S-Parameters
什么是S参数SParameters有什么用？怎么解
什么是S 参数S Parameters 有什么用？怎么解S 参数 S Parameters 的物理含义和特殊网络的特性如下：S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数.参考:Wikimicrowaves 101S-parameters Without Tears一般地，对于一个网络有Y、Z和S参数可用来测量和分析，Y称导纳参数，Z称为阻抗参数，S称为散射参数；前两个参数主要用于集总电路，Z和Y参数对于集中参数电路分析非常有效，各参数可以很方便的测试；但是在微波系统中，由于确定非TEM波电压、电流的困难性，而且在微波频率测量电压和电流也存在实际困难。
因此，在处理高频网络时，等效电压和电流以及有关的阻抗和导纳参数变得较抽象。
与直接测量入射、反射及传输波概念更加一致的表示是散射参数，即S参数矩阵，它更适合于分布参数电路。
S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电路网络。
同N端口网络的阻抗和导纳矩阵那样，用散射矩阵亦能对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电压波和反射电压波的关系。
散射参量可以直接用网络分析仪测量得到，可以用网络分析技术来计算。
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。
下面以二端口网络为例说明各个S参数的含义，如图所示。
二端口网络有四个S参数，Sij代表的意思是能量从j口注入，在i口测得的能量，如S11定义为从 Port1口反射的能量与输入能量比值的平方根，也经常被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值，各参数的物理含义和特殊网络的特性如下：S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；对于互易网络，有：S12＝S21；对于对称网络，有：S11＝S22 对于无耗网络，有：（S11）2＋（S12）2＝1 ；S21表示插入损耗，也就是有多少能量被传输到目的端（Port2）了，这个值越大越好，理想值是1，即0dB，S21越大传输的效率越高，一般建议S21>0.7，即－3dB。
S-Parameter(Part I)
SPARQ系列述评之三——关于S参数(上)汪进进 编写Frankie.Wang@美国力科公司无源网络如电阻，电感，电容，连接器，电缆，PCB线等在高频下会呈现射频、微波方面的特性。
S参数是表征无源网络特性的一种模型，在仿真中即用S参数来代表无源网络，因此，S参数在射频、微波和信号完整性领域的应用都很广泛。
本文将分上、下两篇分别从S参数的定义，S参数的表达方式，S参数的特性，混合模式S参数，S参数测量等多个方面介绍S参数的一些基本知识。
一， S参数的定义我喜欢找到一句话来概括一个术语。
譬如有人问我什么是带宽，我第一句话会说，带宽就是示波器前端放大器的幅频特性曲线的截止频率点，然后再具体化这句话里面的一些关键词的含义。
遇到内行人士，说了这句话就不用再啰嗦了。
那么该如何用一句话来回答什么是S参数呢？ 我在网上搜索到很多关于S参数的文章，现摘录几段关于S参数的定义。
在维基百科上，关于S参数的定义是：Scattering parameters orS-parameters (the elements of a scattering matrix or S-matrix) describethe electrical behaviors of linear electrical networks when undergoing various steady state stimuli by electrical signals. The parameters are useful for electrical engineering, electronics engineering, and communication systems design. 翻译成中文：散射参数或者说S参数描述了线性电气网络在变化的稳态电信号激励时的电气行为。
该参数对于电气工程，电子工程和通信系统的研发是很有用的。
（ 抱歉，英语水平太差，翻译得很别扭。
S参数 s-parameter s-parameters
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S-parameters
I have seen S-parameters described as S11, S21, etc. Can you explain?
First lets look at S11. S11 refers to the signal reflected at Port 1 for the signal incident at Port 1.
(This is why they are sometimes referred to as complex scattering parameters).
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S-parameters
These four S-parameters actually contain eight separate numbers: the real and imaginary parts (or the modulus and the phase angle) of each of the four complex scattering parameters.
S-parameters
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S-parameters
S-parameters are complex (i.e. they have magnitude and angle) because both the magnitude and phase of the input signal are changed by the network.
S21? Surely that should be S12?? S21 is correct! S-parameter convention always refers to the responding port first!
