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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,四散射,参量,s,(s Parameter),Z,参量、,Y,参量 及,A,参量 都是表示端口间电压、电流关系的参量,。,特点：这些,参数用于集总电路非常有效，各参数可以很方便的测试；,但是，在微波网络中，测量各端口上的电压和电流是困难的，因此这些参量难以测量。,低频网络,四散射,参量,s,(s Parameter),散射参数就是建立在,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，来描述该网络。,同,N,端口网络的阻抗和导纳矩阵相比，用,散射矩
2、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,入射波,和,反射波,的关系。,高频网络,四散射,参量,s,(s Parameter),散射参量有归一化和非归一化之分，,通常所说的散射参量是指归一化散射参量，,用,s,表示，它给出的是各端口归一化入、反射波之间的关系；,实际工作中最常用的散射参量是归一化散射参量。散射参量可以直接用网络分析仪测量得到。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。,四散射,参量,s,(s Parameter),S,参数的特点：,1,）引入了多端口，任意输入、输出,2,）直接从功率出发，从波
3、动出发,3,）采用波参数，入射和反射更加清晰,四散射,参量,s,(s Parameter),1,、入射波,a,和反射波,b,（入射电压波和反射电压波）,由于系统是线性的,四散射,参量,s,(s Parameter),由,传输线理论,已经导出：,首先定义出入射波和散射波(,a,和,b)。,四散射,参量,s,(s Parameter),入射波,反射波,我们把上式中的 称为归一化电压，称为归一化电流分别用,u,和,i,表示。,则进一步写出,采用归一化的电压波就等于归一化入射波加反射波，归一化的电流波等于归一化入射波减反射波,对于微波网络来说，通常用斜体的小写字母,“,i,”,表示第,i,个端口,。如
4、,对二端口网络来说，取,i,=1,，,2,。,“,a,”,表示入射波，即,进入网络的波,；,“,b,”,表示反射波，即,离开网络的波,。,图,5-,5,给出了分析二端口网络归一化散射参量的示意图,。,图,5-,5二端口网络入、反射波示意图,a,1,b,1,a,2,b,2,四散射,参量,s,(s Parameter),后一项的实部显然等于0，于是可见,网络获得功率,关系更加清晰：,P=P,入,-P,反,（,1,）物理意义是功率等于入射功率减去散射功率。,四散射,参量,s,(s Parameter),（2）入射功率,=,各端口入射功率的和,Hermite,算符,对于双端口的入射功率,=1,端口的入
5、射功率,+2,端口的入射功率,S,参数定义,用散射参量表示的归一化入、反射波电压的关系为,写成矩阵形式,或简写成,b,=,s,a,图,5-,5二端口网络入、反射波示意图,a,1,b,1,a,2,b,2,归一化散射参量各参量的物理含义：,端口,(,2,),接匹配负载时，端口,(,1,),的反射系数,端口,(,1,),接匹配负载时，端口,(,2,),的反射系数,端口,(,1,),接匹配负载时，端口,(,2,),到端口,(,1,),的归一化传输系数,端口,(,2,),接匹配负载时，端口,(,1,),到端口,(,2,),的归一化传输系数,一、S参数的提出及应用,S参数,(散射参数),的定义,一、S参数
6、的提出及应用,S参数的物理意义,采用适当的,负载,阻抗Z,L,=Z,0,，使2端口负载与传输线特性阻抗Z,0,匹配，从而测量S,11,和S,21,。,回波损耗（dB）：,正向功率增益（dB）：,端口匹配,端口接匹配负载,概念区分,b=0,a=0,a,1,b,1,a,2,b,2,a,i,b,i,a,n,b,n,1,2,i,n,Network,3,N,口散射,参量,s,(s Parameter),或简写成,b,=,s,a,S,散射参数性质,网络对称时,S,ii,=S,jj,网络互易时,S,ij,=S,ji,网络无耗时,S,+,S=,I,其中,I,n,阶单位矩阵,+,Hermite,符号，表示共轭转
7、置或转置共轭,3,N,口散射,参量,s,(s Parameter),所谓无耗，入射功率和反射功率相等,由,矩阵乘积的转置为两个矩阵倒置的转置,（1）,（2）,（3）,a的任意性,3,N,口散射,参量,s,(s Parameter),物理意义：,S,ii,其它端口接匹配负载，,i,口的反射系数,S,ij,其它端口接匹配负载，,j,口到,i,口的传输,系数,注意：,每一端口的散射参量都是在,其他端口接匹配负载,的状态下定义的。,因此，对于二端口网络，当端口,(,2,),所接负载,Z,L,Z,02,时，端口,(,1,),的反射系数不再等于,s,11,。,这种情况下，若令端口,(,1,),的电压反射系
8、数为,in,，则由散射参量的定义式，可求得,in,与负载反射系数,L,的关系。,对于双口网络，输入反射系数,in,和负载反射系数,L,有关系,4,负载反射系数与输入反射系数的变换定理,双口网络散射参数,S,S,参数,a,1,b,1,in,L,证明注意到,in,和,L,的不对称性,双口网络散射参数,S,S,参数,a,1,b,1,in,L,a,2,b,2,且写出双口网络的,S,参数,由上式中得到,又从上式可知,证明,短路,匹配,开路,请问此二端口网络是否互易和无耗？若在端口2短路，求端口1处的驻波比。,例：测得某二端口网络的S矩阵为,解：由于,故网络互易。,又由：,不满足幺正性，因此网络为有耗网络。,在端口2短路：,G,L,=-1,则1端口的驻波比：,则1端口的回波损耗：,对于一般的,S,+,S,=,I,具体到双口网络是,具体写为,双口网络的无耗约束,双口网络的s参数的基本性质,振幅条件,相位条件,S,参数的似对称和似互易特性,证明：,由,3,得：,（4）,（4）代入（1）,（5）,由,2,得：,（5）,（6）,
微波网络ST参数定义
