが再放射されることを保証します。この効率は、アンテナシステムの全体的なパフォーマンスを直接向上させるため、より良いエネルギー利用を可能にするため、明確です。

高いSWR環境では、はしごラインを使用すると、システムの運用効果を大幅に向上させることができます。エネルギーの損失を最小限に抑え、より多くの電力が効率的に放射されるようにすることにより、はしごラインは、困難な条件下であっても、最適なパフォーマンスを維持するのに役立ちます。

図8：立体波の比と反射電力

スタンディング波の比と反射電力を比較します

SWR（スタンディングウェーブ比）は、送信システムの反射電力の比率を測定します。SWRが高い場合、それは伝送ラインに沿ってより多くの電力が反射され、重大なエネルギー損失をもたらすことを意味します。

SWRレベルが高いため、システム内の過熱、誘電体の崩壊、その他の有害な影響など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。これらの問題は、効果的に伝達されていない過剰なエネルギーから発生し、代わりに反映され、成分にストレスを引き起こします。これらのリスクを回避するには、SWRを定期的に監視および調整する必要があります。SWRを許容できる制限内に保つことで、トランスミッションシステムが効率的かつ安全に動作するようにすることができます。

結論

無線通信の範囲内のSWRメーターの綿密な研究は、RFシステムの効率と信頼性を維持および強化する上で重要な役割を強調しています。初期のセットアップと日常業務から、SWRの測定値の低下とシステムパフォーマンスの最適化に至るまで、これらのメーターは、無線送信システムの健康と機能性に関する非常に貴重な洞察を提供します。私たちが探求したように、理想的なSWRの読みを達成することは、単なる技術的な必要性ではなく、コミュニケーション機器の寿命と有効性に直接影響を与える実用的なものです。

さらに、方向SWRメーターの高度な機能と、高SWRシナリオではしごラインを利用する利点により、ラジオ通信セットアップの管理と改善に利用できる戦略の深さが明らかになります。SWRの定期的な監視と正確な計算は、機器の損傷を防ぐだけでなく、システムが最高の潜在的効率内で動作することを保証する必要なプラクティスです。最終的には、SWRメーターを理解して効果的に使用することは、技術的な習熟度だけでなく、ラジオコミュニケーションの整合性と将来を確保することです。この詳細な試験は、SWRメーターの可能性を最大限に活用するために必要な知識とツールを初心者とベテランの両方の専門家に提供し、それによって現代の通信の洗練された景観に貢献します。

よくある質問[FAQ]

1. VSWRテストはどのように実行しますか？

電圧立位比（VSWR）テストを実行するには、VSWRメーターが必要です。送信機とアンテナの間のメーターを接続します。信号を送信する送信機の電源。VSWRメーターは、アンテナから反射されるパワーと比較される電力の比を表示します。高いVSWRは、インピーダンスの不一致によるアンテナ効率が低いことを示しています。

2.デジタルSWRメーターをどのように読みますか？

デジタルSWR（スタンディングウェーブ比）メーターを読むには、VSWR値を直接示すデジタルディスプレイを観察することが含まれます。機器をオンにして、ディスプレイを視聴します。通常、VSWR値を表す1.5などの数字を示し、反射電力に対する前方の比率を示しています。

3.良いSWRの読書とは何ですか？

良いSWRの読み取り値は、通常1.0〜1.5の間です。この範囲は、トランスミッターに反映される最小限の電力を備えた効率的な伝送システムを示しています。2.0未満の測定値は一般的に許容されますが、2.0を超える値は、アンテナまたはフィードラインの調整を必要とする非効率的なシステムを示唆しています。

4. VSWRメーターとは何ですか？

VSWRメーターは、伝送ラインの電圧立位比を測定するために使用されるデバイスです。前方波と反射波のパワーを測定することにより、無線周波数（RF）信号が送信機から（アンテナのような）荷重（アンテナなど）にどれだけ効果的に送信されるかを評価します。これは、送信ラインと負荷の一致を評価するのに役立ちます。

5. VSWRのシンボルは何ですか？

VSWRのシンボルは、通常、VSWRとして、または時にはSWRとして書かれています。特定のグラフィカルシンボルはありません。通常、テキストや技術文書のこれらの頭字語で表されます。