内部资料S参数的基本含义
内部资料S参数的基本含义S参数（Scattering parameters）是一种用于描述电子元件或电路中电磁波的传输和散射性质的参数，其由四个复数参数（S11、S12、S21、S22）组成。
S参数常用于射频和微波的应用中，用来评估电子元件或电路的性能，并进行系统设计和优化。
具体地，S11参数表示从端口1输入的电磁波在元件中的反向散射功率与输入功率的比例。
这个参数可以用来表示双端口元件的匹配性能，即电磁波从端口1输入后在元件内部是否被完全吸收，而没有散射回端口1、S11越小越好，表示元件的匹配性能越好。
S12参数表示从端口2输出的电磁波与从端口1输入的电磁波的关系。
这个参数可以用来衡量元件的耦合性能，即从一个端口输入的电磁波在另一个端口输出时的转移效率。
S12越大越好，表示从端口1输入的信号能够更有效地传输到端口2S21参数表示从端口1输入的电磁波与从端口2输出的电磁波的关系。
这个参数可以用来描述元件的放大或衰减性能，即信号从一个端口输入到另一个端口时的增益或损耗。
S21越大越好，表示从端口1输入的信号在端口2更大的增益。
S22参数表示从端口2输入的电磁波在元件中的反向散射功率与输入功率的比例。
这个参数用来描述双端口元件的匹配性能，即电磁波从端口2输入后在元件内部是否被完全吸收，而没有散射回端口2、S22越小越好，表示元件的匹配性能越好。
除了这四个基本的S参数，还有其他高阶S参数，用于描述多端口元件或复杂电路的性能。
这些高阶S参数可以提供更详细的性能信息，如多端口间的互相耦合、反射等。
S参数在电子元件和电路设计中起着重要的作用。
通过测量和分析S 参数，可以评估元件或电路的匹配性能、耦合性能、增益损耗等，帮助设计者选择合适的元件、优化电路结构，提高电路的性能和可靠性。
此外，S参数也被广泛应用于无线通信系统中，用于建立模型和优化系统性能。
总结起来，S参数是用来描述电子元件或电路中电磁波的传输和散射特性的复数参数。
s参数的测量方法
s参数的测量方法s参数测量方法引言：s参数是指散射参数（scattering parameters），也称为传输参数（transmission parameters），是用于描述电子元件或电子系统中信号传输和散射特性的重要参数。
s参数测量方法广泛应用于射频（RF）和微波领域。
本文将介绍s参数的测量方法，并详细阐述其中的步骤和注意事项。
一、仪器准备s参数的测量需要使用一些特定的仪器设备，包括信号源、功率计、频谱分析仪、网络分析仪等。
在进行测量前，需要确保仪器的状态良好，并校准好相关的参数。
此外，还需要准备适当的连接线缆和适配器，以确保信号的传输和连接的稳定性。
二、建立测量系统在进行s参数测量之前，需要建立一个稳定可靠的测量系统。
首先，将待测元件与其他设备正确连接，确保信号的顺利传输。
连接线缆的选择应根据待测元件的特性阻抗来确定，以确保信号的匹配。
然后，根据实际情况设置信号源的频率范围、功率级别等参数。
最后，进行系统校准，包括响应校准和参考面校准，以消除系统中的误差。
三、测量步骤1. 响应校准：在测量之前，需要进行响应校准，以消除系统中的响应误差。
首先，将测量端口连接到响应校准器，然后通过网络分析仪对系统进行校准。
校准过程中，网络分析仪会发送信号并测量返回的信号，根据测量结果自动调整校准器，直到系统响应达到最佳状态。
2. 参考面校准：参考面校准是为了确定待测元件的参考平面，以准确测量其s参数。
将待测元件连接到系统中，并将参考平面设置为待测元件的端口。
通过网络分析仪进行参考面校准，校准过程中会测量参考面上的反射系数，并根据测量结果进行调整。
3. s参数测量：在完成校准后，即可进行s参数的测量。
通过网络分析仪设置所需的频率范围和步进值，并选择合适的测量模式（如单端口或双端口）。
网络分析仪会发送信号并测量返回的信号，然后计算出s参数的值。
测量结果可以以图表或数据的形式显示出来，以供后续分析和处理。
四、测量注意事项1. 避免干扰：在进行s参数测量时，需要注意避免其他信号的干扰。
S参数定义矢量网络分析仪基础知识和S参数测量
S参数定义矢量网络分析仪基础知识和S参数测量S参数（Scattering parameters）是一种描述线性电路的频率响应的参数，常用于微波电路和高频电路的设计和分析。
S参数以复数形式表示，包括幅度和相位两个部分，可以描述信号在电路中的功率传递和反射情况。
S参数通常用Sij表示，其中i和j分别表示信号源和负载之间的端口编号。
S11表示输入端口处的反射系数，S22表示输出端口处的反射系数，S21表示从输入端口到输出端口的传输系数，S12表示从输出端口到输入端口的传输系数。
参数的值一般是一个复数，包括幅度和相位两个部分。
矢量网络分析仪基础知识:矢量网络分析仪（Vector Network Analyzer，简称VNA）是用于测量和分析电路的频率响应的仪器。
它能够通过发送和接收信号来测量电路的散射参数，并可以对信号进行幅度和相位的测量。
矢量网络分析仪有多个端口，其中一个端口连接信号源，其他端口用来连接待测电路。
通过在不同频率下测量电路的散射参数，可以得到电路的频率响应，从而了解电路的传输和反射情况。
S参数测量:S参数可以通过矢量网络分析仪来测量。
测量时，信号源会向待测电路的一个端口发送信号，而其他端口的信号会被矢量网络分析仪接收并测量。
具体的S参数测量步骤如下:1.连接待测电路和矢量网络分析仪，确保连接正确。
2.设置矢量网络分析仪的频率范围和步进大小。
3.将矢量网络分析仪设置为"测量模式"，并选择要测量的S参数。
4.开始测量，矢量网络分析仪会依次在每个频率点上测量S参数的幅度和相位。
5.测量完成后，可以通过矢量网络分析仪显示屏上的图表或数据来查看测量结果。
也可以将测量结果导出进行进一步的分析和处理。
S参数测量可以帮助工程师了解电路在不同频率下的传输和反射情况，并用于电路的设计和优化。
