La relación de ondas estacionarias (ROE) es una expresión matemática de la falta de uniformidad de un campo electromagnético (campo EM) en una línea de transmisión como un cable coaxial. Por lo general, SWR se define como la relación entre el voltaje máximo de radiofrecuencia (RF) y el voltaje mínimo de RF a lo largo de la línea. Esto también se conoce como relación de voltaje de onda estacionaria (VSWR). La ROE también se puede definir como la relación entre la corriente de RF máxima y la corriente de RF mínima en la línea (relación de onda estacionaria actual o ISWR). Para la mayoría de los propósitos prácticos, ISWR es lo mismo que VSWR.
En condiciones ideales, el voltaje de RF en una línea de transmisión de señal es el mismo en todos los puntos de la línea, sin tener en cuenta las pérdidas de potencia causadas por la resistencia eléctrica en los cables de la línea y las imperfecciones en el material dieléctrico que separa los conductores de línea. Por tanto, el VSWR ideal es 1: 1. (A menudo, el valor de ROE se escribe simplemente en términos del primer número, o numerador, de la razón porque el segundo número, o denominador, es siempre 1.) Cuando el VSWR es 1, el ISWR también es 1. Esta condición óptima puede existen solo cuando la carga (como una antena o un receptor inalámbrico), a la que se envía la potencia de RF, tiene una impedancia idéntica a la impedancia de la línea de transmisión. Esto significa que la resistencia de la carga debe ser la misma que la impedancia característica de la línea de transmisión y la carga no debe contener reactancia (es decir, la carga debe estar libre de inductancia o capacitancia). En cualquier otra situación, el voltaje y la corriente fluctúan en varios puntos a lo largo de la línea y la ROE no es 1.
Cuando las impedancias de línea y carga son idénticas y la ROE es 1, toda la potencia de RF que llega a una carga desde una línea de transmisión es utilizada por esa carga. Cuando la carga es una antena, la utilización toma la forma de radiación de campo EM. Si la carga es un receptor o terminal de comunicaciones, la potencia de la señal se convierte en alguna otra forma, como una pantalla audiovisual. Si la impedancia de la carga no es idéntica a la impedancia de la línea de transmisión, la carga no absorbe toda la potencia de RF (llamada potencia directa) que le llega. En cambio, parte de la potencia de RF se envía de regreso a la fuente de señal cuando la señal alcanza el punto donde la línea está conectada a la carga. Esto se conoce como potencia reflejada o potencia inversa.
La presencia de potencia reflejada, junto con la potencia directa, establece un patrón de voltaje máximo (bucles) y mínimo (nodos) en la línea de transmisión. Lo mismo ocurre con la distribución de corriente. La ROE es la relación entre el voltaje de RF en un bucle y el voltaje de RF en un nodo, o la relación entre la corriente de RF en un bucle y la corriente de RF en un nodo. En teoría, no hay límite para lo alto que puede llegar a ser esta relación. Los peores casos (valores de ROE más altos) ocurren cuando no hay carga conectada al final de la línea. Esta condición, conocida como línea de transmisión sin terminar, se manifiesta cuando el final de la línea está en cortocircuito o se deja abierto. En teoría, la ROE es infinita en cualquiera de estos casos; en la práctica, está limitado por pérdidas de línea, pero puede superar los 100. Esto puede dar lugar a tensiones y corrientes extremas en determinados puntos de la línea.
La ROE en una línea de transmisión está relacionada matemáticamente con (pero no es lo mismo) la relación entre la potencia reflejada y la potencia de transmisión. En general, cuanto mayor es la relación entre la potencia reflejada y la potencia de transmisión, mayor es la ROE. Lo contrario también es cierto. Cuando la ROE en una línea de transmisión es alta, la pérdida de potencia en la línea es mayor que la pérdida que ocurre cuando la ROE es 1. Esta pérdida exagerada, conocida como pérdida de ROE, puede ser significativa, especialmente cuando la ROE excede 2 y el La línea de transmisión tiene una pérdida significativa para empezar. Por esta razón, los ingenieros de RF se esfuerzan por minimizar la ROE en las líneas de transmisión de comunicaciones. Una ROE alta también puede tener otros efectos indeseables, como el sobrecalentamiento de la línea de transmisión o la ruptura del material dieléctrico que separa los conductores de línea.
En algunas situaciones, como las que se encuentran en frecuencias de RF relativamente bajas, niveles de potencia de RF bajos y tramos cortos de línea de transmisión de baja pérdida, una ROE moderadamente alta no produce pérdida significativa de ROE o sobrecarga de la línea y, por lo tanto, puede tolerarse.