传输线及S参数(借鉴教学)
S参数精讲
S参数测量是射频设计过程中的基本手段之一。
S参数将元件描述成一个黑盒子，并被用来模拟电子元件在不同频率下的行为。
在有源和无源电路设计和分析中经常会用到S参数。
S参数是RF工程师/SI工程师必须掌握的内容，业界已有多位大师写过关于S参数的文章，即便如此，在相关领域打滚多年的人，可能还是会被一些问题困扰着。
你懂S参数吗? 请继续往下看...台湾同行图文独特讲解！1、简介：从时域与频域评估传输线特性良好的传输线，讯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"Scatter"，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奥姆，因为V NA port也是50奥姆终端。
所以，reference impedance of port的定义不同时，S参数值也不同，即S参数是基于一指定的port Zo条件下所得到的。
2. 看一条线的特性：S11、S21看一条线的特性：S11、S21如下图所示，假设port1是讯号输入端，port2是讯号输出端S11表示在port 1量反射损失(return loss)，主要是观测发送端看到多大的的讯号反射成份；值越接近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)。
S21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(Forward 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。
传输线及S参数-PPT
反射系数 (reflection coefficient)
反射系数 ：传输线上任意一点处的反射波电压（或电流）与入射波电 压（或电流）之比，即
(z) U r (z) Ir (z) Ui (z) Ii (z)
对无耗传输线 j ，终端负载为Zl，则
(z)
A2e jz A1e jz
Zl Zl
21
散射参量(S)
实际的射频系统不能采用终端开路(电容效应)或短路(电感效应)的测量方
法，另外终端的不连续性将导致有害的电压电流波反射，并产生可能造成器
件损坏的振荡。
S 参量的定义
a1 b1
S
a2 b2
定义归一化入射电压波：an
Vn 2
Z0In Z0
定义归一化反射电压波：bn
Vn 2
Z0In Z0
+ -
v3
iN-1 N-1端口+- vN-1
其中
阻抗
Znm
矩阵
多端口 网络
vn i ik 0
m
i2 v2
+ -
2
端口
i4 v4
+ -
4
端口
iN vN
+- N
端口
for k m 19
同理：
i1 i2
Y11 Y21
iN YN1
Y12 Y22
YN 2
Y1N v1
Y2
N
相加：Vn an bn Z0 相减：In an bn / Z0
：
an Vn /
Z0
， I
n
Z0
bn Vn /
Z0
I
n
Z0
参量：
S参数
S参数的含义S参数的含义以二端口网络为例，如单根传输线，共有四个S参数：S11，S12，S21，S22，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*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上了。
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，如果网络是无耗的，那么只要Port1上的反射很小，就可以满足S21>0.7的要求，但通常的传输线是有耗的，尤其在GHz以上，损耗很显著，即使在Port1上没有反射，经过长距离的传输线后，S21的值就会变得很小，表示能量在传输过程中还没到达目的地，就已经消耗在路上了。
对于由2根或以上的传输线组成的网络，还会有传输线间的互参数，可以理解为近端串扰系数、远端串扰系统，注意在奇模激励和偶模激励下的S参数值不同。
需要说明的是，S参数表示的是全频段的信息，由于传输线的带宽限制，一般在高频的衰减比较大，S参数的指标只要在由信号的边缘速率表示的EMI发射带宽范围内满足要求就可以了。
信息电子产品的运算速度与传输信息量大幅提升，相关电子零部件的高频特性也愈显重要。
如PCB、缆线、连接器等过去被视为单纯桥接作用的零部件，为满足高频应用的需要，现有规格逐渐纳入了衰减、特性阻抗、串音、传输延迟、传输延迟时滞、隔离效果、信号抖动等高频特性的项目。
S参数解释范文
S参数解释范文S参数（S-parameters）是一种广泛用于描述高频电路或微波电路的电气特性的参数，它能够提供与时域（时间域）相对应的频域（频率域）的信息。
