Le VSWR a expliqué:

Rapport d'ondes stationnaires de tension (ROS - VSWR) est un indicateur crucial de la performance de l'antenne (ainsi que gagner/Dbi) Plus le VSWR est bas, plus l'antenne est efficace.

• Le VSWR est une mesure de l'efficacité des connecteurs).
• Le VSWR et la perte de retour sont deux paramètres utilisés pour déterminer si une antenne est correctement adaptée à l'impédance interne et au câble ou aux connecteurs de l'antenne (ligne de transmission du signal) auxquels elle est connectée.
• Pour qu'un récepteur ou un émetteur radio fournisse de l'énergie à une antenne, l'impédance de la radio et du câble d'antenne doit bien correspondre à l'impédance d'une antenne.
• 50 Ohms est l'impédance correcte pour les antennes et les câbles d'antenne pour toutes les applications suivantes: Wi-Fi (802.11AC, N, G, A, B), LTE (4G), GSM (3G), ISME, Protocoles sans fil IoT y compris Bluetooth, RFID LoraNB-IoT, ZigBee, LTE-m. Toutes les antennes, câbles d'antenne et adaptateurs de Data Alliance sont adaptés à l'impédance de 50 ohms.
• Souvent, il existe une plage de bande passante que les antennes doivent satisfaire et qui est définie en termes de VSWR.

Le rapport d'ondes stationnaires de tension (VSWR) mesure l'efficacité de la transmission de l'énergie par radiofréquence (RF) de sa source à une antenne via une ligne de transmission.

• Dans un système parfait, 100 % de la puissance RF est transmise par une ligne « sans perte ».
• En réalité, les imperfections de transmission avec une impédance inadaptée font que l'énergie RF est réfléchie vers la source.
• Le VSWR exprime cet écart entre la tension maximale et la tension minimale à travers la ligne de transmission.

Le VSWR varie d'un rapport de 1, indiquant un système sans impédance entre les composants, à un décalage absolu où le VSWR est jusqu'à ∞. Une valeur VSWR de 2 ou moins est généralement acceptable pour les antennes des systèmes de communication.

Plus le VSWR est faible, meilleure est l'impédance de l'antenne adaptée à la ligne de transmission et plus la puissance délivrée est élevée. De plus, un petit VSWR réduit les réflexions de l'antenne. 1.0 est le VSWR minimum où aucune puissance n'est réfléchie, et c'est la condition idéale pour une antenne.

La perte de retour, mesurée en dB, qui indique la quantité de puissance incidente réfléchie dans la source du signal, fonctionne de manière opposée à celle du VSWR. Plus la perte de retour est élevée, plus la puissance d'une antenne est importante, ce qui signifie que vous perdez moins de puissance et de puissance du signal. Une faible perte de retour affecte la capacité de l'antenne à rayonner, ce qui affecte l'efficacité de la transmission. Pour qu'une antenne ait une bonne puissance de signal et des performances efficaces, le VSWR doit être faible tandis que dBi doit être élevé.

VSWR lié au gain d'antenne (dBi): La valeur dBi mesure le gain d'une antenne. Le gain d'antenne est une mesure de performance pour les performances combinées de l'efficacité électrique et de la directivité d'une antenne. Selon le type d'antenne (émettrice ou réceptrice), le gain décrit la capacité de conversion d'une antenne, c'est-à-dire à convertir l'énergie électrique en ondes radio ou les ondes radio en énergie électrique.

Pour qu'il y ait un transfert de puissance maximal (entre l'émetteur/récepteur, le câble et l'antenne), l'impédance de charge de l'émetteur/récepteur doit correspondre à l'impédance du câble. L'impédance de charge du câble doit également correspondre à l'impédance de l'antenne. S'il y a une correspondance de charge parfaite, cela se traduira par un gain d'antenne (intensité du signal et efficacité d'antenne parfaites). Tout décalage de charge entraîne une perte de transfert de puissance.

Le gain est mesuré en décibels (dB). La valeur dBi reflète la directivité et l'efficacité électrique de l'antenne, en différenciant les antennes d'émission et de réception pour une meilleure caractérisation des performances de l'antenne.

Adaptation d'impédance jusqu'à 50 ohms

• L'impédance est l'opposition rencontrée par l'énergie électrique lorsqu'elle s'éloigne de sa source.
• La synchronisation de la charge et de l'impédance de la source annulera l'effet, ce qui entraînera un transfert de puissance maximal.
• C'est ce qu'on appelle le théorème de transfert de puissance maximale: le théorème de transfert de puissance maximale est essentiel dans les assemblages de transmission de radiofréquences, en particulier dans le réglage des antennes RF.

L'adaptation d'impédance est essentielle au fonctionnement efficace des configurations RF où vous souhaitez déplacer la tension et la puissance de manière optimale. Dans la conception RF, l'adaptation des impédances de source et de charge maximisera la transmission de la puissance RF. Les antennes recevront un transfert de puissance maximal ou optimal lorsque leur impédance est adaptée à l'impédance de sortie de la source de transmission.

L'impédance de 50 ohms est la norme pour la conception de la plupart des systèmes et composants RF. Le câble coaxial, qui sous-tend la connectivité dans diverses applications RF, a une impédance typique de 50 Ohms. Des recherches RF entreprises dans les années 1920 ont révélé que l'impédance optimale pour le transfert des signaux RF se situerait entre 30 et 60 ohms, en fonction de la tension et du transfert de puissance. L'impédance relativement standardisée permet d'adapter le câblage et les composants tels que les antennes WiFi ou Bluetooth, les circuits imprimés et les atténuateurs. Plusieurs types d'antennes clés ont une impédance de 50 ohms, notamment ZigBee, GSM, GPS et LoRa.

Un décalage d'impédance entraîne des réflexions de tension et de courant. Dans les configurations RF, la puissance du signal sera réfléchie vers sa source, la proportion étant fonction du degré de décalage. Cela peut être caractérisé à l'aide du rapport d'ondes stationnaires de tension (VSWR), qui mesure l'efficacité du transfert de la puissance RF de sa source vers une charge, telle qu'une antenne.

Le décalage entre les impédances de source et de charge, tel qu'une antenne de 75 ohms et un câblage coaxial de 50 ohms, peut être surmonté à l'aide d'une gamme de dispositifs d'adaptation d'impédance, tels que des résistances en série, des transformateurs, des pastilles d'adaptation d'impédance montées en surface ou des tuners d'antenne.

En électronique, l'adaptation d'impédance consiste à créer ou à modifier un circuit, une application électronique ou un ensemble de composants de sorte que l'impédance de la charge électrique corresponde à l'impédance de l'alimentation ou de la source d'entraînement. Le circuit est conçu ou équipé de manière à ce que les impédances apparaissent identiques.

Connecteurs RF et câbles coaxiaux pour l’IoT sans fil