矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀中的S參數(shù)是什么?

  　矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量時(shí)，經(jīng)常會(huì)用到的一個(gè)參數(shù)就是S參數(shù)，S參數(shù)是射頻通信領(lǐng)域應(yīng)用的一種測(cè)量參數(shù)，全稱(chēng)是散射參數(shù)，是網(wǎng)絡(luò)分析的語(yǔ)言。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)S參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，會(huì)有S11、S21、S12、S22四種不同的情況，其中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。下面一起來(lái)了解一下網(wǎng)絡(luò)分析儀中的S參數(shù)是什么以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀S11和S21啥意思吧。

　　一、網(wǎng)絡(luò)分析儀中的S參數(shù)是什么

　　網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量的是S參數(shù)，很多朋友不知道S參數(shù)到底指的是什么，其實(shí)S參數(shù)的全稱(chēng)是散射參數(shù)，它是網(wǎng)絡(luò)分析的語(yǔ)言。

　　  S參數(shù)即是一種描述元器件在表現(xiàn)為射頻特點(diǎn)的高頻信號(hào)激勵(lì)下的電氣行為的工具，它描述的方式是以元器件對(duì)入射信號(hào)作出“反應(yīng)”即“散射”后，從元器件外部“散射”出的可測(cè)量的物理量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，測(cè)量到的物理量的大小反應(yīng)出不一樣特點(diǎn)的元器件會(huì)對(duì)相同的輸入信號(hào)“散射”的程度不一樣，這種不一樣的散射程度就可以用來(lái)描述元器件的特點(diǎn)，而且這種表達(dá)方式已成為作為一種非常有用的電氣模型。這些物理量被稱(chēng)為入射電壓，反射電壓，傳輸電壓，等等。很多無(wú)源器件如電纜，連接器，PCB走線(xiàn)等傳輸介質(zhì)都會(huì)表現(xiàn)出這種特點(diǎn)，因此都可以用S參數(shù)來(lái)表征。

　　二、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀S11和S21是什么意思

　　矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量S參數(shù)時(shí)，經(jīng)常會(huì)說(shuō)到S11、S21等，這些是什么意思呢?

　　網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量的散射參數(shù)和阻抗參數(shù)類(lèi)似，對(duì)于有兩個(gè)端口的網(wǎng)絡(luò)(例如衰減器)而言，它也包括四個(gè)部分，用Sij表示，其中，i表示待檢測(cè)端口，j表示激勵(lì)信號(hào)的入射端口：

　　1、S11：被測(cè)器件(device under testing，簡(jiǎn)稱(chēng)DUT)的一個(gè)端口對(duì)信號(hào)的反射量，又稱(chēng)回波損耗。

　　2、S21：信號(hào)通過(guò)被測(cè)器件時(shí)產(chǎn)生的變化(幅度和相位變化，又稱(chēng)插損或增益)。

　　3、S12：信號(hào)以相反方向通過(guò)被測(cè)器件時(shí)產(chǎn)生的變化。

　　4、S22：被測(cè)器件的另一個(gè)端口對(duì)信號(hào)的反射量。

　　以一個(gè)二端口的例子來(lái)分析，S11表示端口2匹配時(shí)，端口1的反射系數(shù);S22表示端口1匹配時(shí)，端口2的反射系數(shù);S12表示端口1匹配時(shí)，端口2到端口1的反向傳輸系數(shù);S21表示端口2匹配時(shí)，端口1到端口2的正向傳輸系數(shù)。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="" port2="" 1="" port2="" s21="">0.7(-3dB)。

       S21和S12表示的二端口網(wǎng)絡(luò)在不一樣頻率正弦信號(hào)作用下的增益，整體上呈現(xiàn)低通特點(diǎn)，隨著頻率的增加，能量衰減越大，傳輸?shù)搅硗庖欢说哪芰烤驮叫。@其實(shí)和示波器前端放大器的頻響曲線(xiàn)的含義是一樣的。對(duì)于頻率越高的信號(hào)，經(jīng)過(guò)相同的PCB或電纜之后的幅值衰減得越快。所謂去加重和預(yù)加重就是針對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的這種特點(diǎn)補(bǔ)償高頻衰減的一種搞定辦法。S11和S22則恰恰相反，隨著頻率的升高，反射回來(lái)的能量就越大。

　　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)的輸出端口，Port2作為信號(hào)的輸入端口，那么S11表示的就是這條傳輸線(xiàn)的回波損耗，S21表示的就是這條傳輸線(xiàn)的插入損耗。

　　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。

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