單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,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、電流關系的參量,。,特點：這些,參數(shù)用于集總電路非常有效，各參數(shù)可以很方便的測試；,但是，在微波網(wǎng)絡中，測量各端口上的電壓和電流是困難的，因此這些參量難以測量。,低頻網(wǎng)絡,四散射,參量,s,(s Parameter),散射參數(shù)就是建立在,入射波、反射波,關系基礎上的網(wǎng)絡參數(shù)，適于微波電路分析，以器件端口的反射信號以及從該端口傳向另一端口的信號，來描述該網(wǎng)絡。,同,N,端口網(wǎng)絡的阻抗和導納矩陣相比，用,散射矩陣,亦能對,N,端口網(wǎng)絡,進行完善的描述。阻抗和導納矩陣反映了端口的總,電壓和電流,的關系，而散射矩陣是反映端口的,入射波,和,反射波,的關系。,高頻網(wǎng)絡,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、反射波之間的關系；,實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)絡分析儀測量得到。只要知道網(wǎng)絡的散射參量，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：,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)是線性的,四散射,參量,s,(s Parameter),由,傳輸線理論,已經(jīng)導出：,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,對于微波網(wǎng)絡來說，通常用斜體的小寫字母,“,i,”,表示第,i,個端口,。如,對二端口網(wǎng)絡來說，取,i,=1,，,2,。,“,a,”,表示入射波，即,進入網(wǎng)絡的波,；,“,b,”,表示反射波，即,離開網(wǎng)絡的波,。,圖,5-,5,給出了分析二端口網(wǎng)絡歸一化散射參量的示意圖,。,圖,5-,5二端口網(wǎng)絡入、反射波示意圖,a,1,b,1,a,2,b,2,四散射,參量,s,(s Parameter),后一項的實部顯然等于0，于是可見,網(wǎng)絡獲得功率,關系更加清晰：,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、反射波電壓的關系為,寫成矩陣形式,或簡寫成,b,=,s,a,圖,5-,5二端口網(wǎng)絡入、反射波示意圖,a,1,b,1,a,2,b,2,歸一化散射參量各參量的物理含義：,端口,(,2,),接匹配負載時，端口,(,1,),的反射系數(shù),端口,(,1,),接匹配負載時，端口,(,2,),的反射系數(shù),端口,(,1,),接匹配負載時，端口,(,2,),到端口,(,1,),的歸一化傳輸系數(shù),端口,(,2,),接匹配負載時，端口,(,1,),到端口,(,2,),的歸一化傳輸系數(shù),一、S參數(shù)的提出及應用,S參數(shù),(散射參數(shù)),的定義,一、S參數(shù)的提出及應用,S參數(shù)的物理意義,采用適當?shù)?負載,阻抗Z,L,=Z,0,，使2端口負載與傳輸線特性阻抗Z,0,匹配，從而測量S,11,和S,21,。,回波損耗（dB）：,正向功率增益（dB）：,端口匹配,端口接匹配負載,概念區(qū)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,參量,s,(s Parameter),或簡寫成,b,=,s,a,S,散射參數(shù)性質(zhì),網(wǎng)絡對稱時,S,ii,=S,jj,網(wǎng)絡互易時,S,ij,=S,ji,網(wǎng)絡無耗時,S,+,S=,I,其中,I,n,階單位矩陣,+,Hermite,符號，表示共軛轉(zhuǎn)置或轉(zhuǎn)置共軛,3,N,口散射,參量,s,(s Parameter),所謂無耗，入射功率和反射功率相等,由,矩陣乘積的轉(zhuǎn)置為兩個矩陣倒置的轉(zhuǎn)置,（1）,（2）,（3）,a的任意性,3,N,口散射,參量,s,(s Parameter),物理意義：,S,ii,其它端口接匹配負載，,i,口的反射系數(shù),S,ij,其它端口接匹配負載，,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,其他端口接匹配負載,的狀態(tài)下定義的。,因此，對于二端口網(wǎng)絡，當端口,(,2,),所接負載,Z,L,Z,02,時，端口,(,1,),的反射系數(shù)不再等于,s,11,。,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,與負載反射系數(shù),L,的關系。,對于雙口網(wǎng)絡，輸入反射系數(shù),in,和負載反射系數(shù),L,有關系,4,負載反射系數(shù)與輸入反射系數(shù)的變換定理,雙口網(wǎng)絡散射參數(shù),S,S,參數(shù),a,1,b,1,in,L,證明注意到,in,和,L,的不對稱性,雙口網(wǎng)絡散射參數(shù),S,S,參數(shù),a,1,b,1,in,L,a,2,b,2,且寫出雙口網(wǎng)絡的,S,參數(shù),由上式中得到,又從上式可知,證明,短路,匹配,開路,請問此二端口網(wǎng)絡是否互易和無耗？若在端口2短路，求端口1處的駐波比。,例：測得某二端口網(wǎng)絡的S矩陣為,解：由于,故網(wǎng)絡互易。,又由：,不滿足幺正性，因此網(wǎng)絡為有耗網(wǎng)絡。,在端口2短路：,G,L,=-1,則1端口的駐波比：,則1端口的回波損耗：,對于一般的,S,+,S,=,I,具體到雙口網(wǎng)絡是,具體寫為,雙口網(wǎng)絡的無耗約束,雙口網(wǎng)絡的s參數(shù)的基本性質(zhì),振幅條件,相位條件,S,參數(shù)的似對稱和似互易特性,證明：,由,3,得：,（4）,（4）代入（1）,（5）,由,2,得：,（5）,（6）,