在微波电路和高频电路的设计和分析中，S参数测量是一项重要的技术。
s参数测试方法
s参数测试方法摘要：1.引言2.S参数测试方法的原理3.S参数测试的步骤与注意事项4.S参数测试的应用领域5.总结正文：【引言】在电子电路设计和通信系统中，S参数是一个重要的性能参数，它反映了电路的输入输出特性。
S参数测试方法是评估电路性能的关键手段，通过对S 参数的测量，可以有效评估电路的频率响应、群延迟、相位差等性能指标。
本文将详细介绍S参数测试方法的原理、步骤、注意事项及应用领域。
【S参数测试方法的原理】S参数，全称为Scattering Parameters，是指在开放电路条件下，电路的输入端和输出端的电压、电流关系。
S参数共有四个，分别为S11、S21、S12和S22。
S参数测试方法的原理是基于网络分析仪进行测量，通过向电路输入端施加信号，检测输出端的信号变化，从而得到S参数。
【S参数测试的步骤与注意事项】1.步骤一：准备工作在进行S参数测试前，首先要确保测试仪器和被测电路的连接正确无误。
这包括连接网络分析仪、信号发生器、功率计等设备，并确保连接线的质量和稳定性。
2.步骤二：设置测试参数根据被测电路的性能要求，设置网络分析仪的测试频率范围、功率范围等参数。
同时，确保信号发生器的输出信号质量和稳定性。
3.步骤三：测量S参数启动网络分析仪，使其向被测电路输入信号，并开始测量。
在测量过程中，应注意实时监测信号强度、频率等方面的变化，以确保测试结果的准确性。
4.步骤四：数据处理与分析测量完成后，通过网络分析仪的数据处理软件，提取S参数数据。
然后对数据进行分析，评估电路的性能指标，如频率响应、群延迟、相位差等。
5.注意事项在进行S参数测试时，应注意以下几点：（1）确保连接线的质量和稳定性，避免测试误差；（2）测试环境应尽量远离电磁干扰源，以减小干扰；（3）被测电路的电源应稳定，避免电压波动影响测试结果；（4）测量过程中，避免触碰电路元件，以免影响性能。
【S参数测试的应用领域】S参数测试方法广泛应用于通信、雷达、电子对抗等领域，对于评估电路性能、故障诊断和系统优化具有重要意义。
s参数的概念
s参数的概念s参数(Scattering parameters，又称为散射参量或者传输参数)是一种用于描述无源网络(如电路、天线、传输线等)中信号传输和散射特性的物理量。
s参数广泛应用于射频和微波领域，是设计和分析无源网络的重要工具。
s参数可以被看作是描述电磁信号在网络中传输和反射的特性的矩阵。
对于二端口网络，s参数可以表示为一个二维矩阵，对于N端口网络，s参数可以表示为一个N×N的矩阵。
s参数矩阵中的每个元素代表了两个端口之间传输或反射的功率比值。
s参数矩阵的元素通常以S_ij表示，其中i和j是两个不同的端口。
s参数用复数形式表示，其幅度和相位提供了关于传输特性的信息。
s参数在无源网络的设计和分析中具有许多重要的应用。
以下是几个常见的应用领域：1.网络分析和设计：s参数可以提供有关网络传输特性的重要信息，如增益、损耗、驻波比等。
通过分析s参数，设计人员可以优化网络性能并确保网络的稳定工作。
2.链路匹配：s参数可以用于匹配网络与其他设备之间的阻抗，以减少反射和信号损耗。
通过正确的匹配，可以最大限度地传输信号和提高系统性能。
3.射频和微波电路设计：s参数可用于设计射频和微波电路，如功率放大器、滤波器和混频器。
通过对s参数进行分析和仿真，可以优化电路性能并满足特定的设计要求。
4.天线设计：s参数对于天线的设计和分析也非常重要。
通过分析天线的s参数，可以了解天线的增益、辐射模式和驻波比等特性，并进行天线系统的匹配和校准。
5.通信系统：s参数可用于评估通信系统的性能和稳定性。
通过分析s参数，可以优化信号传输，减少信号损耗和干扰，并提高系统的信号质量和容错能力。
s参数的测量可以使用网络分析仪等测试设备进行。
通过将被测网络与测试设备连接，并在不同频率下进行测量，可以得到s参数的实际值。
这些测量结果可以用于验证设计仿真的准确性，并进行后续的网络分析和优化。
总之，s参数是一种重要的工具，用于描述无源网络的传输和散射特性。
S-parameter
S-parameter1.简介：从时域与频域评估传输线特性良好的传输线，信号从一个点传送到另一点的失真(扭曲)，必须在一个可接受的程度内。
而如何去衡量传输线互连对讯号的影响，可分别从时域与频域的角度观察。
S参数即是频域特性的观察，其中"S"意指"Sca tte r"，与Y或Z参数，同属双端口网络系统的参数表示。
S参数是在传输线两端有终端的条件下定义出来的，一般这Zo=50欧姆，因为VNA port也是50欧姆终端2.看一条线的特性：S11、S21如下图所示，假设port1是信号输入端，port2是信号输出端表示在port 1量反射损失(re turn loss)，主要是观测发送端看到多大的的讯号反射成份；值越接S11近0越好(越低越好，一般-25~-40dB)，表示传递过程反射(reflection)越小，也称为输入反射系数(Input Reflection Coefficient)。
表示讯号从port 1传递到port 2过程的馈入损失(insertion loss)，主要是观测接收端的讯号剩S21多少；值越接近1越好(0dB)，表示传递过程损失(loss)越小，也称为顺向穿透系数(Forwa rd Transmission Coefficient)。
3.看两条线的相互关系：S31、S41虽然没有硬性规定1、2、3、4分别要标示在线哪一端，但[Eric Bogatin大师]建议奇数端放左边，且一般表示两条线以上cross-talk交互影响时，才会用到S31。
