矢量網絡分析儀中的S參數是什么?

  　矢量網絡分析儀測量時，經常會用到的一個參數就是S參數，S參數是射頻通信領域應用的一種測量參數，全稱是散射參數，是網絡分析的語言。矢量網絡分析儀對S參數進行測量時，會有S11、S21、S12、S22四種不同的情況，其中S11和S21是兩個比較重要的參數，這兩個參數可以表征網絡的性能。下面一起來了解一下網絡分析儀中的S參數是什么以及矢量網絡分析儀S11和S21啥意思吧。

　　一、網絡分析儀中的S參數是什么

　　網絡分析儀測量的是S參數，很多朋友不知道S參數到底指的是什么，其實S參數的全稱是散射參數，它是網絡分析的語言。

　　  S參數即是一種描述元器件在表現為射頻特點的高頻信號激勵下的電氣行為的工具，它描述的方式是以元器件對入射信號作出“反應”即“散射”后，從元器件外部“散射”出的可測量的物理量來實現的，測量到的物理量的大小反應出不一樣特點的元器件會對相同的輸入信號“散射”的程度不一樣，這種不一樣的散射程度就可以用來描述元器件的特點，而且這種表達方式已成為作為一種非常有用的電氣模型。這些物理量被稱為入射電壓，反射電壓，傳輸電壓，等等。很多無源器件如電纜，連接器，PCB走線等傳輸介質都會表現出這種特點，因此都可以用S參數來表征。

　　二、矢量網絡分析儀S11和S21是什么意思

　　矢量網絡分析儀測量S參數時，經常會說到S11、S21等，這些是什么意思呢?

　　網絡分析儀測量的散射參數和阻抗參數類似，對于有兩個端口的網絡(例如衰減器)而言，它也包括四個部分，用Sij表示，其中，i表示待檢測端口，j表示激勵信號的入射端口：

　　1、S11：被測器件(device under testing，簡稱DUT)的一個端口對信號的反射量，又稱回波損耗。

　　2、S21：信號通過被測器件時產生的變化(幅度和相位變化，又稱插損或增益)。

　　3、S12：信號以相反方向通過被測器件時產生的變化。

　　4、S22：被測器件的另一個端口對信號的反射量。

　　以一個二端口的例子來分析，S11表示端口2匹配時，端口1的反射系數;S22表示端口1匹配時，端口2的反射系數;S12表示端口1匹配時，端口2到端口1的反向傳輸系數;S21表示端口2匹配時，端口1到端口2的正向傳輸系數。常用的是S11和S21，他們分別表達的意思是：

　　對于2端口網絡Port1輸入信號，Port2輸出信號，則有：S11表示回波損耗，即有多少能量返回了Port1，當然越小越好，即能量很少反射回來，一般S11<0 1="" -20db="" s21="" port2="" 1="" port2="" s21="">0.7(-3dB)。

       S21和S12表示的二端口網絡在不一樣頻率正弦信號作用下的增益，整體上呈現低通特點，隨著頻率的增加，能量衰減越大，傳輸到另外一端的能量就越小，這其實和示波器前端放大器的頻響曲線的含義是一樣的。對于頻率越高的信號，經過相同的PCB或電纜之后的幅值衰減得越快。所謂去加重和預加重就是針對傳輸網絡的這種特點補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，反射回來的能量就越大。

　　在實踐中，我們經常用到的單根傳輸線或一個過孔，它就可以等效成一個二端口網絡，一端接輸入信號，另一端接輸出信號，所以如果以Port1作為信號的輸出端口，Port2作為信號的輸入端口，那么S11表示的就是這條傳輸線的回波損耗，S21表示的就是這條傳輸線的插入損耗。

　　對我們實際工程應用中，S11和S21是兩個比較重要的參數，這兩個參數可以表征網絡的性能。

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