简单说说在网络分析中的S参数

2017-11-14 来源:上海新蓦尔天纵检测 我要评论(0) 字号:

我们知道在高频电路中,我们不能用一个确定的数值来代表这个元器件的特性,因为随着频率的变化其的特性也在发生变化。也不能让系统只工作在一个频率上面。此时直流电路中的欧姆定律概念已经失效,现在需要引入网络的概念来分析。也就是说在不同的频率时,电压和电流不同,他们的比值阻抗也不是一个固定值。来个专业名词就是分布参数电路。

现在天纵检测(SKYLABS)今天要介绍的主角“S参数”就正式登场了。在仿真中我们一般都用S参数来代表无源网络。S参数也被称为散射参数,适用于分布参数电路。

下图非常形象的表示信号的走向。A1是入射的信号,B1是反射的信号,B2是传输的信号。S参数就是建立在这些信号能量关系基础上的网络参数。

S参数可以用网络分析仪测量到,并用网络分析技术计算。

常用的表达式是Sij:意思表达为能量从j口注入,在i口测得的能量,如S11定义为从Port1口反射的能量与输入的能量的比值的平方根,也经常被简化为等效反射电压与等效入射电压的比值。

现在我们想象把网络看成一个“黑盒子”,现在只关心端口能量的数值。

以一个二端口的例子来分析S参数的含义:

S11:端口2匹配时,端口1的反射系数
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

我们常用的是S11和S21,他们分别表达的意思是:

对于2端口网络Port1输入信号,Port2输出信号,则有:

S11表示回波损耗,即有多少能量返回了Port1,当然越小越好,即能量很少反射回来,一般S11<0.1(-20dB)。

S21表示插入损耗,即有多少能量传输到Port2,当然越大越好,最大是1,即能量全部传输到port2,没有损耗。一般S21>0.7(-3dB)。

所以,对我们实际工程应用中,S11和S21是两个比较重要的参数,这两个参数可以表征网络的性能。通常我们S参数的幅度习惯用DB表示。

在实践中,我们经常用到的单根传输线或一个过孔,它就可以等效成一个二端口网络,一端接输入信号,另一端接输出信号,所以如果以Port1作为信号的输入端口,Port2作为信号的输出端口,那么S11表示的就是这条传输线的回波损耗了。

微波射频行业人士 | 相聚在这里
【10大细分领域的微信技术交流群】
订阅微信公众号
订阅微信公众号
加群管理员为好友
加群管理员为好友

更多信息,进入无线射频测试、微波测量专栏

主题阅读: S参数

猜您关注