hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti
Despre o unitate de mãsurã

RL - Return Loss: pierderile de retur

Cristian Colonati YO4UQ

Literatura de specialitate ?i echipamentele de m?sur? profesionale din radioelectronic? nu mai promoveaz? ca parametru ?i unitate de m?sur? SWR-ul, raportul de unde sta?ionare (VSWR sau ISWR) ?i valorile acestuia în diverse situa?ii: filtre, antene, etc.

În locul acestuia se reg?se?te parametrul RL - Return Loss, în traducere “pierderile de retur”. El nu a intrat înc? în mod curent în lumea radioamatorilor dar este bine cunoscut în industrie. Este bine îns? s? reamintim câteva elemente de baz?.

Pe o linie de transport de RF avem la cap?tul ei o sarcin? Z0. Dac? sarcina are aceia?i valoare cu impedan?a caracteristic? a liniei toat? puterea transportat? pe linie va fi transferat? pe sarcin?. În cazul în care sarcina Zs are o impedan??, mai mare sau mai mic?, diferit? de Z0, o parte din energie va fi reflectat? înapoi spre surs? - generator.

Unda direct? de la generator la sarcin? ?i unda reflectat? de la sarcin? la generator se vor interfera ?i vor crea undele sta?ionare de tensiune ?i de curent. Cu cât diferen?a între Z0 ?i Zs este mai mare ?i amplitudinea undelor sta?ionare este mai mare.

Din valorile maxim? ?i minim? ale tensiunii undelor sta?ionare pe linie se determin? VSWR - Voltage Stationary Wave Ratio sau RUS - Raportul de Unde Sta?ionare în tensiune. Aceia?i m?sur?toare f?cut? pentru curent este ISWR, dar cea pentru tensiune este mult mai u?or de determinat. VSWR ?i ISWR au aceia?i valoare ?i se reg?sesc ambele sub denumirea generic? de SWR.

Tensiunea ?i curentul sunt foarte rar m?surate direct în linia de transmisie în afara laboratoarelor specializate. Aparatura de m?sur? a raportului de unde sta?ionare, SWR-metrul pentru radioamatori folose?te circuite de cuplare direc?ionale pentru a crea tensiuni propor?ionale cu puterea transmis? din fiecare direc?ie ?i o scal? special? pentru conversia tensiunilor la SWR.

SWR-ul este un model pe care radioamatorii îl folosesc pentru a defini rela?ia dintre Z0 ?i Zs ?i exist? tabele de conversie între SWR ?i puteri.

Se pune întrebarea dac? nu ar fi mai realist s? încec?m s? afi??m direct puterea direct? ?i cea reflectat??

În acest sens inginerii angaja?i în tehnologiile de RF sunt mai preocupa?i direct de eficien?a sistemului, s? m?soare cât din puterea livrat? de un generator printr-o linie de transport este transmis? la sarcin? ?i cât va fi reflectat?. Se gânde?te direct în termeni de putere iar în laboratoare se folosesc instrumente complexe pentru a m?sura direct puterea. De fapt se urm?re?te în esen?? determinarea puterii reflectate ?i prin m?suri adecvate, diminuarea acesteia.

Puterea reflectat? sau pierderile de retur RL - Return Loss se m?soar? în dB. Pierderile de retur ?i SWR sunt de fapt acela?i lucru dar exprimarea este diferit?.

 

RL=10.[log(Pref/Pdir)]                    [dB]                [1]        sau

 RL=10.log(Pref) - 10.log(Pdir)       [dB]      [1’]    unde

Pdir = puterea direct?, puterea sursei

Pref = puterea reflectat?

log = logaritm în baza 10

Deoarece Pref nu poate fi niciodat? mai mare decât Pdir, RL este întotdeauna negativ.

Cu cât RL este mai negativ cu atât mai mic? este cantitatea de energie reflectat?.

Dac? toat? puterea este transferat? în sarcin? atunci când Zs=Z0 atunci RL=∞ dB.           