以上图为例，S31意指Near End Cross-talk (NEXT)，S41意指Far End Cross-talk (FEXT)4.看不同模式的信号成份：SDD、SCC、SCD、SDC以上谈的都是single ended transmission line (one or two line)，接着要谈differential pa ir结构。
d-phy的s参数标准
d-phy的s参数标准
D-PHY是一种用于移动设备的高速串行接口标准，它定义了物理层接口的规范，以便用于连接像摄像头模块、显示屏和其他外围设备。
S参数（S-parameters）是用来描述线性电路或者网络的频率行为的一种参数。
在D-PHY标准中，S参数通常用来描述信号在传输线、连接器和其他传输媒介中的传输特性，包括反射损耗、传输损耗、串扰等。
D-PHY的S参数标准主要包括以下几个方面：
1. 反射损耗（Return Loss），描述信号从一个网络中反射回来的损耗程度，一般用分贝（dB）来表示。
2. 传输损耗（Insertion Loss），描述信号通过网络时的信号衰减，也是用分贝（dB）来表示。
3. 串扰（Crosstalk），描述信号在传输过程中对其他信号线的干扰程度，一般用分贝（dB）来表示。
4. 带宽（Bandwidth），描述网络支持的频率范围，一般用赫
兹（Hz）来表示。
这些S参数标准对于设计和评估D-PHY接口的性能非常重要。
通过对这些参数的测试和验证，可以确保D-PHY接口在实际应用中
能够稳定可靠地传输数据，同时也有助于优化设计和提高系统性能。
总的来说，D-PHY的S参数标准涵盖了反射损耗、传输损耗、
串扰和带宽等方面，这些参数对于评估和优化D-PHY接口的性能至
关重要。
在实际应用中，厂商和工程师们需要严格遵循这些标准，
以确保设备和系统能够达到预期的性能和可靠性要求。
S-Parameters
Define normalised voltages a1 = V1i Z 01
Note Using normalised voltages ≡ making the characteristic impedances =1Ω
b1 = V1r Z 01
a2 = V2i Z 01
b2 = V2r Z 01
S11' =
b1 a1
; S21' =
b2 a1
S 21 '
=
b2 = a1
S21 . a1 + S22 . b2 . ΓL
a1
a1
rearrange gives
b 2 − S22 . b2 . ΓL = S21 . a1
a1
a1
a1
S21' (1 - S22 . ΓL ) = S21
∴ S 21 '
Sheet 6 of 11
a2 S22
b2
Reciprocal network
S21 = S12 (generally Sij = Sji )
For a lossless network Power out = Power in
∑ ∑ b1 2 = a1 2
Port i
Port i
⇒ [S]is a unitarymatrix
Sheet 11 of 11
Multiple Reflection Effects
Vo
a1
b1
a1 ρB
a2
ρA
ρB.Vo
ρA. ρB.Vo ρA2. ρB2.Vo
ρA. ρB2.Vo ρA2. ρB2.Vo
L << λ
s-parameters s-参数
V j )e cos ( z ) Z0
V1 V (0), V2 V (), I1 I (0), I 2 I () A cos & C
I2 0
V j )e sin ( z ) Z0
V1 jZ 0 sin I 2 V 0
Transmission matrix (Chain matrix, ABCD matrix) Useful with cascaded two-ports
ABCD Matrix Input
V1 A B V2 I C D I 2 1
Output
N Port Microwave Circuits t2 t3
I1
+ v1 + v2
I2 I3
N-port Network
t1
+ v3
IN
+
tN
Arbitrary N-port
vN
At each Terminal plane
Vn Vn Vn
In In In
The actual voltage at port k is
2
j sin Z0
I1 I2
cos
V2 0
5
Scattering Parameters
•The scattering matrix is a useful analytical technique for studying multi-port microwave networks. Its element relates forward and reverse waves at the variable ports of the network. The technique is a logical extension of the interpretation of transmission line phenomena in terms of incident and reflected waves. Therefore, we will start from the transmission line theory to define the concept of power waves. Then, the definition will be generalized for multi-port network. A two-port example will be considered to derive the reflection coefficients of the network connected to a source and load in terms of the S-parameters of the network.
