驻波为什么不传递能量

电压驻波比是射频传输中常常碰到的一个技术参数，主要反映了电磁波传输过程中的驻波成分大小。为了更好地理解这个概念，我们首先需要了解什么是驻波。

驻波，指的是两列频率和振幅相同、振动方向一致但传播方向相反的行波叠加后形成的波形。如果两列波的振幅不同，那么形成的波形称为行驻波。在行波的传播过程中，能量会不断向前传递，其平均能流密度不为零。在驻波中，能量只能在波节与波腹之间来回运行，其平均能流密度等于零。

我们可以采用一个简单的图示来解释这个概念：绿线和蓝线分别代表两个振幅、频率相同但传播方向相反的行波，当这两列波叠加时，形成的红线波形就代表了驻波的状态。从红线的波形图中，我们可以看到能量只在波节和波腹之间来回震荡。

在电磁波的传播过程中，当传输线的阻抗发生变化时，会产生反射波。这个反射波与入射波叠加，就形成了我们所说的驻波。关于传输线的电压和电流的变化，我们可以采用长线效应的相关公式来描述。

假设蓝色曲线代表入射波，红色曲线代表反射波，那么当这两列波叠加时，形成的黑色曲线就代表了驻波的形态。当发生全反射时，反射波的振幅等于入射波的振幅，此时形成的驻波，其波腹的电压为入射波的两倍，而波节处的电压为零，此时的电压驻波比达到无穷大。相反，当传输线完全匹配时，波腹和波节的电压相等，此时的电压驻波比为1。在实际的射频电路设计中，完全匹配的状态几乎是不存在的。

由于传输线上同时存在入射波和反射波，所以在传输线上的任意观察点的电压和电流都是这两类波的叠加结果。由于反射波的振幅通常小于入射波的振幅，因此形成的往往是行驻波。当反射系数为正实数时，反射波电压与入射波电压的相位相同，形成电压的波腹；而该位置的反射波电流与入射波电流的相位相反，形成电流的波节。反之，当反射系数为负实数时，情况则相反。

结合电压驻波比的定义，即电压波腹与波节的比值，我们可以得到电压驻波比的详细计算公式。这个公式是描述传输线上驻波成分大小的重要参数。当传输线完全匹配时，没有反射波，驻波比为1；而当发生全反射时，驻波比达到无穷大。我们还可以通过电压驻波比、反射系数以及工程中常用的回波损耗RL之间的关系表格来更直观地理解这三个参数之间的关系。在射频电路设计中，这三个参数都是衡量传输线匹配状况的重要指标。通过理解这些概念及其关系，可以更好地掌握射频系统的设计和优化。