Dac? toat? puterea este reflectat?, ca de exemplu un circuit deschis cu Zs=∞, atunci RL=0 dB. În tabelul anexat, sunt date exemplificativ, o serie de valori RL func?ie de Pdir ?i Pref. De notat c? RL depinde numai de raportul puterilor ?i nu de valoarea absolut? a puterilor vehiculate.

RL se calculeaz? ?i direct din diferen?a puterilor exprimate în dBm (decibeli miliwatti cu referin?? la 1mW) sau în dBw (decibel watti cu referin?? la 1W). În acest caz RL=Pref - Pdir deoarece logritmul este deja în conversia la dBm sau dBw. Valoarea în dB se ob?ine prin sc?dere.

Exemplu:

-          Exprimarea puterii în dBm:

P(dBm)=10.log[P(mW)/1(mW)]

P(mW)=1000mW          P(dBm)=10.log(1000/1)=30dBm

P(mW)=100mW            P(dBm)=10.log(100/1)=20dBm

P(mW)=10mW              P(dBm)=10.log(10/1)=10dBm

-          Dac? Pdir=100mW=20dBm ?i Pref=10mW=10dBm atunci

-          RL=Pref(dBm) - Pdir(dbm)=10 - 20 = − 10dB

 

În mod identic se calculeaz? în watt sau kwatt. Toate m?sur?torile ?i calculele trebuie f?cute ?n acelea?i unit??i de m?sur?.

Cu cât valoarea lui RL este mai negativ? cu atât frac?iunea de putere reflectat? este mai mic?. Valorile negative cresc?toare ale lui RL sunt în acela?i sens cu cele mai sc?zute valori ale SWR.

Conversia între RL ?i SWR.

-          Conversia înapoi de la RL la raportul puterilor Pref/Pdir se face cu formula:

Pref/Pdir = 1/log(0,1.RL)                                               [1]

-          Ecua?ia de calcul al SWR pornind de la puterea direct? ?i reflectat? este:

SWR = (1 + (Pref/Pdir)1/2)/(1 - (Pref/Pdir)1/2)             [2]

-          O alt? legatur? între RL ?i SWR se poate face cu rela?iile:

Pref/Pdir = ((SWR-1)/(SWR+1))2                                      [3]

?i cu rela?ia [1] se poate scrie:

RL = 10.log(((SWR-1)/(SWR+1))2)                                 [4]

Cu rela?iile 3 ?i 4 se poate construi imediat un tabel de calcul Excel din care s? rezulte conversia între cele trei elemente importante: RL, Pref/Pdir, SWR precum ?i graficul de corelare între SWR ?i RL.

SWR

RL(dB)

Pref/Pdir

1,01

-46,1

0,00002

1,1

-26,4

0,00227

1,2

-20,8

0,00826

1,3

-17,7

0,01701

1,4

-15,6

0,02778

1,5

-14,0

0,04000

1,6

-12,7

0,05325

1,7

-11,7

0,06722

1,8

-10,9

0,08163

1,9

-10,2

0,09631

2

-9,5

0,11111

3

-6,0

0,25000

4

-4,4

0,36000

5

-3,5

0,44444

6

-2,9

0,51020

7

-2,5

0,56250

8

-2,2

0,60494

9

-1,9

0,64000

10

-1,7

0,66942

V? întreba?i la ce folose?te parametrul RL în activitatea noastr?? Analizoarele de anten? moderne de tipul „miniVNA”, care func?ioneaz? prin e?antionarea formei undei sta?ionare, împreun? cu programe adecvate care prelucreaz? valorile memorate ale e?antioanelor pot afi?a pe ecranul PC o multitudine de parametrii ?i grafice pentru antenele m?surate printre care SWR ?i RL. Despre echipamentul miniVNA ?i performan?ele acestuia într-o expunere viitoare. În captura de ecran pentru o m?sur?toare f?cut? la o anten? de 7MHz cu miniVNA se v?d traectoriile similare pentru cele dou? m?rimi SWR ?i RL.


