Trong đo lường RF, khi đánh giá chất lượng anten, cable, filter hoặc bất kỳ linh kiện truyền dẫn nào, ngoài các tham số quen thuộc như S11 và Return Loss (RL), còn một chỉ số quan trọng không kém: VSWR.

VSWR là một trong những tiêu chuẩn quan trọng nhất để đánh giá matching giữa nguồn – đường truyền – tải. Một hệ thống có VSWR xấu sẽ gây mất mát tín hiệu, tăng phản xạ và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất RF.

Bài viết này giúp bạn hiểu rõ VSWR là gì, công thức, ý nghĩa và cách ứng dụng trong đo lường thực tế.

???? 1. VSWR là gì?

VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) là tỷ số sóng đứng điện áp xuất hiện trên đường truyền khi có sự phản xạ do mismatch giữa nguồn và tải.

Hiểu đơn giản:

???? VSWR cho biết mức độ matching của hệ thống RF.
VSWR càng thấp → matching càng tốt → tín hiệu truyền càng hiệu quả.

Một hệ thống hoàn hảo (không có phản xạ) sẽ có:

• VSWR = 1.0 → Lý tưởng (perfect match)

• VSWR = 1.2 – 1.5 → Chất lượng tốt

• VSWR > 2.0 → Mismatch lớn, cần khắc phục

???? 2. Mối liên hệ giữa VSWR – S11 – Return Loss

VSWR không phải là tham số độc lập. Nó liên quan trực tiếp tới hệ số phản xạ (Reflection Coefficient), tức S11.

✔ Công thức liên hệ:

$$VSWR = \frac{1+|\Gamma|}{1-|\Gamma|}$$

Trong đó:

• $\Gamma$ (Gamma) = Reflection Coefficient

• $|\Gamma|$ = độ lớn của S11 theo dạng linear

✔ Mối quan hệ thực tế:

Kết luận:
???? VSWR thấp ↔ S11 tốt ↔ Return Loss cao
→ Hệ thống truyền dẫn hiệu quả.

???? 3. Tại sao VSWR quan trọng trong RF?

3.1. Tín hiệu truyền hiệu quả hay không phụ thuộc vào VSWR

VSWR cao → phản xạ nhiều → năng lượng không truyền tới tải → hiệu suất kém.

Điều này đặc biệt nguy hiểm đối với:

• Bộ khuếch đại công suất (PA)

• Antenna

• Module RF công suất cao

3.2. VSWR cao có thể gây hư hại phần cứng

Phản xạ năng lượng ngược lại nguồn sẽ:

• Làm nóng PA

• Gây méo tín hiệu

• Giảm tuổi thọ linh kiện

• Tăng khả năng cháy công suất

Một số PA 4G/5G chỉ chịu được VSWR ≤ 2.5 trước khi giảm power hoặc kích bảo vệ.

3.3. VSWR ảnh hưởng trực tiếp chất lượng sóng RF

VSWR cao gây ra:

• Suy hao truyền dẫn (insertion loss tăng)

• Tạp âm, nhiễu

• EVM tăng (đối với 5G/NR, WiFi 6)

• Hiệu suất anten giảm mạnh (gain & efficiency giảm)

???? 4. VSWR được ứng dụng trong những thiết bị nào?

⚙ 5. Cách đo VSWR bằng VNA (Keysight, R&S, Anritsu)

Để đo VSWR chính xác, cần thiết lập đúng phương pháp đo:

Bước 1 – Chuẩn bị thiết bị

• Máy phân tích mạng VNA (E5061B, Keysight P50xx, R&S ZNB…)

• Bộ calibration 1-port hoặc 2-port

• Cáp RF 3.5 mm/2.92 mm

• DUT (antenna, cáp, filter…)

Bước 2 – Calibration

• Cal tại đầu connector gần DUT nhất

• Chuẩn Open – Short – Load

• 1-port hoặc 2-port tùy phép đo

Bước 3 – Đo S11

VSWR được tính trực tiếp từ S11, nên chỉ cần đo S11.

Bước 4 – Đọc VSWR trên máy

Hầu hết máy VNA đều có chế độ hiển thị:

• Format: VSWR

• Format: LogMag (S11)

• Format: Return Loss

Kỹ sư chỉ cần chuyển sang chế độ VSWR để đọc trực tiếp giá trị theo tần số.

???? 6. VSWR bao nhiêu được xem là tốt?

Tùy ứng dụng, tiêu chuẩn VSWR khác nhau:

???? 7. Các yếu tố làm VSWR xấu

• Mismatch 50Ω – 75Ω

• Connector lỏng, oxy hóa

• Cáp RF gãy

• PCB trace sai trở kháng

• Antenna đặt sai môi trường (không gian, kim loại, khoảng cách…)

• Hàn tụ/inductor sai giá trị

Ví dụ điển hình:
→ Antenna gắn vào PCB nhưng đặt gần pin hoặc shield metal → VSWR tăng mạnh → S11 xấu → hiệu suất anten giảm.

???? 8. HMAVN – Giải pháp VSWR cho doanh nghiệp và phòng lab

Tại HMAVN, chúng tôi cung cấp:

• Máy đo VNA chính hãng

• Bộ calibration tiêu chuẩn Keysight/R&S

• Cáp RF chất lượng cao (3.5 mm, SMA, 2.92 mm)

• Antenna đo test lab

• Jig test theo yêu cầu

• Dịch vụ đo kiểm VSWR – S11 – Gain – Efficiency

• Thiết kế đường truyền 50Ω chuẩn cho PCB RF

Chúng tôi hỗ trợ từ doanh nghiệp nhỏ đến phòng R&D, nhà máy sản xuất quy mô lớn.

???? 9. Kết luận

VSWR là một chỉ số cốt lõi trong đo lường RF, phản ánh chất lượng matching giữa đường truyền – nguồn – tải. VSWR thấp cho thấy tín hiệu truyền hiệu quả, hệ thống hoạt động ổn định và đảm bảo hiệu suất tối ưu.

Từ thiết kế anten, đo cáp RF đến kiểm tra PA công suất cao, mọi kỹ sư đều cần nắm rõ VSWR để tối ưu sản phẩm và đảm bảo độ tin cậy của hệ thống RF.

HMAVN tự hào mang đến giải pháp kỹ thuật và thiết bị đo chuyên nghiệp giúp doanh nghiệp nâng cao chất lượng sản phẩm RF.