S参数由四个值组成，分别是S11、S21、S12和S22、其中，S11表示输入端反射系数（reflection coefficient at input），即当信号从传输线的输入端进入器件时，一部分信号被反射回传输线的比例。
S21表示传输系数（transmission coefficient），它表示了从输入端到输出端的信号通过器件的转移效果。
S12表示输出端的反射系数，即当信号从输出端进入器件时，一部分信号被反射回输出端的比例。
S22表示输出端的传输系数。
S参数是通过将器件连接到网络分析仪（Network Analyzer）上测量得到的。
网络分析仪通过分别在输入端和输出端施加不同的信号，并测量相应的反射和传输信号的幅度和相位差来计算S参数。
S参数广泛应用于高频电路和微波电路的设计和分析中。
通过测量和分析S参数，可以了解器件的反射、传输和散射特性，进而优化电路的性能。
S参数还可以用于电路的建模和仿真，帮助工程师预测电路在不同工作条件下的性能。
S参数的解释需要考虑以下几个方面：1.幅度和相位：S参数包括幅度和相位两个方面的信息。
幅度表示信号的大小或衰减情况，相位表示信号的延迟或相位差。
通过分析S参数的幅度和相位信息，可以了解信号在电路中的传播和变化情况。
2.反射系数：S参数中的S11和S22表示反射系数，即信号从输入端或输出端反射回传输线的比例。
反射系数的大小决定了信号在电路中的反射程度，反射系数越小，则表示电路的匹配度越好。
3.传输系数：S参数中的S21和S12表示传输系数，即信号从输入端传输到输出端的比例。
传输系数的大小决定了信号在电路中的传输效果，传输系数越大，则表示电路具有更好的传输性能。
4.频率依赖性：S参数是频率域的参数，因此其值会随着频率的变化而变化。
传输线 单端 差分 s参数差异
传输线单端差分 s参数差异下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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信号完整性分析之S参数应用技巧-正确分配端口号
信号完整性分析S参数应用技巧-正确分配端口号美国力科公司万力劢元器件通过互连线组建成电路，常见的互连线包括电缆、PCB走线、接插件、芯片封装等等。
当信号频率比较低时，这些互连线对信号是透明的。
当互连线的物理尺寸大于1 / 4信号波长时，它对信号的反射和相位时延已不能忽略，需要将其视为传输线（Transmission Lin e）。
S参数是描述传输线电气特性的理想模型，已成为射频领域、信号完整性领域的事实标准。
S参数可以由仿真软件产生，也可以由仪器对实物测量得到，比如力科公司的信号完整性网络分析仪SPARQ。
无论何种途径得到的S参数文件，都是Touchstone格式的数据矩阵。
用S参数描述互连线，首先需要定义互连线的端口号。
例如一条电缆被视为两端口，电缆两端分别标注为端口1和端口2，那么描述它的S参数包含4组数据：S11：端口1的回波损耗S21：从端口1到端口2的插入损耗S12：从端口2到端口1的插入损耗S22：端口2的回波损耗无源的互连线两端是对称的，所以S11=S22,S12=S21.图 1是S11和S21幅度曲线的例子图 1 插入损耗S21和回波损耗S11从图 1可以看出这样一个明显的特点：插入损耗S21在低频段接近于0dB，回波损耗S1 1在低频段是比较大的负值（分贝表示）。
这符合互连线的物理特点：低频信号的大部分能量都能通过互连线，被反射的能量很小。
这个特点能够帮助我们从S参数数据中快速辨认出插入损耗。
Touchstone标准定义了S参数的数据格式，但却没有定义如何对端口编号。
对于两端口无所谓，对于多端口，则有多种编号方式。
例如用四端口S参数来描述一对PCB差分走线，有下面两种编号方式：图 2 两种S参数端口编号方式在方式1下，S21是插入损耗，S31是近端串扰。
在方式2下则反过来了，S21是近端串扰，S31是插入损耗。
无论按哪种编号方式产生的S参数文件都是可用的，但却容易对使用者造成困惑。
仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数
仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数引言仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数是通信领域中一个重要的概念。
在现代通信系统中，为了实现高效的能量传输和最优的信号传输，需要保证发射器和接收器之间的传输线阻抗匹配。
本文将介绍仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数的概念、计算方法以及应用案例。
1.仿真无耗传输线阻抗匹配概述在通信系统中，信号的传输需要通过传输线来完成。
