射频领域中S参数为何大行其道？

今天再讲讲，为啥在射频世界里流行的是S参数。这个话题，好像讲过两次。

不过，一回生，二回熟，三回就更熟了嘛。而且，今天看书，正好又看到了，所以就说说。

前几天文章讲过，其实除了S参数，还有其他网络参数的定义，比如Y参数，Z参数，H参数，ABCD参数等等，那为啥这些参数没能拔得头筹呢？为啥S参数搞的这么通用呢，基本上射频工程师，干个啥，都要用到它。

要仿真放大器的外围匹配，需要去官网上下个S参数；想知道LNA的性能，先用矢网测试一下S参数。

要说原因，可能还需要从那些网络产生的定义说起。

看一下上面密密麻麻公式中的那么一点蓝，你会发现，当计算这些参数的时候，不是要求电压等于0，就是要求电流等于0，也就是说，要么开路，要么短路。

书上说了，这个开路和短路，在微波毫米波频段处很难做到精确。如果条件难满足，那也就难出来相应参数了。

但是S参数，则又是另外一种定义。

请再看一下，图中公式中的那一点点蓝。

也许你会说，这不还是等于0么，ak=0，不就代表要Vk+等于0么，那不还是要短路？

仔细看看，你会发现，在Vn的右上方还有一个+号。

这个＋号，表示什么意义呢？

在一个端口的参考面上，上面的总电压为Vn，而Vn+则代表入射电压，而Vn-则代表反射电压，两者叠加，形成总电压。

也就是说，上面的Vk+=0，只是说入射电压等于0，并没有说总电压等于0。

这有差别么？差别大了去了！

把上面的i,j具象化，分别取2和1，也就是看看S21，那这个时候，就要求a2=0,a3=0,...,an=0.

再看看图中的一点点蓝色，再观察一下an的方向，也就是说，当有信号a1输入时，an都是从负载端反射过来的信号。如果负载匹配，则反射信号an=0。也就是说，条件满足了。

而匹配负载就比较容易实现，宽带高频都没问题。

那还有个问题，公式上，把Vn分解成Vn+和Vn-，那工程中怎么分？

这就用到定向耦合器了，这个也是矢量网络分析仪的核心组成部分。

定向耦合器，有4个端口，分别称为入射端，直通端，隔离端，耦合端，如下图所示。

当信号从①输入的时候，在耦合端③上会有信号，不会在④上出现(如果定向耦合器理想)；但是当信号从②反射回来的时候，反射信号则又会出现在④端口，而不会在③端口上出现(如果定向耦合器理想)。

写到这，突然觉得射频很有意思。

比如说，不是射频人，怎么会知道，这两根弯弯折折的铜皮，做了这么了不起的一项工作。

审核编辑：黄飞