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矢量网络分析仪入门第一步-什么是S参数?

博宇讯铭 2022-10-20 14:22 次阅读

微波测量中,功率是一项重要的参数工程师们都希望在微波电路的设计中能够将功率进行更有效的传输,而功率通常使用传输线来进行传导,在理想的情况下我们希望在这条传输线中,从输入端到接收端的功率是一样的,但是实际的传输过程难免会三种情况:

1.其中一部分的信号会从输入端被反射回来,就像光的折射现象一样,由于介质的不同,会产生一定的反射。

pYYBAGNQ5vyAFub1AAA9OvhQrzk119.png光的折射

2.一部分信号传输到其他端口

3.剩下一部分在传输的过程中通过热辐射或电磁辐射的方式被耗散了。

因此,信号在传输过程发生了一定的变化,S参数就是用于描述多端口网络中射频能量的传输与反射特性。S参数下标的第一个数字表示响应端(接收端),第二个数字代表激励端(入射端),例如S11代表端口1相对于端口1输入信号的响应,而S21代表端口2相对于端口1输入信号的响应。

我们可以通过下面这张图来简单了解一下双端口S参数的定义:

poYBAGNQ5w2ABTcyAAAssg2FTNE575.png双端口S参数网络图

假设端口1为信号输入端,端口2为信号接收端时,则a1为端口1的入射信号,b1为端口1被DUT反射回来的信号,b2为端口2接收到的信号,此时a2为零

那么S11=b1/a1、S21=b2/a1

同理当我们以端口2作为信号输入端,端口1为信号接收端时,a2为入射信号,b2为端口2被DUT反射回来的信号,b1为端口1接收到的信号,此时a1为零

那么S22=b2/a2、S12=b1/a2

由上我们可以知道,当我们用于测量单端口器件的传输与反射特性时可以测量S11,测量双端口器件时可以测量S11、S21、S22、S12,而其他的多端口器件的S参数根据入射与反射之间的传输关系有更多的S参数需要进行测量,以此验证微波电路在传输过程中的变化。

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