現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)分析儀已廣泛在研究，生產(chǎn)中大量運(yùn)用，網(wǎng)絡(luò)分析儀被廣泛地使用于分析各種不一樣部件，材料，電路，設(shè)備和系統(tǒng)。無(wú)論是在研究階段為了優(yōu)化模擬電路的規(guī)劃，還是為了調(diào)試檢測(cè)電子元器件，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀都成為一種不可缺少的測(cè)量?jī)x器。

網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)被高頻率運(yùn)用的術(shù)語(yǔ)，有很多種現(xiàn)代的定義。就網(wǎng)絡(luò)分析而言，網(wǎng)絡(luò)指一組內(nèi)部相互關(guān)聯(lián)的電子元器件。網(wǎng)絡(luò)分析儀的功能之一就是量化兩個(gè)射頻元件間的阻抗不匹配，最大限度地提升功率效率和信號(hào)的完整性。每當(dāng)射頻信號(hào)由一個(gè)元件進(jìn)入另一個(gè)時(shí)，總會(huì)有一部分信號(hào)被反射，而另一部分被傳輸。下面一起學(xué)習(xí)探討一下網(wǎng)絡(luò)分析儀中的 S 參數(shù)具體是什么？

今天的主角“S 參數(shù)”就正式登場(chǎng)了。在仿真中我們一般都用 S 參數(shù)來(lái)代表無(wú)源網(wǎng)絡(luò)。S 參數(shù)也被稱(chēng)為散射參數(shù)，適用于分布參數(shù)電路。

下圖非常形象的表示信號(hào)的走向。A1 是入射的信號(hào)，B1 是反射的信號(hào)，B2 是傳輸?shù)男盘?hào)。S 參數(shù)就是建立在這些信號(hào)能量關(guān)系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。

S 參數(shù)可以用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量到，并用網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)計(jì)算。

常用的表達(dá)式是 Sij：意思表達(dá)為能量從 j 口注入，在 i 口測(cè)得的能量，如 S11 定義為從 Port1 口反射的能量與輸入的能量的比值的平方根，也經(jīng)常被簡(jiǎn)化為等效反射電壓與等效入射電壓的比值。

現(xiàn)在我們想象把網(wǎng)絡(luò)看成一個(gè)“黑盒子”，現(xiàn)在只關(guān)心端口能量的數(shù)值。

以一個(gè)二端口的例子來(lái)分析 S 參數(shù)的含義：

S11：端口 2 匹配時(shí)，端口 1 的反射系數(shù)

S22：端口 1 匹配時(shí)，端口 2 的反射系數(shù)

S12：端口 1 匹配時(shí)，端口 2 到端口 1 的反向傳輸系數(shù)

S21：端口 2 匹配時(shí)，端口 1 到端口 2 的正向傳輸系數(shù)

我們常用的是 S11 和 S21，他們分別表達(dá)的意思是：

對(duì)于 2 端口網(wǎng)絡(luò) Port1 輸入信號(hào)，Port2 輸出信號(hào)，則有：

S11 表示回波損耗，即有多少能量返回了 Port1，當(dāng)然越小越好，即能量很少反射回來(lái)，一般 S11<0.1(-20dB)。

S21 表示插入損耗，即有多少能量傳輸?shù)?Port2，當(dāng)然越大越好，最大是 1，即能量全部傳輸?shù)?port2，沒(méi)有損耗。一般 S21>0.7(-3dB)。

所以，對(duì)我們實(shí)際工程應(yīng)用中，S11 和 S21 是兩個(gè)比較重要的參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)可以表征網(wǎng)絡(luò)的性能。通常我們 S 參數(shù)的幅度習(xí)慣用 DB 表示。

在實(shí)踐中，我們經(jīng)常用到的單根傳輸線(xiàn)或一個(gè)過(guò)孔，它就可以等效成一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)，一端接輸入信號(hào)，另一端接輸出信號(hào)，所以如果以 Port1 作為信號(hào)的輸入端口，Port2 作為信號(hào)的輸出端口，那么 S11 表示的就是這條傳輸線(xiàn)的回波損耗了。