矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀入門(mén)第一步-什么是S參數？

在微波測量中，功率是一項重要的參數。工程師們都希望在微波電路的設計中能夠將功率進(jìn)行更有效的傳輸，而功率通常使用傳輸線(xiàn)來(lái)進(jìn)行傳導，在理想的情況下我們希望在這條傳輸線(xiàn)中，從輸入端到接收端的功率是一樣的，但是實(shí)際的傳輸過(guò)程難免會(huì )三種情況：

1、其中一部分的信號會(huì )從輸入端被反射回來(lái)，就像光的折射現象一樣，由于介質(zhì)的不同，會(huì )產(chǎn)生一定的反射。

光的折射

2、一部分信號傳輸到其他端口

3、剩下一部分在傳輸的過(guò)程中通過(guò)熱輻射或電磁輻射的方式被耗散了。

因此，信號在傳輸過(guò)程發(fā)生了一定的變化，S參數就是用于描述多端口網(wǎng)絡(luò )中射頻能量的傳輸與反射特性。S參數下標的第一個(gè)數字表示響應端（接收端），第二個(gè)數字代表激勵端（入射端），例如S11代表端口1相對于端口1輸入信號的響應，而S21代表端口2相對于端口1輸入信號的響應。

我們可以通過(guò)下面這張圖來(lái)簡(jiǎn)單了解一下雙端口S參數的定義：

雙端口S參數網(wǎng)絡(luò )圖

假設端口1為信號輸入端，端口2為信號接收端時(shí)，則a1為端口1的入射信號，b1為端口1被DUT反射回來(lái)的信號，b2為端口2接收到的信號，此時(shí)a2為零

那么S11=b1/a1、S21=b2/a1

同理當我們以端口2作為信號輸入端，端口1為信號接收端時(shí)，a2為入射信號，b2為端口2被DUT反射回來(lái)的信號，b1為端口1接收到的信號，此時(shí)a1為零

那么S22=b2/a2、S12=b1/a2

由上我們可以知道，當我們用于測量單端口器件的傳輸與反射特性時(shí)可以測量S11，測量雙端口器件時(shí)可以測量S11、S21、S22、S12，而其他的多端口器件的S參數根據入射與反射之間的傳輸關(guān)系有更多的S參數需要進(jìn)行測量，以此驗證微波電路在傳輸過(guò)程中的變化。