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1、四散射參量 s (s Parameter),Z參量 、Y參量 及A參量 都是表示端口間電壓、電流關(guān)系的參量。,特點(diǎn)：這些參數(shù)用于集總電路非常有效，各參數(shù)可以很方便的測(cè)試； 但是，在微波網(wǎng)絡(luò)中，測(cè)量各端口上的電壓和電流是困難的，因此這些參量難以測(cè)量。,低頻網(wǎng)絡(luò),四散射參量 s (s Parameter),散射參數(shù)就是建立在入射波、反射波關(guān)系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，適于微波電路分析，以器件端口的反射信號(hào)以及從該端口傳向另一端口的信號(hào)，來(lái)描述該網(wǎng)絡(luò)。 同N端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗和導(dǎo)納矩陣相比，用散射矩陣亦能對(duì)N端口網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行完善的描述。阻抗和導(dǎo)納矩陣反映了端口的總電壓和電流的關(guān)系，而散射矩陣是反映端口的入射波和反射
2、波的關(guān)系。,高頻網(wǎng)絡(luò),四散射參量 s (s Parameter),散射參量有歸一化和非歸一化之分，通常所說(shuō)的散射參量是指歸一化散射參量，用 s 表示，它給出的是各端口歸一化入、反射波之間的關(guān)系；,實(shí)際工作中最常用的散射參量是歸一化散射參量。散射參量可以直接用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量得到。只要知道網(wǎng)絡(luò)的散射參量，就可以將它變換成其它矩陣參量。,四散射參量 s (s Parameter),S參數(shù)的特點(diǎn)： 1）引入了多端口，任意輸入、輸出 2）直接從功率出發(fā)，從波動(dòng)出發(fā) 3）采用波參數(shù)，入射和反射更加清晰,四散射參量 s (s Parameter),1、入射波a和反射波b（入射電壓波和反射電壓波）,由于系統(tǒng)是
3、線性的,四散射參量 s (s Parameter),由傳輸線理論已經(jīng)導(dǎo)出 ：,首先定義出入射波和散射波(a和b)。,四散射參量 s (s Parameter),入射波,反射波,我們把上式中的 稱為歸一化電壓， 稱為歸一化電流分別用u 和i表示。,則進(jìn)一步寫出,采用歸一化的電壓波就等于歸一化入射波加反射波，歸一化的電流波等于歸一化入射波減反射波,對(duì)于微波網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，通常用斜體的小寫字母“i ”表示第 i 個(gè)端口。如對(duì)二端口網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，取 i = 1，2。,“a”表示入射波，即進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的波；“b”表示反射波，即離開網(wǎng)絡(luò)的波。,圖 5-5 給出了分析二端口網(wǎng)絡(luò)歸一化散射參量的示意圖。,四散射參量 s (
4、s Parameter),后一項(xiàng)的實(shí)部顯然等于0，于是可見,網(wǎng)絡(luò)獲得功率,關(guān)系更加清晰：P=P入-P反,（1）物理意義是功率等于入射功率減去散射功率。,四散射參量 s (s Parameter),（2）入射功率=各端口入射功率的和,Hermite 算符,對(duì)于雙端口的入射功率=1端口的入射功率+2端口的入射功率,S參數(shù)定義,用散射參量表示的歸一化入、反射波電壓的關(guān)系為,寫成矩陣形式,或簡(jiǎn)寫成b = s a,歸一化散射參量各參量的物理含義：,端口(2)接匹配負(fù)載時(shí)，端口(1)的反射系數(shù),端口(1)接匹配負(fù)載時(shí)，端口(2)的反射系數(shù),端口(1)接匹配負(fù)載時(shí)，端口(2)到端口(1)的歸一化傳輸系數(shù),端
5、口(2)接匹配負(fù)載時(shí)，端口(1)到端口(2)的歸一化傳輸系數(shù),一、S參數(shù)的提出及應(yīng)用,S參數(shù)(散射參數(shù))的定義,一、S參數(shù)的提出及應(yīng)用,S參數(shù)的物理意義,采用適當(dāng)?shù)呢?fù)載阻抗ZL=Z0，使2端口負(fù)載與傳輸線特性阻抗Z0匹配，從而測(cè)量S11和S21。,回波損耗（dB）：,正向功率增益（dB）：,端口匹配,端口接匹配負(fù)載,概念區(qū)分,b=0,a=0,3N口散射參量 s (s Parameter),或簡(jiǎn)寫成b = s a,S散射參數(shù)性質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱時(shí)Sii=Sjj 網(wǎng)絡(luò)互易時(shí)Sij=Sji 網(wǎng)絡(luò)無(wú)耗時(shí)S+S=I 其中In階單位矩陣, + Hermite 符號(hào)，表示共軛轉(zhuǎn)置或轉(zhuǎn)置共軛,3N口散射參量 s (
6、s Parameter),所謂無(wú)耗，入射功率和反射功率相等,由,矩陣乘積的轉(zhuǎn)置為兩個(gè)矩陣倒置的轉(zhuǎn)置,（1）,（2）,（3）,a的任意性,3N口散射參量 s (s Parameter),物理意義：Sii 其它端口接匹配負(fù)載，i口的反射系數(shù) Sij 其它端口接匹配負(fù)載，j口到i口的傳輸系數(shù),注意：每一端口的散射參量都是在其他端口接匹配負(fù)載的狀態(tài)下定義的。,因此，對(duì)于二端口網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)端口(2)所接負(fù)載 ZL Z02 時(shí)，端口(1)的反射系數(shù)不再等于 s11。,這種情況下，若令端口(1)的電壓反射系數(shù)為 in，則由散射參量的定義式，可求得 in與負(fù)載反射系數(shù) L 的關(guān)系。,對(duì)于雙口網(wǎng)絡(luò)，輸入反射系數(shù)in和負(fù)載反射系數(shù)L有關(guān)系,4負(fù)載反射系數(shù)與輸入反射系數(shù)的變換定理,雙口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)S,S參數(shù),a1,b1,in,L,證明注意到in和L的不對(duì)稱性,雙口網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)S,S參數(shù),a1,b1,in,L,a2,b2,且寫出雙口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù) 由上式中得到 又從上式可知,證明,短路,匹配,開路,在端口2短路：GL=-1,則1端口的駐波比：,則1端口的回波損耗：,對(duì)于一般的S+S=I具體到雙口網(wǎng)絡(luò)是,具體寫為,雙口網(wǎng)絡(luò)的無(wú)耗約束,雙口網(wǎng)絡(luò)的s參數(shù)的基本性質(zhì),振幅條件,相位條件,S參數(shù)的似對(duì)稱和似互易特性,證明：,由3得：,（4）,（4）代入（1）,（5）,由2得：,（5）,（6）,
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