参数设置
Im(Z_L) 为正表示感性负载，为负表示容性负载。完全匹配 Z_L = Z_0 时 |Γ| = 0、VSWR = 1。
VSWR(|Γ|) 曲线
横轴＝反射系数 |Γ|，纵轴＝VSWR（对数）／黄点＝当前工作点，虚线＝匹配品质参考线（VSWR=1.22 / 2 / 3）
理论与主要公式
当将负载 $Z_L$ 接到特性阻抗为 $Z_0$ 的线路上时，由于不匹配，入射波的一部分将以反射波返回。反射系数 $\Gamma$ 由下式给出：
$$\Gamma = \frac{Z_L - Z_0}{Z_L + Z_0}$$
线路上的电压驻波比仅由反射系数的模决定：
$$\mathrm{VSWR} = \frac{1 + |\Gamma|}{1 - |\Gamma|}$$
用 dB 表示反射大小的是回波损耗，用 dB 表示入射功率中未到达负载的比例的是失配损耗：
$$RL = -20\log_{10}|\Gamma|, \qquad ML = -10\log_{10}(1 - |\Gamma|^2)$$
对入射功率 $P_\text{in}$，反射功率为 $|\Gamma|^2 P_\text{in}$、透射功率为 $(1-|\Gamma|^2) P_\text{in}$，满足能量守恒。
VSWR 模拟器是什么
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说到天线和无线电时常常听到「VSWR 很重要」，这个数到底是在描述什么？
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简单说，就是用一个数字描述线路和负载有多「合拍」的指标。线路特性阻抗 $Z_0$ 与负载 $Z_L$ 完全相等时反射为零，VSWR=1；越偏离反射越大、VSWR 越大。看上面模拟器的初值 $Z_0=50\,\Omega$、$Z_L=75\,\Omega$——反射系数 $|\Gamma|=0.2$、VSWR=1.5、回波损耗 14 dB。
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设计同轴线时，最大功率传输的阻抗约 30 Ω，损耗最小的约 77 Ω。取折中后 50 Ω 成为测量与无线领域的事实标准。而电视接收等需要长距离低损耗的场合则用 75 Ω。两者连接时必然出现模拟器默认的 VSWR=1.5 失配——尚可接受，但并非最佳。
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把「Im(Z_L)」滑块拨动一下，实部不变时 VSWR 也会变差。这代表什么？
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那就是天线和实际器件都会带的「电抗」。Im 为正是感性（像电感），为负是容性（像电容）。$Z_0$ 是纯电阻 50 Ω，所以只要 $Z_L$ 有虚部就会偏离匹配。实际天线几乎都不是纯电阻，所以工程上要加 $L$、$C$ 构成「匹配网络」抵消虚部。
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「回波损耗 14 dB」到底表示有多少功率没送到？
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看右侧的「功率平衡」卡片：入射 10 dBm（=10 mW）中反射 0.4 mW、送到负载的是 9.6 mW。用 dB 表示失配损耗只有 0.18 dB。回波损耗 14 dB 是「反射的大小」，失配损耗 0.18 dB 是「未到达的比例」——同一匹配状态的两种视角。把两者混为一谈会看错指标的真正含义。
常见问题
视用途而定。业余无线电与一般业务无线常以 1.5 以下为良好、2.0 以下为可接受。雷达与高功率固态发射机往往要求 1.3 以下，超过则保护电路降低输出。仅接收用途时 VSWR 接近 2 影响也不大，相比噪声系数属次要因素。
VSWR=2 时 |Γ|=1/3，回波损耗约 9.5 dB、失配损耗约 0.51 dB。反射约占入射 11%，负载实收约 89%，dB 上仅降低 0.5 dB。VSWR 在直觉上看起来「很糟」，但功率损耗其实只有约一成——这正是 VSWR 与 dB 直觉差异的来源。
严格来说 Γ 是复数，带有相位信息。相位随沿线传播而变化，因此线长不同时同一负载在「容性」与「感性」之间切换。VSWR 与回波损耗仅由 $|\Gamma|$ 决定、不受线长影响，但设计匹配网络时仍需追踪包含相位的 $\Gamma$（如 Smith 圆图）。本工具仅处理 $|\Gamma|$ 与 VSWR，属入门级。
短路 $Z_L=0$ 时 $\Gamma=-1$，开路 $Z_L=\infty$ 时 $\Gamma=+1$，两种情况下 |Γ|=1、VSWR 发散到无穷大。入射波全部反射，负载接收不到功率。回波损耗为 0 dB、失配损耗为无穷大。在模拟器中将 Re(Z_L) 设为 1 或 500 并加大 Im，可看到 |Γ| 趋近 1 的过程。
实际应用
无线发射机与天线匹配：发射机输出级以 50 Ω 负载为前提设计，天线不匹配时反射波会返回放大器。固态功率放大器（PA）通常配有 VSWR 超过阈值（如 2.0）时自动降低输出的保护电路，并内置持续监测匹配状况的传感器。
矢量网络分析仪（VNA）测量：射频元件评估通过 S 参数测量进行，输入口反射 $S_{11}$ 即为各频点的 $\Gamma$。VNA 可由 S 参数显示回波损耗、VSWR 与 Smith 圆图，对滤波器、耦合器、天线等的匹配性能可在数十 GHz 范围内进行评估。
电视接收与 CATV：家用电视天线与有线电视系统以 75 Ω 为标准，使用 F 型接头与 75 Ω 同轴电缆。直接接入 50 Ω 设备（如测量仪器）会引入失配，因此需要 75 Ω/50 Ω 变换接头或对 dB 差进行补偿的变换器。
微波加热与医疗应用：微波炉与医用微波（如高频热疗）中，磁控管或射频源与负载（食物、生物组织）的匹配关系直接影响效率与安全。负载阻抗随加热对象大幅变化，因此常使用自动匹配器（自动调谐器）持续将 VSWR 拉近 1。
常见误解与注意事项
最常见的误解是把「VSWR 不好」直接等同于「巨大的功率损失」。有人听到 VSWR=2 就觉得「好像只有一半送到」，但实际损失只有约 0.5 dB（约 11%）。在模拟器中 $|\Gamma|=1/3$、VSWR=2 时失配损耗卡片显示约 0.51 dB。VSWR 的数值用倍数表示反射大小看起来很大，与对数表示的回波损耗、dB 损耗在感觉上完全不同。设计评审中必须把「VSWR」「回波损耗 dB」「失配损耗 dB」分开讨论，否则会误判严重程度。
第二个常见误区是认为「VSWR 低则发射机安全」。VSWR 是反射「功率」的指标，但它也直接决定线路上驻波电压最大值的高度。VSWR=3 时电压峰值为入射电压的 1.5 倍，VSWR=10 时为 1.83 倍。在大功率下，接头内的气隙或介质可能超过耐压而打火。VSWR 偏高若长时间放置，放大器尚未发热之前，电缆和接头的绝缘击穿就可能毁坏设备。功率与电压两方面都需评估。
最后请记住，本模拟器处理的是「稳态单频」的匹配度，而实际电路中频率特性同样重要。天线的 $Z_L$ 随频率大幅变化，某一频点 VSWR=1.2、另一频点 VSWR=5 都属正常。宽带系统中常以「带内最大 VSWR」作为规格。用本工具优化某一点只是设计的起点，实际仍需使用 VNA 在所关心的频段内进行扫频评估。