摘要：除了 S 参数外，还有其他网络参数集，例如 Y 参数、Z 参数、H 参数和 ABCD 参数。它们的定义通常要求将电压或电流设置为零，这对应于开路或短路条件。在微波和毫米波频率下，很难在宽带宽上产生精确的开路或短路端接。当所需的边界条件难以实现时，可靠地提取这些

介绍

本文解释了为什么S参数是RF领域的事实标准。

其他网络参数和实际限制

除了 S 参数外，还有其他网络参数集，例如 Y 参数、Z 参数、H 参数和 ABCD 参数。它们的定义通常要求将电压或电流设置为零，这对应于开路或短路条件。在微波和毫米波频率下，很难在宽带宽上产生精确的开路或短路端接。当所需的边界条件难以实现时，可靠地提取这些参数就变得具有挑战性。

S 参数和波变量

S 参数是根据入射和反射行波而不是端口的总电压或电流来定义的。对于端口n，总电压Vn分解为Vn+（入射波）和Vn-（反射波）;总和 Vn+ + Vn- 给出了参考平面处的总电压。将给定端口上的入射波设置为零（例如，ak = 0）意味着该端口上没有入射波，但不需要总电压为零。这种区别很重要。

在评估特定的 S 参数（例如 S21）时，将除端口 1 之外的所有端口上的入射波设置为零 （a2 = a3 = ... = an = 0） 并应用 a1。其他端口的反射波源自负载终端。如果负载匹配，则这些反射波 an 将为零。即使在宽带宽和高频下，实现匹配负载也相对简单，这使得 S 参数测量实用且稳健。

如何在实践中分离入射波和反射波

在实践中，将总端口电压分解为 Vn+ 和 Vn- 是通过定向耦合器完成的，定向耦合器是矢量网络分析仪 （VNA） 的核心组件。理想的定向耦合器有四个端口，通常标记为输入（入射）、直通、耦合和隔离。

如果信号进入端口 1，则耦合端口（端口 3）看到耦合部分，而隔离端口（端口 4）理想情况下什么也看不到。相反，如果反射波返回端口 2，则该反射信号出现在端口 4 而不是端口 3（对于理想的耦合器）。因此，定向耦合器可以测量计算 S 参数所需的入射波和反射波幅度。

结论

S 参数定义依赖于入射波和反射波，并且只需要匹配的端接而不是绝对开路或短路，其实际优势解释了它们在射频和微波工程中的广泛采用。定向耦合器和 VNA 提供了测量基础设施，使 S 参数表征在宽频率范围内可行。

来源：飞哥聊科学i