Hablando sobre Relación de Ondas Estacionarias

Por Esteban Fernández Gómez, CL8EFG

El termino ROE (relación de ondas estacionarias) o SWR (Standing Wave Ratio) en inglés  se originó en las teorías de las líneas de transmisión y ha evolucionado hacia la medida general del grado de acoplamiento o desacoplamiento de una carga con una fuente resistiva. La relación de ondas estacionarias o ROE, se refiere a la razón geométrica existente entre el valor máximo y el valor mínimo de la amplitud de voltaje observado en una condición, como sería a lo largo de una línea de transmisión. Este fenómeno se explica mediante los conceptos de onda directa y onda reflejada. La relación de onda estacionaría es un número positivo sin dimensión y siempre mayor o igual a uno. Si la onda reflejada es cero no existirán máximos ni mínimos,  en otras palabras, la amplitud es constante y por lo tanto, el valor de ROE es uno. Por el contrario, si existe una onda reflejada aparecerán voltajes máximos y mínimos  y el ROE será mayor que uno. En el límite si todas las ondas directas se reflejan habrá valores máximos y puntos donde el voltaje mínimo es cero, en este último caso el ROE será infinito. Cuando una línea de alimentación termina en una carga diferente de su impedancia característica, cierta cantidad de energía se refleja en el final de la misma hacia el generador. Las ondas de ida se combinan con la reflejada a lo largo del medio de propagación formando ondas estacionarias. El concepto de onda directa y onda reflejada trae como consecuencia el significado práctico de ROE, esto se refiere a potencia directa (emitida por un transmisor) y potencia reflejada (aquella rechazada por la carga), esta no es lineal, si la energía reflejada se duplica, el ROE aumenta mucho más que el doble. Un valor muy alto produce perdidas altas y causaría daños al amplificador de potencia, es por ello que existen circuitos de protección en los equipos modernos que controlan estos parámetros entre otros. En el medio de trasporte coexisten una onda incidente de amplitud Vi y otra reflejada de amplitud Vr, ambas ondas se combinan para dar una onda resultante. La onda resultante puede tener dos valores extremos.
– Cuando la onda incidente y la reflejada producen una interferencia constructiva, esto es Vmax= Vi+Vr y su amplitud es máxima
– Cuando la onda incidente y la reflejada producen una interferencia destructiva, o sea Vmín.=Vi-Vr y su amplitud es mínima. La definición esta dada por la relación de:  ROE=(Vmax./Vmín).
Se posee otra definición y es el coeficiente de reflexión gamma.
Γ =Vr/Vi.
Para tener en cuenta la diferencia de fase entre ambas ondas se define el módulo de gamma, llamado ro (p).
ROE = (1+p) / (1 – p).
Cuando lo que se maneja es potencia, como elemento de dato se tiene.
ROE = (1 + raiz (Pr / Pi)) / (1 – raiz (Pr / Pi)).
Valores de ROE de 1.3 (1.7 % de perdida de potencia) se consideran buenos y valores superiores sugieren atención al sistema trasmisor, conducción y radiación. En cuanto a instrumentos medidores, pueden ser de varios tipos: de una sola aguja, de dos agujas en dos indicadores separados y de dos agujas cruzadas en el mismo indicador, en definitiva la prestación es la misma.
En el proceso de medida se sugiere.
– El instrumento de medir el ROE se coloque entre el trasmisor y el cable coaxial.
– Cambiar el modo del equipo para trasmitir una señal continua, por ejemplo, FM o CW.
– Se ajuste a un nivel bajo, por ejemplo 5 vatios.
– El caso más sencillo es el de un sólo instrumento, se conmuta a  transmisión directa y con el potenciómetro se lleva  a máxima lectura previo PTT, seguidamente se conmuta el selector a reflejada y se toma la lectura del instrumento. Con estos datos se le aplica a la fórmula (Vd + Vr)/(Vd –Vr), su valor nos dará el ROE del sistema que es un valor adimensional.