驻波表-功率计(2)

基于互感方式的SWR表有很多电路。
图5为一种互感器次级采用中心抽头（双线并绕）的电路，与图4区别之处在于二极管检测的高频电压是C2上的电压与次级电压串联相加的结果。由于二极管仅有一端处于高频电位，因此节约了两只高频扼流圈。

图6是利用了一只高频电压互感器替代了电容分压器，其平衡条件为：N1/N2=R/Z。可见，欲制作50Ω的SWR表，可采用两只相同绕法的互感器，并使R=50Ω即刻。本电路十分简单，并且不需调整，常在商品收发讯机上采用。图7是它的变形。


图8为图7的实际结构图，可供实际制作参考。此外尚有3支互感器的电路（如：日本的W520）如图9。



互感器方式由于受引线及磁环互感器特性的限制，因此在VHF频段以上几乎无例外的采用匹配良好的微带线定向耦合器式电桥。这种SWR表十分简单，它的取样电路是在一小段微带传输线的两侧各放置一条平行的短印刷线段，如图10所示。

此种电路的中心线与两侧平行线间存在有分布参数的互感与电容，其原理不能用集总参数电路的分析方法来描述。
VD1用来检测正向电压，VD2用来检测反射电压。电桥对指定阻抗的平衡是靠端接匹配假负载时调整R2值使反向表头指示为零的方法。然后将电桥反过来用同样方法调整R1。R1与R2的数值在50~170Ω之间，取决于两条耦合线与中心导体的耦合程度。
在HF频段,由于频率低故对于微带线是否严格匹配要求不高，故可以用单面电路板印刷电路，不过当耦合段尺寸不够大时，低频端的灵敏度将很差。而对于VHF、UHF则必须采用双面电路板认真设计，使微带线系通本身的特性阻抗等额定阻抗50Ω，否则驻波表本身就又很大驻波比，而不能使用。

下面简要介绍一下这种定向耦合器的原理。
在一导电平面上排列两条平行导体，如图11所示。主导体上的电流I将在检测导体上感应一个电流Im。Im的大小与检测导体的外电路有关。两导体之间由于存在电容耦合，还要形成第二部分电流IC。其结果是在主导体中向右的正向波将在检测导体中产生向左传播的波。由于此感应出来的波与正向的波的方向相反，故此种耦合称为反向耦合。因此在检测线的左方用二极管可检测到输入电压。目前大部分VHF、UHF驻波表都采用此种电路，其频率可达到GHz量级。

由于微带线在传输大功率高电压时不宜采用印刷电路的薄铜箔，故有些商品驻波表的中心导体采用架于电路板之上的粗圆导体或铜片，也可以用特殊设计的铜线或铜片，而两侧的检测线仍为印刷线。
还有一种SWR表是采用一小段同轴电缆线，在外导体铜网中穿入两条导线作为检测线，其原理和上述方式完全相同。导体的长度与频率有关。过短的线会使低频段灵敏度降低，从VHF段到HF的中段，通常在数厘米到十数厘米之间。这种法既简单又方便很适合业余制作，但准确度不易控制，商品中未被采用。

下面介绍有关使用和调整的问题。
驻波表在制作好之后首先要验证对于匹配负载是否平衡。简单的是用端接匹配负载来检验来检验指针是否为零（SWR=1）的方法只能说是初步试验，因为在小的驻波比的情况下，反射电压很小，检波电路由于二极管起始压降很小而造成死区，十分不敏感，也就是说，仅采用标准负载的方法调整，其结果是粗略的。最有效的方法是用一个25Ω和一个100Ω的负载（两者的SWR皆为2）来试验SWR表，要反复调整SWR表中的所有有关元件数值，例如调分压电容或电阻，直到两者读数相同为止，这时SWR表才做到对称与50Ω。
然后开始给表刻度，为此要制作数只不同驻波比的负载。对于业余爱好者来讲可只刻上SWR为2及3两个刻度就可以了（有些商品表在大于3事业不再给出刻度并染成红色，用以说明大于3的天馈系统是不正常的系统）。为此，可用大瓦数的碳棒、金属膜或碳膜电阻来端接。其数值如下表：
注意：用电阻丝绕制的背釉电阻、水泥电阻，因其电感太大，不能使用。自制假负载时，应尽可能减短引线长度，并用数值并联的方法，以减少杂感同时加大功率承载能力。即使如此，用电阻自制的假负载在VHF波段也是很不准确的。可以用一只准确的驻波表来校准自制的表，但不要采用两只表串接在一起的方法，而应分别测量，这样可以减去因串接而引入的误差。
校功率刻度时也不要用两表串接的方法。

在使用驻波表和功率计时应注意：
测量天馈系统的驻波时，应在较大输出功率下进行，因为在较小功率下其结果将偏小。
由于这种表的功率刻度是在额定负载下定度的，因此测输出功率时必须在同样负载下才正确。
这种表的功率测量往往有较大的频响误差，频率升高时，读数偏大。
利用驻波表可以进行自制天线的调整工作。通过在不同频率下测量天线系统的SWR，找到天馈系统的最小驻波比频率，从而找到调整天线尺寸的依据。
有了驻波表之后可以很容易的为自己的天线系统配上天线调配器。
如果你的天馈系统是75Ω的，应该自制一台75Ω的驻波表。否则，当用50Ω的驻波表测量时，得到的SWR=1.5才是正确的。