微波系统主要研究信号和能量两大问题:信号问题主要是研究幅频和相频特性;能量问题主要是研究能量如何有效地传输。微波系统是分布参数电路,必须采用场分析法,但场分析法过于复杂,因此需要一种简化的分析方法。微波网络法被广泛运用于微波系统的分析,是一种等效电路法,在分析场分布的基础上,用路的方法将微波元件等效为电抗或电阻器件,将实际的导波传输系统等效为传输线,从而将实际的微波系统简化为微波网络,把场的问题转化为路的问题来解决。微波网络理论是在低频网络理论的基础上发展起来的,低频电路分析是微波电路分析的一个特殊情况。一般地,对于一个网络有Y、Z和S参数可用来测量和分析,Y称为导纳参数,Z称为阻抗参数,S称为散射参数;前两个参数主要用于集总电路,Z和Y参数对于集总参数电路分析非常有效,各参数可以很方便的测试;但是在微波系统中,由于确定非TEM波电压、电流非常困难,而且在微波频率测量电压和电流也存在实际困难。因此,在处理高频网络时,等效电压和电流以及有关的阻抗和导纳参数变得较抽象。与直接测量入射、反射及传输波概念更加一致的表示是散射参数,即S参数矩阵,它更适合于分布参数电路。S参数就是建立在入射波、反射波关系基础上的网络参数,适于微波电路分析,以器件端口的反射信号以及从该端口传向另一端口的信号来描述电路网络。同N端口网络的阻抗和导纳矩阵那样,用散射矩阵亦能对N端口网络进行完善的描述。阻抗和导纳矩阵反映了端口的总电压和电流的关系,而散射矩阵是反映端口的入射电压波和反射电压波的关系。散射参量可以直接用网络分析仪测量得到,可以用网络分析技术来计算。只要知道网络的散射参量,就可以将它变换成其它矩阵参量。 
  
       下面以二端口网络为例说明各个S参数的含义,如上图所示。二端口网络有四个S参数,Sij代表的意思是能量从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能量比值的平方根,也经常被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值,各参数的物理含义和特殊网络的特性如下:

    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;
    对于互易网络,有:S12=S21;
    对于对称网络,有:S11=S22 ;
    对于无耗网络,有:(S11)2+(S12)2=1 ;
    我们经常用到的单根传输线,或一个过孔,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,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表示的就是回波损耗,即有多少能量被反射回源端(Port1),这个值越小越好,一般建议S11< 0.1,即-20dB;S21表示插入损耗,也就是有多少能量被传输到目的端(Port2)了,这个值越大越好,理想值是1,即0dB,S21越大传输的效率越高,一般建议S21>0.7,即-3dB。
 
      S参数在工程测试和理论计算中都得到广泛采用。

一般利用各种参数 (H, Y, Z, S) 来对器件进行描述:

            1、器件的线性模型
            2、反映器件在不同频率和阻抗端接情况下工作性能
            3、通过测试来对器件进行建模
           4、通过计算对器件进行匹配,阻抗变化等处理
 
    在某些应用中采用器件参数可通过转换由S参数得到.

 
    利用S参的优点如下:
    1、概念与器件性能指标对应
    2、方便复杂系统分析
    3、完整反映被测器件性能
    4、便于建立器件数学模型
    5、级连系统的S参数计算
    6、便于导出 H, Y, 或 Z 等参数
        7、EDA 设计软件的数据格式
 
       S参数可全面直观表示一个器件(系统)的性能指标:
    对于20dB衰减器,20dB为功率对数表示,转换为相应线性电压表示为:0.1。
    输入端驻波比1.2,转换为反射系数为0.09。
    当然S参数应包含相位信息,对于象衰减器这样的互易器件,其S12=S21。
    微波晶体管是非互易器件,其S参数随频率及工作电平变化很大。 器件的生产厂商应提供各频率范围内及直流偏置条件下S参数数值。
 

图1   S参数的定义

 
    下面以所端口器件为例,介绍S参数的数学定义。
    S参双端口器件的S参数包含四个参数(N端口器件S参数包含N^2个参数)。S参数的定义是基于信号电压比值的参数,所以S参数为矢量。
       S参数下标注的意义是:第一个数字代表信号输出端口,第二个数字代表信号输入端。Sab:表示被测件端口b到端口a的传输系数。
    例:被测件输入端为:1端口;输出端:2端口:
       S11:当被测件输出端接匹配负载时,输入端反射系数;
       S21:当被测件输出端接匹配负载时,器件 端口1Þ端口2传输系数。
 

图2  S参数的公式

S 参数说明的更多相关文章

  1. 《连载 | 物联网框架ServerSuperIO教程》2.服务实例的配置参数说明

    1.C#跨平台物联网通讯框架ServerSuperIO(SSIO)介绍  <连载 | 物联网框架ServerSuperIO教程>1.4种通讯模式机制 一.综述 SuperIO(SIO)定位 ...

