S参数与反射系数插损回损驻波比

S参数与反射系数、插损、回损、驻波比

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。

S参数的基本定义：

S11：端口2匹配时，端口1的反射系数Г及输入驻波，描述器件输入端的匹配情况，S11=a2/a1;

也可用输入回波损耗RL=2Olg(Г)（能量方面的反应）表示。

S22：端口1匹配时，端口2输出驻波，描述器件输出端的匹配情况，S22=b2/b1。

S21：增益或插损，描述信号经过器件后被放大的倍数或者衰减量。S21=b1/a1. 对于无源网络即传输系数T或插损，对放大器即增益。

S12：反向隔离度，描述器件输出端的信号对输入端的影响，S12=a2/b2。

S参数的特点：

1、对于互易网络有S12＝S21

2、对于对称网络有S11＝S22

3、对于无耗网络，有S11*S11+S21*S21＝1，即网络不消耗任何能量，从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上

4、在高速电路设计中用到的微带线或带状线，都有参考平面，为不对称结构（但平行双导线就是对称结构），所以S11不等于S22，但满足互易条件，总是有S12＝S21。

假设Port1为信号输入端口，Port2为信号输出端口，则我们关心的S参数有两个：S11和S21

S11表示回波损耗，也就是有多少能量被反射回源端（Port1）了，这个值越小越好，一般建议S11<0.1，即－20dB；

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，越大传输的效率越高，一般建议S21>0.7，即－3dB。

反射系数、回波损耗、插入损耗、电压驻波比的基本定义

回波损耗(Return Loss):入射功率/反射功率, RL=S11=20lg(Г)，为dB数值。

插入损耗（Insertion Loss）：是指在传统系统的某处由于元件或器件的插入而发生的负载功率的损耗，它表示为该元件或器件插入前所接收到的功率与插入后同一负载所接收到的功率以分贝（dB）为单位的比值；公式为：IL = 20Log│Г│dB。

反射系数(Г): 反射电压/入射电压, 为标量Г=反射波振幅/入射波振幅=(传输线特性阻抗-负载阻抗)/(传输线特性阻抗+负载阻抗)，即Г=|（ZL-Zo）/（ZL+Zo）︱的绝对值。

电压驻波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹电压/波节电压，VSWR=电压最大值/电压最小值=Umax/Umin= (1+反射系数模值)/(1-反射系数模值）=(1+Г)/(1-Г)