特征阻抗，VSWR和反射系数这点事

C之后的的平方根将以欧姆（不是法拉或亨利）为单位。

为什么不同的电缆具有不同的特性阻抗呢？就是因为每单位长度具有不同的电容和电感。对于同轴电缆，这将由内/外导体比和同轴电缆导体之间材料的介电常数决定，对于微带线，主要是由PCB板的传输线宽度，介电常数和PC板的厚度决定。

VSWR，告诉我们离理想阻抗究竟还有多远

也许现在您了解了"50欧姆"电缆的意义，甚至您现在希望在所有的布线，连接和设备中都力求"完美的50欧姆"了，可是实际上没有同轴电缆，连接器，放大器等等都正好是50欧姆。所以我们需要一种参数能告诉我们究竟离50欧姆有多远。最常见的方式是VSWR（电压驻波比），一个听起来有点复杂的名字。我们希望通过掌握VSWR的概念能更加合理的理解我们的阻抗和理想值的接近程度，它的概念适用于任何特性阻抗，50欧姆或其他。

同轴电缆和50MHz正弦波发生器

让我们来看一个VSWR的例子，我们取一段20英尺长的50欧姆同轴线缆，将其一端按照图4所示连接起来，和图2相比，开关和电池已被50欧姆电阻和产生正弦波的信号源代替。我们这里假定信号源是理想的，内阻为"50欧姆"，也就是没有寄生电感或电容元件分量。同轴线另一端保持开路，正弦波源频率设置为50 MHz。虽然这里任何频率都可以，但是50 MHz是测试大多数同轴电缆的不错频点。

当我们接通信号源，正弦波开始向电缆的开路端"传播"，就像我们之前的脉冲一样。当正弦波到达电缆的末端时，它被完全"反射"回来，并朝着信号发生器传输，一旦回到发生器之后，就会在50欧姆的内阻作用下变成热量，这也许听起来有点荒唐，但却是事实。

举个例子，当海浪撞到垂直的海墙时，会发生类似的现象。当波浪进来，撞到墙上，出现一个新的浪潮，返回大海。如果是冲上一个很好的渐变海滩，海浪逐渐消失，很少或甚至没有反射的海浪波纹。你可以说，一个渐变的海滩和大海一样，具有典型海浪波的特征阻抗。

图4

现在我们重复同样的实验，只是末端的开路换成短路，这次我们再一次看到正弦波被全反射回来并被发生器50欧姆的内阻所消耗，和之前开路的情况不同的是，这次的信号有180度的反转。

所以当同轴线开路或者短路，我们的正弦波都会被全反射回来，我们定义这种情况下VSWR为无穷大：1。现在我们在同轴线末端连接一个理想的50欧姆电阻，相当于同轴线以其自身的特性阻抗结束，我们所施加的正弦波也会因此在这个末端被消散，也就是零反射。就像是我们欺骗了这个正弦波，它以为在它面前的依然是无穷长的线缆……至此，其实我们再一次验证了图3中第二个黑箱中的等效电路。而这种终端完美匹配、无反射的情况，我们定义为最低的VSWR，写作1:1。

反射系数，回波损耗和匹配损失

另一个紧密相关的参数是反射系数。这个参量是一个矢量，不仅记录了反射波的大小，还记录了相对于波源的相位变化。而VSWR是一个标量，仅测量幅度。我们是可以通过反射系数计算出VSWR的（见下文）。表1还可显示反射损失和不匹配损失。回波损耗（RL）用来表示有多少功率从负载或终端反射回来了，若是端接或负载越接近"理想"的同轴线特性阻抗，反射功率则越低。我们以入射功率为参考基准，所以RL可以用dB的关系来表示，因为是反射，通常为负值。如果RL已知，我们就可以计算出VSWR。如果RL 低于-15dB，我们就认为这是完全可以接受的。

不匹配损耗（ML）表示当信号（正弦波）穿过特性阻抗遇到明显变化时，功率损失多少。毕竟对于一个系统而言，不可能所有的接头还有接触都是完美的。回到现实世界，我们已经知道，没有完美的末端匹配，也没有完美的50欧姆电阻。我们来看看当我们在50欧姆的同轴电缆连接真实世界的终端匹配时，会发生什么，一点点轻微的偏差还是更多？

将75欧姆终端阻抗连接到50Ω电缆

首先75欧姆还是相当接近50欧姆的，如果你使用下表中的公式来计算的话，VSWR=1.5：1，有一些波被反射回来了，但还不算太多。事实上1.5:1的VSWR算是一个非常不错的指标了，如果您计算反射功率，足足比输入功率小了14dB！许多商用独立RF放大器（MMIC）也是勉强达这个指标到或者更差，而这些产品都被厂商宣称是50欧姆系统部件！所以我们希望您能对50欧姆的具体应用更加宽容一些，下面这个实例讲述的就是我们在不完全按照特性阻抗完美匹配原则下做的事情。

示例，卫星电视IF信号电缆传输

一个卫星电视系统通常在低噪放大器（LNA）/低噪模块下变频器（LNB）之后使用75欧姆同轴电缆。但是在安装过程中我们需要在LNB和IF解码单元之间加一段50英尺的同轴。这里我们希望采用小型轻便的