진행파와 정재파

1. 개요

2. 진행파

3. 정재파

 3.1 정의

 3.2 특징

4. 진행파와 정재파 비교

5. 반사계수(Reflection Coefficients), 리턴로스(Return Loss), 정재파비(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)

 

1. 개요

 - 무한길이의 선로 혹은 임피던스가 정확하게 정합된 상태에서의 전파는 단방향으로 진행하는 진행파 성질만을 갖게 됨

 - 그러나 무한길이의 선로와 완벽히 임피던스를 정합된 상태로 유지하기 어려우므로 입사파의 일부가 반사파로 되돌아오게 되며 이는 에너지 소비를 증가시키게 하는 원인이 됨

 - 정재파는 진행파와 반사파 성분을 같이 가지고 있는 합성파를 말함

 

2. 진행파

 - 선로가 무한히 긴 경우 송단을 출발한 전압과 전류의 파는 R과 G에 의해 감쇠하면서 진행하며 이때 반사파는 없음

 - 실제로 무한장 선로는 없으므로 선로의 특성 임피던스와 동일한 부하 임피던의 부하를 접속함

 - 반사파 없이 한 쪽으로 진행하는 파

  

 

3. 정재파

 3.1 정의

    - 진행하는 파가 아니고 정지한채 진동만 하는 파(정재파:Standing Wave)

    - 부하임피던스(Zr)와 선로임피던스(Z0)가 다를 경우 선로상에 진행파와 반사파 모두 존재

    - 이들 두 파가 서로 간섭하여 동위상으로 만나는 곳은 최대점, 역위상으로 만나는 곳에서는 최소점이 생김

    - 정재파비(VSWR)= 최대전압/최소전압= (｜V+｜+｜V-｜)/(｜V+｜-｜V-｜)

    -  Zr=Z0 선로에는 반사파(V-)가 없고 진행파(V+)만 존재하므로 VSWR=1

    -  Zr≠Z0 선로에는 반사파와 진행파 모두 존재하므로 VSWR＞1

 3.2 특징

    - 발생원인: 정합아 되지 않을 경우

    - 전압, 전류 분포: λ/2 거리마다 최대와 최소가 있음

    - 전류, 전압의 위상: 어디서나 위상은 같음

    - 진행파, 반사파의 합성(양방향성)

 

 

4. 진행파와 정재파의 비교

구분	진행파	정재파
발생조건	선로의 특성 임피던스와 부하가 정합되어 있을 때 Z0=Zr	정합되어 있지 않을 때 Zr≠Z0
정의	한 방향으로 진행하는 파	진행파와 반사파가 합성한 파
전압, 전류 분포	선로상 어디서나 같음	λ/2 거리마다 최대와 최소가 있음
전압, 전류 위상	선로의 각 점에 따라 위상이 다름	위상이 어디서나 같음
전송손실	작다	크다
지향성	단향성	양방향성

 

 

 

5. 반사계수(Reflection Coefficients), 리턴로스(Return Loss), 정재파비(VSWR:Voltage Standing Wave Ratio)

 - 진행파 전압이 10V, 반사파 전력이 1V일 때, 전력반사율, 반사손실 및 정재파비는?

 - 반사계수(Γ, gamma, Reflection Coefficient)=반사된 전압/입사된 전압=1/10=0.1

 

 - 반사손실(RL)=-20*log｜Γ｜=20dB

 - 정재파비(VSWR)= 최대전압/최소전압= (｜V+｜+｜V-｜)/(｜V+｜-｜V-｜)=(10+1)/(10-1)=11/9=1.22

                           = (1+｜Γ｜)/(1-｜Γ｜)=1.1/0.9=1.22 

 

<Reference>

http://www.kangwon.ac.kr/~sericc/sci_lab/physics/standing_wave_2/standing_wave_2.html  정재파가 만들어지는 과정

http://ghebook.blogspot.kr/2011/09/vswr-voltage-standing-wave-ratio.html

http://ghebook.blogspot.kr/2011/07/voltage-and-current-waves.html

http://www.rfdh.com/rfdb/vswr.htm

http://www.antenna-theory.com/definitions/vswr.php