  2. JQuery UI dialog 弹窗实例及参数说明

    按钮代码: <a id="suprise" style="margin-left: 0.5em;cursor:pointer;">点我会有惊喜< ...

  3. 服务器.htaccess 详解以及 .htaccess 参数说明(转载)

    htaccess文件(或者”分布式配置文件”)提供了针对目录改变配置的方法, 即,在一个特定的文档目录中放置一个包含一个或多个指令的文件, 以作用于此目录及其所有子目录.作为用户,所能使用的命令受到限 ...

  4. Mongodb启动命令mongod参数说明

    Mongodb启动命令mongod参数说明 mongod的主要参数有: 基本配置 ----------------------------------------------------------- ...

  5. Connect to Database Using Custom params链接数据库配置参数说明

    使用RF的关键字Connect to Database Using Custom params链接数据库,对应的参数说明: a)     第一个参数我使用的是cx_Oracle,就写这个 b)     ...

  6. .htaccess详解及.htaccess参数说明【转】

    目录(?)[-] htaccess 详解 htaccess rewrite 规则详细说明 RewriteEngine OnOff RewriteBase URL-path RewriteCond Te ...

  7. 转载《SimpleAdapter的参数说明》

    SimpleAdapter的参数说明 第一个参数 表示访问整个android应用程序接口,基本上所有的组件都需要 第二个参数表示生成一个Map(String ,Object)列表选项 第三个参数表示界 ...

  8. Redis配置文件参数说明

    Redis配置文件参数说明   1. Redis默认不是以守护进程的方式运行,可以通过该配置项修改,使用yes启用守护进程 daemonize no 2. 当Redis以守护进程方式运行时,Redis ...

  9. mosquitto_pub和mosquitto_sub 命令参数说明

    mosquitto_pub 命令参数说明 1. -d  打印debug信息 2. -f  将指定文件的内容作为发送消息的内容 3. -h  指定要连接的域名  默认为localhost 4. -i   ...

  10. SVM学习笔记(一):libsvm参数说明(转)

    LIBSVM 数据格式需要---------------------- 决策属性 条件属性a 条件属性b ... 2 1:7 2:5 ... 1 1:4 2:2 ... 数据格式转换--------- ...

随机推荐

  1. Git GUI中文乱码问题解决方法

    使用Git GUI的查看代码的时候,会出现中文乱码: 在乱码的区域点击鼠标右键,选择Encoding,然后选择Unicode(UTF-8),乱码问题解决:

  2. OSSIM架构与组成综述

    OSSIM布道师 李晨光 一.背景 如果运维工程师手里没有高效的管理工具支持,就很难快速处理故障.市面上有很多运维监控工具,例如商业版的 Solarwinds.ManageEngine以及WhatsU ...

  3. Android 避免APP启动闪黑屏(Theme和Style)

    前几天Boss就反应说,机器每次启动程序都会闪一下黑屏,这个客户不接受.没办法,只能想想怎么解决,最后找到了下面的方法.闪黑屏的原因主要是我们启动Activity的时候,需要跑完onCreate和on ...

  4. Android 底部按钮BottomNavigationView + Fragment + viewPager 的使用(一)

    实现的效果,左右滑动,底部栏跟着滑动,中间加的是分帧的页面        上代码:主页面activity_main.xml <?xml version="1.0" encod ...

  5. JedisConnectionPool scala

    /** * Created by lq on 2017/8/29. */ object JedisConnectionPool { val config = new JedisPoolConfig() ...

  6. android App抓包工具的应用(转)

    安装好 fiddler ,手头有一部Android 手机,同时 还要有无线网,手机和 电脑在同一个无线网络.这些条件具备,我们就可以 开始下面的步骤了. 正题 :Fiddler 主菜单 Tools - ...

  7. wifi 模块RTL8188以及mt7601u 移植测试

    kernel version:4.4.12 kernel make menuconfig // make menuconfig [*] Networking support ---> Netwo ...

  8. [看门狗]基于Linux的嵌入式系统全程喂狗策略

    转自:http://blog.csdn.net/erickhuang1989/article/details/8721548 在嵌入式系统中,为了使系统在异常情况下能自动恢复,一般都会引入看门狗电路. ...

  9. FutureTask 源码分析

    FutureTask 源码分析,这个类的原理与我分析android当中的FutureTask类差不多[http://www.cnblogs.com/daxin/p/3802392.html] publ ...

  10. Android——FilenameFilter总结(转)

    一.FilenameFilter介绍   java.io.FilenameFilter是文件名过滤器,用来过滤不符合规格的文件名,并返回合格的文件: 一般地: (1)String[] fs = f.l ...