矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀入門第一步-什么是S參數(shù)？

在微波測(cè)量中，功率是一項(xiàng)重要的參數(shù)。工程師們都希望在微波電路的設(shè)計(jì)中能夠?qū)⒐β蔬M(jìn)行更有效的傳輸，而功率通常使用傳輸線來(lái)進(jìn)行傳導(dǎo)，在理想的情況下我們希望在這條傳輸線中，從輸入端到接收端的功率是一樣的，但是實(shí)際的傳輸過(guò)程難免會(huì)三種情況：

1、其中一部分的信號(hào)會(huì)從輸入端被反射回來(lái)，就像光的折射現(xiàn)象一樣，由于介質(zhì)的不同，會(huì)產(chǎn)生一定的反射。

光的折射

2、一部分信號(hào)傳輸?shù)狡渌丝?/strong>

3、剩下一部分在傳輸?shù)倪^(guò)程中通過(guò)熱輻射或電磁輻射的方式被耗散了。

因此，信號(hào)在傳輸過(guò)程發(fā)生了一定的變化，S參數(shù)就是用于描述多端口網(wǎng)絡(luò)中射頻能量的傳輸與反射特性。S參數(shù)下標(biāo)的第一個(gè)數(shù)字表示響應(yīng)端（接收端），第二個(gè)數(shù)字代表激勵(lì)端（入射端），例如S11代表端口1相對(duì)于端口1輸入信號(hào)的響應(yīng)，而S21代表端口2相對(duì)于端口1輸入信號(hào)的響應(yīng)。

我們可以通過(guò)下面這張圖來(lái)簡(jiǎn)單了解一下雙端口S參數(shù)的定義：

雙端口S參數(shù)網(wǎng)絡(luò)圖

假設(shè)端口1為信號(hào)輸入端，端口2為信號(hào)接收端時(shí)，則a1為端口1的入射信號(hào)，b1為端口1被DUT反射回來(lái)的信號(hào)，b2為端口2接收到的信號(hào)，此時(shí)a2為零

那么S11=b1/a1、S21=b2/a1

同理當(dāng)我們以端口2作為信號(hào)輸入端，端口1為信號(hào)接收端時(shí)，a2為入射信號(hào)，b2為端口2被DUT反射回來(lái)的信號(hào)，b1為端口1接收到的信號(hào)，此時(shí)a1為零

那么S22=b2/a2、S12=b1/a2

由上我們可以知道，當(dāng)我們用于測(cè)量單端口器件的傳輸與反射特性時(shí)可以測(cè)量S11，測(cè)量雙端口器件時(shí)可以測(cè)量S11、S21、S22、S12，而其他的多端口器件的S參數(shù)根據(jù)入射與反射之間的傳輸關(guān)系有更多的S參數(shù)需要進(jìn)行測(cè)量，以此驗(yàn)證微波電路在傳輸過(guò)程中的變化。