内部参考资料S参数的基本含义
内部参考资料S参数的基本含义S参数是指散射参数（Scattering parameters），也被称为跨参数（Transfer parameters）或链参数（Chain parameters），是一种用于描述无源无失真线性网络中信号传输特性的一类参数。
S参数由S矩阵表示，其中S矩阵是一个方阵，它描述了输入端口与输出端口之间的电压和电流之间的关系。
在一个简单的二端口网络中，S参数是一个二维矩阵。
在一个复杂的多端口网络中，S参数是一个多维矩阵。
S参数在射频和微波领域中得到广泛应用，常用于设计、分析和测试各种无源无源无失真线性网络，例如天线、放大器、滤波器和混频器等。
S参数可以描述信号的传输、反射和耦合等特性，对于电路的性能分析和匹配非常重要。
S参数矩阵的四个元素分别用S11、S21、S12、S22表示。
S11表示从端口1发送到网络的信号被网络反射时在端口1回到源的比例。
它是所谓的反射系数。
S11越小，说明网络对信号的反射越小，意味着网络的匹配性能越好。
S21表示从端口1发送到网络的信号通过网络并从端口2输出的比例。
它是所谓的传输系数。
S21越大，说明网络对信号的传输越好，意味着网络的放大性能越好。
S12表示从端口2发送到网络的信号被网络反射时在端口2回到源的比例。
它也是反射系数，但是与S11描述的反射方向相反。
S22表示从端口2发送到网络的信号通过网络并从端口1输出的比例。
它也是传输系数，但是与S21描述的传输方向相反。
S参数通过电压和电流的比例来描述信号的传输特性，因此是一种基于功率的参数。
对于谐振器和滤波器等被动无源网络，S参数呈现出共振频率和频带特性。
对于放大器等有源网络，S参数可以描述增益和放大特性。
总之，S参数是一种用于描述无源无源无失真线性网络中信号传输特性的参数，通过S矩阵来表示。
它包含了反射系数和传输系数，能够有效描述信号的传输、反射和耦合等特性，对于电路的设计、分析和测试非常重要。
电路s参数
电路s参数一、什么是电路S参数电路S参数（Scattering parameters）是指在高频电路中，描述电路中各个端口之间互相传递信号的复数系数。
S参数可以用来描述电路的反射和传输特性，是高频电路设计和测试中非常重要的参考指标。
二、S参数的物理意义1. S11：反射系数，表示从端口1输入的信号在端口1处反射回来的程度。
当S11=0时，表示输入信号完全被吸收。
2. S12：传输系数，表示从端口1输入的信号传输到端口2的程度。
当S12=0时，表示输入信号无法到达端口2。
3. S21：插入损耗系数，表示从端口2输出的信号与从端口1输入的信号之间存在多大程度上的损耗。
当S21=0时，表示输出信号无法被正确传递。
4. S22：反射系数，表示从端口2输入的信号在端口2处反射回来的程度。
当S22=0时，表示输入信号完全被吸收。
三、如何测量电路S参数测量电路S参数需要使用网络分析仪（Network Analyzer），一般分为两种类型：1. 矢量网络分析仪：可以同时测量幅度和相位信息，适用于高频电路的测量。
2. 频谱网络分析仪：只能测量幅度信息，适用于低频电路的测量。
测量S参数时需要注意以下几点：1. 测试设备和被测试电路之间需要使用匹配器进行匹配，以避免反射和干扰。
2. 测试时需要保持被测电路的稳定性，避免温度等因素对测试结果产生影响。
3. 测试时需要选择合适的测试频率范围，以覆盖被测电路的工作频率范围。
四、S参数在高频电路设计中的应用1. 优化反射系数：通过调整电路中各个元件的参数，可以使S11接近于0，从而减少信号反射和损耗。
2. 优化传输系数：通过调整电路中各个元件的参数，可以使S12和S21接近于1，从而提高信号传输效率。
3. 设计匹配网络：根据S参数特性设计匹配网络，以实现最佳传输效果和最小反射损耗。
4. 分析故障原因：当出现故障时，可以通过分析S参数变化来确定故障原因所在位置和性质。
s参数 阻抗
s参数阻抗摘要：1.S 参数的定义和意义2.S 参数与阻抗的关系3.S 参数的应用领域正文：一、S 参数的定义和意义S 参数（Scattering parameters）是一种描述电磁波在传输线上传播特性的参数，它是在微波和射频领域中广泛应用的概念。
S 参数可以反映出传输线上信号的反射和散射情况，对于分析和设计射频传输系统具有重要意义。
二、S 参数与阻抗的关系S 参数与阻抗（Impedance）有着密切的关系。
阻抗是描述电磁波在传输线上遇到的阻力或响应特性的参数，它包括电阻和电感两部分。
阻抗会影响信号在传输线上的传播效果，进而影响到系统的性能。
S 参数则是描述阻抗的一种方式，可以通过S 参数来反映出阻抗的变化。
具体来说，S 参数包括四个参数：S11、S12、S21 和S22。
其中，S11 表示传输线上的反射系数，它反映了信号在传输线上反射回去的强度；S12 表示传输线上的散射系数，它反映了信号在传输线上向其他方向散射的强度；S21 表示负载阻抗的反射系数，它反映了信号在负载阻抗上反射回去的强度；S22 表示负载阻抗的散射系数，它反映了信号在负载阻抗上向其他方向散射的强度。
三、S 参数的应用领域S 参数在射频和微波领域中有着广泛的应用，它对于传输系统的分析、设计和测试都具有重要意义。
以下是S 参数应用的一些具体领域：1.天线系统：S 参数可以用于分析天线系统的性能，如反射、吸收和辐射等特性；2.传输线：S 参数可以用于分析传输线的损耗、匹配和耦合等特性；3.滤波器：S 参数可以用于分析滤波器的性能，如通带波动、阻带衰减和过渡带特性等；4.放大器：S 参数可以用于分析放大器的性能，如增益、输入和输出阻抗等特性；5.测量设备：S 参数可以用于评估测量设备的性能，如频谱分析仪、网络分析仪等。
总之，S 参数作为一种描述电磁波在传输线上传播特性的参数，与阻抗有着密切的关系，并在射频和微波领域中具有广泛的应用。
波导高次模s参数
波导高次模S参数1. 引言波导是一种常见的传输电磁波的结构，它通常由金属或介质构成。
在波导中，高次模指的是波导中除了基本传播模式之外的其他模式。
对于波导高次模的研究，可以帮助我们更好地理解和设计波导器件，提高其性能。
S参数是描述多端口网络中信号传输特性的一种重要方法。
对于波导高次模S参数的研究，可以帮助我们了解不同高次模式之间的相互影响，并为波导器件设计提供参考。
本文将详细介绍波导高次模S参数的相关概念、测量方法以及在波导器件设计中的应用。
2. 波导高次模S参数概述2.1 S参数简介S参数是指散射参数（Scattering parameters），用来描述多端口网络中各个端口之间信号传输特性。
对于二端口网络而言，共有四个S参数：S11、S12、S21和S22。
其中，S11表示从端口1输入信号经过网络后从端口1反射回来的功率与输入功率之比；S12表示从端口2输入信号经过网络后从端口1输出的功率与输入功率之比；S21表示从端口1输入信号经过网络后从端口2输出的功率与输入功率之比；S22表示从端口2输入信号经过网络后从端口2反射回来的功率与输入功率之比。
2.2 波导高次模S参数对于波导而言，由于其结构的特殊性，除了基本传播模式外，还存在许多高次模式。
波导高次模S参数即用来描述不同高次模式之间的信号传输特性。
波导高次模S参数可以通过测量不同高次模式在波导中的传播特性得到。
通过测量不同入射角度下的反射系数和透射系数，可以计算得到不同高次模式之间的耦合效应和相互影响。
3. 波导高次模S参数测量方法3.1 实验装置波导高次模S参数的测量通常需要使用一些实验装置，包括：•高频信号源：用于产生测试信号。
•功分器：用于将测试信号分为多个分支。
•方向耦合器：用于将波导中的信号耦合到测试装置中进行测量。
•网络分析仪：用于测量各个分支上的电压、电流等参数，从而计算得到S参数。
3.2 测量步骤波导高次模S参数的测量步骤如下：1.将高频信号源连接到功分器的输入端口，将功分器的输出端口连接到方向耦合器。
s参数和能量的关系
s参数和能量的关系能量是一个物体或系统所具有的做功能力，是物体或系统内部粒子的运动所带来的。
而s参数是用来描述电荷在电磁场中传输过程中的能力。
本文将以s参数和能量之间的关系为主题，探讨它们之间的联系和相互影响。
一、s参数的定义和特点s参数是指散射参数（Scattering Parameters），是用来描述电路中电磁波的传输过程的一组参数。
它包括了反射系数（S11和S22）和传输系数（S21和S12）。
s参数可以用来描述电路的响应特性，包括电路中的信号传输、能量传输和反射等情况。
s参数的值越小，表示电路的性能越好，能量损耗越小。
二、s参数和能量的关系s参数和能量之间存在紧密的关系。
在电磁场中，电磁波的传输过程中会产生能量的转移和转换，而s参数描述了电路中电磁波的传输特性，因此s参数与能量之间存在一定的关联。
1. 反射系数和能量反射系数S11和S22描述了电磁波在电路中的反射情况。
当电磁波遇到电路的边界时，部分能量会被反射回来，而反射系数描述了反射能量与入射能量的比值。
反射系数越小，表示反射能量越少，能量损耗越小。
2. 传输系数和能量传输系数S21和S12描述了电磁波在电路中的传输情况。
当电磁波通过电路中的元件或传输线时，会发生能量的传输和转换。
传输系数描述了传输能量与入射能量的比值。
传输系数越大，表示传输能量越多，能量损耗越小。
三、s参数对能量的影响s参数对能量的影响主要体现在两个方面：能量损耗和能量传输效率。
1. 能量损耗s参数描述了电路中电磁波的传输特性，其中反射系数和传输系数的值越小，表示电路的性能越好，能量损耗越小。
当反射系数和传输系数接近于零时，表示电路几乎没有能量损耗，能量得到了有效的传输和利用。
2. 能量传输效率s参数还可以用来评估电路的能量传输效率。
传输系数越大，表示电路对能量的传输效率越高，能量损耗越小。
因此，通过调整和优化s参数，可以提高电路的能量传输效率，实现更高效的能量转换和利用。
s参数幅值相位
s参数幅值相位【原创版】目录1.S 参数的概述2.S 参数的幅值和相位3.S 参数的应用正文一、S 参数的概述在射频和微波领域，S 参数是一种用于描述电磁波在传输线上传播特性的重要参数。
S 参数，全称为散射参数（Scattering parameters），包括 s11、s12、s21 和 s22 四个基本参数。
这些参数可以反映传输线上的反射和散射现象，进而分析传输线的性能和匹配状况。
二、S 参数的幅值和相位S 参数的幅值和相位分别表示了电磁波在传输线上的能量分布和时间延迟特性。
1.幅值S 参数的幅值反映了电磁波在传输线上的能量分布情况。
其中，s11 表示的是传输线上的反射系数，其值越大，表示传输线上的反射能量越大，相应的传输能量就会减小，因此 s11 的幅值越小，传输线的性能越好。
而 s21 表示的是从传输线到负载的散射系数，s22 表示的是从负载到传输线的散射系数，它们的幅值大小同样影响了传输线的性能。
2.相位S 参数的相位则表示了电磁波在传输线上的时间延迟特性。
s11、s21 和 s22 的相位分别表示了反射波、正向散射波和反向散射波的时间延迟。
相位的变化会影响到电磁波在传输线上的传播速度，从而影响到传输线的性能。
三、S 参数的应用S 参数在射频和微波领域有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：1.传输线特性分析：通过测量 S 参数，可以了解传输线的反射和散射特性，进而分析传输线的性能和匹配状况。
2.微波器件设计：在微波器件的设计过程中，S 参数可以用来评估器件的性能，如滤波器的性能、天线与馈线的匹配程度等。
3.无线通信系统：在无线通信系统中，S 参数可以用来分析信号的传输特性，从而优化系统的性能，提高通信质量。
4.雷达系统：在雷达系统中，S 参数可以用来评估雷达的性能，如雷达的探测距离、分辨率等。
波端口 s参数
波端口 s参数波端口（S参数）是一种用于描述电路系统中信号传输特性的参数。
它被广泛应用于无线通信、射频系统设计、微波电路等领域。
本文将从波端口的定义、特性以及应用等方面进行详细介绍。
一、波端口的定义波端口，即S参数（Scattering Parameters），是用于描述电路系统中信号传输特性的一种参数。
它通过测量输入信号与输出信号之间的关系，揭示了电路中信号的传输和散射情况。
波端口可以描述幅度和相位，分为S11、S12、S21和S22四个参数，分别表示反射系数（输入反射系数和输出反射系数）和传输系数（输入传输系数和输出传输系数）。
二、波端口的特性1. S参数矩阵波端口的特性可以通过S参数矩阵来描述。
S参数矩阵是一个二维矩阵，其中每个元素都代表着不同的波端口参数。
例如，S11表示输入信号的一部分经电路反射后返回输入端的比例，S21表示输入信号经过电路后传输到输出端的比例。
2. 反射系数反射系数是波端口中的一个重要参数，用于描述输入信号在电路中发生反射的程度。
反射系数越小，表示电路的匹配性能越好，能够更有效地将信号传输到负载端。
3. 传输系数传输系数是波端口中的另一个重要参数，用于描述输入信号在电路中的传输能力。
传输系数越大，表示电路的传输能力越好，能够更有效地将信号传输到输出端。
三、波端口的应用1. 无线通信系统在无线通信系统中，波端口被广泛应用于天线设计和射频前端设计中。
通过测量天线的S参数，可以评估天线的性能，如增益、辐射模式等。
同时，波端口也可以用于衡量无线通信系统中不同模块之间的匹配性能，以确保信号的有效传输。
2. 射频系统设计在射频系统设计中，波端口可用于评估射频放大器、混频器、滤波器等组件的性能。
通过测量这些组件的S参数，可以分析其输入输出特性，确定其工作频率范围、增益、带宽等参数。
3. 微波电路设计在微波电路设计中，波端口被用于评估微波器件的性能。
通过测量微波器件的S参数，可以分析其传输特性，如带宽、损耗、功率传输等。
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S11’
Input V.S.W.R =
1 + S11 ' 1 − S11 '
modulus
Return Loss (dB) = 10.Log10
Power in Power reflected a1 b1
2 2
= 10.Log10
= - 20.log10 S11
Z (in) Zo
=
1 + Γ 1+ S11 ' = 1 - Γ 1 − S11 '
ρB =
I1
I2
V1
Z
V2
t1
V1 = a1 + b1 I1 = a1-b1 V2 = a2 + b2
t2
General I2 = a2-b2 Series connection ∴I2 = -I1. ∴ a2 - b2 = -( a1 - b1) Matched load @ Port 2 a2 = 0 ∴ b2 = a1 - b1
Note S11,S22 are reflection coefficients ∴can plot these on a Smith Chart. S12,S21 are not reflection coefficients and are usually plotted on a Polar diagram.
Note Using normalised voltages ≡ making the characteristic impedances =1Ω
V1i Z 01 V1r Z 01 V2i Z 01 V2r Z 01
a2
b1 = a2 = b2 =
a1
b1
b2
t1
Outgoing voltage waves ∝ ingoing voltage waves .
v1 y
=
-y 2+y
V1 = V2 ∴ a2 + b2 = a1 + b1 matched load on Port 2 ∴ a2 = 0 v2 S21 = b2 = a1 + b1 = 1 + S11 a1 a1 a1 1+ -y 2+y = 2+y -y + 2+y 2+y = 2 = S21 2+y
Sheet 1 of 11
S-PARAMETERS Scattering Matrix
V1i
V2i
I1
I2
V1
V1r
Z01
Z02
V2
V2r
t1
Input T.L L1=0 V1 = V1i + V1r
Reference planes
t2
Output T.L L2=0 V2 = V2i + V2r
Define normalised voltages a1 =
a2
ΓL S22 b2 S12
ZL ≠ Zo mismatched load
Z − Zo ΓL = L Z L + Zo
a ΓL = 2 b2
∴ a2 = b2. ΓL
b1 = S11 . a1 + S12 . a 2 = S11 . a1 + S12 . b2 . ΓL b2 = S21 . a1 + S22 . a 2 = S21 . a1 + S22 . b2 . ΓL S11 ' = b1 b ; S 21 ' = 2 a1 a1 S .a S .b .Γ S .b .Γ S .a b2 b = 21 1 + 22 2 L rearrange gives 2 − 22 2 L = 21 1 a1 a1 a1 a1 a1 a1 ∴ S 21 ' = S 21 1 − S22 . ΓL
Port i
∑
Si.s.Si.r = ∂ .si = 1
*
is s = r s≠r
= 0 if 2 port i = 1,2 s,r = 1& 2
* * S = 1,r = 1 S11.S11 =1 + S21.S21
S11 + S21 = 1 ∴ S21 = 1 − S11
* * S = 2,r = 2 S12.S12 + S22.S22 =1 2 2 2
Sheet 3 of 11
Change of reference plane
L1
L2
t1’
t1
t2
t2’
Note positive signs for L1 & L2 are taken to be movements away from the device
Planes t1’ and t2’ S11’ = S11e-j 2.β L1 t1’,t2’ t1,t2 S21’ = S21e-j.β.(L1
Let z =
1 y
y
1 1 .1 y y ∴ zin = = x top & bottom by y 1 1 +1 +1 y y 1 = Zin y +1
1 −1 Zin - Zo y +1 Γ = = x top & bottom by y + 1 1 Zin + Zo +1 y +1 1- y + 1 1+ y +1 ←b1 b2→ a1→ ←a2
S 21 ' =
S 21 ' (1 - S22 . ΓL ) = S21
பைடு நூலகம்
⎛ ⎞ S21 b 1 = S11 . a1 + S12 . ΓL . ⎜ ⎟ . a1 ⎝ 1 − S22 . ΓL ⎠ S11 ' = S11 + S21 . S12 . ΓL 1 - S 22 . ΓL
(divide by a1 on both sides)
Sheet 6 of 11
S Parameters for a reciprocal,lossless network
S21 a1 S11 a2
S22
b1 S12
At Port 1 Power in | a1 |2 Power out | b1 |2 ∴ Net power in | a1 |2 - | b1 |2
S12 =
Note each S matrix element is in general complex eg
Si.j = Si.j ej.θ.i.j
ratio of amplitudes phase difference of signals
eg S11 = 0.9∠ - 37 ≡ 0.9e j(-37) S21 = 4.0∠127
Sheet 10 of 11
Mismatched Source
Γs
S22’ modified
S12
S 22 '
=
S 22 +
S 12 . S 21 . Γ S 1 − S 11 . Γ S
S 12 '
=
S 12 1 - S 11 . Γ S
Circuit performance from S Parameters Reflection characteristics:-
complex
Sheet 11 of 11
Multiple Reflection Effects
Vo
a1
b1 ρA ρB.Vo
a1 ρB
a2
ρA. ρB.Vo
ρA. ρB2.Vo b1 b2
ρA2. ρB2.Vo
ρA . ρB .Vo
2
2
b1 = S11.a1 + S12.a2 b2 = S21.a1 + S22.a2
∴ S11 =
b1⎞ = reflection coefficient at Port 1 (matched load at Port 2). ⎟ a1 ⎠ a2=0 b2 ⎞ = Voltage transfer ratio Port 1 to Port 2 (matched load at Port 2). ⎟ a1 ⎠ a 2 = 0
+ L2)
S22’ = S22e-j.2.β.L2
S12 = S12e-j.β.(L1
+ L2)
S Matrix for simple elements Series normalised impedance
Z
t1
t2
(1) Connect a matched load at t2 ie
Z
Γ
t1
Z(in) = Z + 1 t2
∴
b2 a1
= 1a2=0
b1 = 1 - S11 ≡ S21 a1 z 2 = = S12 ( by symmetry) z+2 z+2 z z+2 z-z+2 − = z+2 z+2 z+2
S21 = 1 - S11 = 1 -
Sheet 5 of 11
Shunt normalised Admittance
t2
b1 = S11 . a1 + S12 . a2 b2 = S 21 . a1 + S 22 . a2 ⎡S11 S12 ⎤ ⎡a1 ⎤ ⎡b1 ⎤ ⎢b2 ⎥ = ⎢S21 S22 ⎥ ⎢a2 ⎥ ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎣ ⎦
Scattering Matrix
Sheet 2 of 11
Measurement of S11 & S12 (1) Apply input to Port 1 , terminate at Port 2 with a Matched Load ∴a2 = 0.