S参数：深入了解与实际应用

S参数的定义与历史

S参数（Scattering parameters)，也称为散射参数。它最早由美国贝尔实验室的Harold A. Wheeler于1952年提出的。S 参数被用于描述和分析各种无源网络的特性，S参数让工程师更好地理解电路中信号的传输和散射行为。

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S矩阵

S矩阵

S参数通常用来描述工作在高频下的N端口网络。S参数可以通过一个复数矩阵（S矩阵）来表示。S矩阵通常是一个方形矩阵（N×N），其中每个元素Sij（i、j=1,2,...,N）表示从j端口的输入信号到达第i个端口的输出信号的幅度和相位关系。

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S参数实例

S参数实例

以一个无源二端口网络为例，深入介绍S参数。信号在传输过程中会产生入射波和反射波，既有进入端口的信号也有从端口中出来的信号，如下图。

a1：从端口1进入的正弦信号

b1：从端口1出来的正弦信号

a2：从端口2进入的正弦信号

b2：从端口2出来的正弦信号

所以根据定义，这个二端口网络的S参数可以表达为：

S11：端口2匹配时，端口1的反射系数。通常被称为回波损耗。

S22：端口1匹配时，端口2的反射系数。

S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数。

S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数。通常被称为插入损耗。

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SIDesigner应用演示

在巨霖SIDesigner信号完整性仿真平台中，通过三种元器件，就可以轻松得到S参数：

仿真完成后，支持通过波形显示器查看仿真结果：

也支持通过后处理功能查看仿真结果：

也可以在仿真前，通过check功能查看结果：

审核编辑：黄飞