 


 

Cristian Colonati YO4UQ

Articol aparut la 30-1-2010

25390

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (6)  

  • Postat de Gheorghe Andrei Radulescu - YO4AUP la 2010-01-31 06:24:00 (ora Romaniei)
  • scurt, clar, practic. multumim.

  • Postat de Agu Romica YO9FDX - YO9FDX la 2010-01-31 07:53:56 (ora Romaniei)
  • Un articol concis, cu explicatii clare si la obiect,pe intelesul tuturor(spun eu). Multumim si mai asteptam si alte articole.

  • Postat de Morel - 4X1AD (4x1ad) la 2010-01-31 09:26:21 (ora Romaniei)
  • Foarte bun articol, informativ, scurt si la obiect. As adauga ca folosirea “Return loss” in industrie/stiinta este mai potrivita conceptelor generale in care sunt educati inginerii de RF sa gandeasca, la nivel de sisteme complexe si linii de instrumentatie calibrate in valori logaritmice (dB) si nu liniare, precum SWR-ul la radioamatori.
    Masuratorile in dB sunt mai indicate cand e vorba de eficienta sistemelor, de exemplu cand avem valori mari negative ale RL, respectiv SWR-ul se apropie de 1, atunci acuratetea citirii schimbarilor este mai mare in dB, evident pentru cazuri in care o schimbare de 0.1dB conteaza (rar la radioamatori). In universul proiectarii de sisteme si componente RF, in definirea comportamentala a obiectelor testate, parametrii des folositi de ingineri sunt cei de tip S, T, Z, Y, ABCD si H, iar unitatea folosita este in proportie covarsitoare decibelul, dB. In radioamatorism, decibelul se foloseste uzual in omniprezentul (si foarte putin precisul) S-metru si mai des in referirile asupra amplificarii si atenuarii. Pentru antene, un SWR-metru de calitate este deobicei suficient in scop informativ si mai ales accesibil ca pret. Insa, un analizor de antena (de exemplu cel prezentat anterior de YO4UQ) este un pas inainte in profesionalizarea masuratorilor si permite o mai buna intelegere a comportarii si reglarii antenelor functie de spatiu, inaltime, obiecte inconjuratoare, materiale folosite, distante intre elementi, sisteme de adaptare, calitatea solului etc..
    Nu ma pot abtine sa nu reamintesc in final radioamatorilor aflati la inceputurile activitatii lor, ca valorile reale ale SWR sunt obtinute DOAR la bornele antenei si nu la capatul cablului coaxial, a carui pierderi denatureaza serios masuratoarea. Fiti suspiciosi cand aveti un SWR apropiat de 1, mai ales cand folositi 20-30-40m de cablu coaxial.
    73 de Morel, YO3/4X1AD.

  • Postat de Valericã Costin - YO7AYH la 2010-02-01 17:59:43 (ora Romaniei)
  • In comentariile articolului “Antena dipol multiband”(http://www.radioamator.ro/articole/view.php?id=443) intrebam ce semnificatie are parametrul RL. Raspunsul a venit promt de la Cristian, YO4UQ. Acum, cand am citit acest articol concis si cuprinzator, sunt complet edificat. Multumesc Cristian pentru articol!

  • Postat de Dan Z . - (neradioamator) la 2010-02-01 19:00:00 (ora Romaniei)
  • Domnule Cristian Colonati, va multumesc pentru articolul plin de imformatii tehnice pe care il publicati . Dumneavoastra si ceilalti autori care scrieti atat de interesant sunteti florile rare ale acestui domeniu atat de minunat . Cu toate ca sunt in varsta intineresc citind articolul dumneavoastra . Felicitari !

  • Postat de Nick - YO4RSS la 2010-02-06 17:48:17 (ora Romaniei)
  • Da, o treaba interesanta,dar mai ales ,de pus in practica.Multumim pentru articol.

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "RL - Return Loss: pierderile de retur"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact