什么是电压驻波比和回波损耗
电压驻波比，英文称为 voltage standing wave ratio，简称vswr，是射频领域中一个非常重要的概念。
随便拿一个射频器件来，其中肯定有一个驻波比的指标。
那为什么有驻波比这个指标呢？
当一个入射波，进入传输线进行传输时，如果传输线的负载阻抗不与传输线的特征阻抗不匹配，就会产生反射波。
入射波和反射波是行波，波随着时间的增长，向传输线的一端移动。
但是入射波和反射波叠加，会在传输线上形成驻波，驻波随着时间的增长，驻波无法行进，所以无法传输能量。
由传输线的电报方程，可以知道，传输线上的电压和电流表达式为：
因为在z=0处的反射系数为：
所以：
v(z)对应的幅度随时间的变化，就是传输线上的驻波随时间的变化。
而电压驻波比，即是vmax和vmin的比值。
负载阻抗为短路
当负载阻抗为短路时，zl=0，终端反射系数为-1，电路中的驻波是这样的。此时驻波比为无穷大。
负载阻抗为开路
当负载阻抗为开路时，zl=∞，终端反射系数为1，电路中的驻波是这样的。此时驻波比还是无穷大。
负载阻抗等于特征阻抗
当负载阻抗为特征阻抗时，zl=50 ohm，终端反射系数为0，电路中的驻波是这样的。此时驻波比为1。
负载阻抗稍稍不匹配
当负载阻抗稍稍不匹配时，比如zl=60ohm，电路中的驻波比是这样的。
所以，使用驻波比这个指标，是因为它反应了传输线上波的反射情况。
除了驻波比之外，还有一个和它等价的指标，那就是回波损耗。
回波损耗的定义为反射系数的log值：
也就是说，回波损耗是入射波功率与反射波功率的db差值。
比如说，入射波的功率为50dbm，反射波的功率为10dbm，那么回波损耗就是40db。
因为有回波损耗，所以在传输过程中，则会有由于该回波损耗产生的失配损耗(mismatch loss)。
而失配损耗的定义为：
所以，反射系数，swr，回波损耗，以及失配损耗有一一对应的关系。
常规情况下，会看到驻波比的指标<2，即对应的回波损耗为10db左右，失配损耗为0.46db左右。
附上matlab代码：
clc;clear all;close all;omega=2*pi;%设置角频率t=0;%设置时间变量初始值z=-30:0.01:0;%传输距离k=1;%波数z0=50;v0_pos=1;zload=0;%0--short;10000-open;50--matched;60-a few unmatchedv0_neg=(zload-z0)/(zload+z0)*v0_pos;v=videowriter('行波形成.avi');v.framerate=10;open(v);for i=1:100 y1=v0_pos*cos(omega*t-k*z); y2=v0_neg*cos(omega*t+k*z); y=y1+y2; figure(1); p=plot(z,y1,'b',z,y2,'g');% lgd=legend('入射波','反射波');% p(1).linewidth=2; p(2).linewidth=2; lgd.fontsize=16; axis([-30 0 -3 3]); mov(i)=getframe(gcf);%捕捉当前图像作为一帧 writevideo(v,mov(i)); pause(0.05); t=t+0.05;end;close(v);zload=0;%0--short;10000-open;50--matched;60-a few unmatchedv0_neg=(zload-z0)/(zload+z0)*v0_pos;v=videowriter('负载短路.avi');v.framerate=10;open(v);for i=1:100 y1=v0_pos*cos(omega*t-k*z); y2=v0_neg*cos(omega*t+k*z); y=y1+y2; figure(2); p=plot(z,y1,'b',z,y2,'g',z,y,'r');% lgd=legend('入射波','反射波','驻波');% p(1).linewidth=2; p(2).linewidth=2; p(3).linewidth=2; lgd.fontsize=16; axis([-30 0 -3 3]); mov(i)=getframe(gcf);%捕捉当前图像作为一帧 writevideo(v,mov(i)); pause(0.05); t=t+0.05;end;close(v);zload=10000;%0--short;10000-open;50--matched;60-a few unmatchedv0_neg=(zload-z0)/(zload+z0)*v0_pos;v=videowriter('负载开路.avi');v.framerate=10;open(v);for i=1:100 y1=v0_pos*cos(omega*t-k*z); y2=v0_neg*cos(omega*t+k*z); y=y1+y2; figure(3); p=plot(z,y1,'b',z,y2,'g',z,y,'r');% lgd=legend('入射波','反射波','驻波');% p(1).linewidth=2; p(2).linewidth=2; p(3).linewidth=2; lgd.fontsize=16; axis([-30 0 -3 3]); mov(i)=getframe(gcf);%捕捉当前图像作为一帧 writevideo(v,mov(i)); pause(0.05); t=t+0.05;end;close(v);zload=50;%0--short;10000-open;50--matched;60-a few unmatchedv0_neg=(zload-z0)/(zload+z0)*v0_pos;v=videowriter('负载匹配.avi');v.framerate=10;open(v);for i=1:100 y1=v0_pos*cos(omega*t-k*z); y2=v0_neg*cos(omega*t+k*z); y=y1+y2; figure(4); p=plot(z,y1,'b',z,y2,'g',z,y,'r');% lgd=legend('入射波','反射波','驻波');% p(1).linewidth=2; p(2).linewidth=2; p(3).linewidth=2; lgd.fontsize=16; axis([-30 0 -3 3]); mov(i)=getframe(gcf);%捕捉当前图像作为一帧 writevideo(v,mov(i)); pause(0.05); t=t+0.05;end;close(v);zload=60;%0--short;10000-open;50--matched;60-a few unmatchedv0_neg=(zload-z0)/(zload+z0)*v0_pos;v=videowriter('负载失配.avi');v.framerate=10;open(v);for i=1:100 y1=v0_pos*cos(omega*t-k*z); y2=v0_neg*cos(omega*t+k*z); y=y1+y2; figure(5); p=plot(z,y1,'b',z,y2,'g',z,y,'r');% lgd=legend('入射波','反射波','驻波');% p(1).linewidth=2; p(2).linewidth=2; p(3).linewidth=2; lgd.fontsize=16; axis([-30 0 -3 3]); mov(i)=getframe(gcf);%捕捉当前图像作为一帧 writevideo(v,mov(i)); pause(0.05); t=t+0.05;end;close(v);
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入射波和反射波是行波，波随着时间的增长，向传输线的一端移动。
但是入射波和反射波叠加，会在传输线上形成驻波，驻波随着时间的增长，驻波无法行进，所以无法传输能量。
由传输线的电报方程，可以知道，传输线上的电压和电流表达式为：
因为在z=0处的反射系数为：
所以：
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当负载阻抗为短路时，zl=0，终端反射系数为-1，电路中的驻波是这样的。此时驻波比为无穷大。
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所以，使用驻波比这个指标，是因为它反应了传输线上波的反射情况。
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也就是说，回波损耗是入射波功率与反射波功率的db差值。
比如说，入射波的功率为50dbm，反射波的功率为10dbm，那么回波损耗就是40db。
因为有回波损耗，所以在传输过程中，则会有由于该回波损耗产生的失配损耗(mismatch loss)。
而失配损耗的定义为：
所以，反射系数，swr，回波损耗，以及失配损耗有一一对应的关系。
常规情况下，会看到驻波比的指标<2，即对应的回波损耗为10db左右，失配损耗为0.46db左右。
附上matlab代码：
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