而传输线的阻抗与信号源和负载的阻抗不匹配会导致反射和信号功率损失。
为了最大程度地减小信号功率损失，需要实现发射器和接收器之间的传输线阻抗匹配。
传输线的特性可以通过s参数来描述。
s参数是用于描述线性电路的一种矩阵表示方法，表示传输线在某个频率下的电压-电流关系。
对于仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数，其特点是传输线的阻抗与发射器和接收器的阻抗完全匹配，即传输线上的反射系数为零。
2.仿真无耗传输线阻抗匹配的计算方法仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数可以通过以下步骤来计算：步骤1：确定传输线的特性阻抗（Ch ar ac t er is ti cI mp ed anc e），记为Z0。
步骤2：确定发射器和接收器的阻抗，记为Z s和ZL。
步骤3：根据传输线的特性阻抗和发射器、接收器的阻抗，计算传输线的传输矩阵参数。
步骤4：根据传输矩阵参数，计算仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数。
具体的计算公式和示例可以参考通信系统仿真软件，如A D S、C ST等。
3.仿真无耗传输线阻抗匹配的应用案例仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数在通信系统中具有重要的应用价值。
以下是一些常见的应用案例：案例1：高速数据传输在高速数据传输系统中，为了保证数据的可靠性和传输速度，需要实现发射器和接收器之间的传输线阻抗匹配。
通过仿真无耗传输线阻抗匹配状态下的s参数计算，可以帮助工程师优化传输线的设计，实现高效的数据传输。
案例2：射频电路设计在射频电路设计中，为了最大程度地减小信号功率损失和反射，需要实现发射器和负载之间的传输线阻抗匹配。
s参数幅值相位
s参数幅值相位摘要：1.引言2.s 参数的定义与性质3.幅值与相位的关系4.s 参数在通信系统中的应用5.总结正文：1.引言在通信系统中，s 参数是一个重要的概念，它用于描述信号在传输过程中的特性。
s 参数包括幅值和相位两个方面，它们共同决定了信号的传输效果。
本文将详细介绍s 参数的幅值和相位以及它们之间的关系。
2.s 参数的定义与性质s 参数，又称散射参数，是描述传输线或信号传输系统性能的一种参数。
对于一个线性时不变系统，其s 参数可以用以下公式表示：S = A / (1 + jωC)其中，A 表示幅值，ω表示角频率，C 表示传输线的特性阻抗，j 表示虚数单位。
由此可知，s 参数的幅值和相位分别由A 和ωC 决定。
3.幅值与相位的关系s 参数的幅值和相位是紧密相关的。
根据s 参数的定义，我们可以看出，当ωC 增大时，s 参数的相位会相应增大，而幅值减小。
反之，当ωC 减小时，s 参数的相位会减小，幅值增大。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体需求调整s 参数的幅值和相位，以达到最佳的传输效果。
4.s 参数在通信系统中的应用在通信系统中，s 参数用于描述信号在传输过程中的损耗、相移等特性。
通过对s 参数的分析，我们可以了解到信号在传输过程中可能遇到的衰减、失真等问题，从而采取相应的措施进行改善。
例如，在设计滤波器、放大器等通信设备时，我们需要根据s 参数的要求来选择合适的器件参数，以保证信号的传输质量。
5.总结s 参数是通信系统中描述信号传输特性的重要参数，包括幅值和相位两个方面。
它们之间的关系是相互影响的，我们需要根据实际需求对s 参数进行调整，以达到最佳的传输效果。
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。
S参数详解
电子元器件S参数的含义和用途在进行射频、微波等高频电路设计时，节点电路理论已不再适用，需要采用分布参数电路的分析方法，这时可以采用复杂的场分析法，但更多地时候则采用微波网络法来分析电路，对于微波网络而言，最重要的参数就是S参数。
在个人计算机平台迈入 GHz阶段之后，从计算机的中央处理器、显示界面、存储器总线到I/O接口，全部走入高频传送的国度，所以现在不但射频通信电路设计时需要了解、掌握S参数，计算机系统甚至消费电子系统的设计师也需要对相关知识有所掌握。
S参数的作用S参数的由来和含义在低频电路中，元器件的尺寸相对于信号的波长而言可以忽略(通常小于波长的十分之一)，这种情况下的电路被称为节点(Lump)电路，这时可以采用常规的电压、电流定律来进行电路计算。
其回路器件的基本特征为：●具体来说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。
●针对射频和微波应用的综合和分析工具几乎都许诺具有用S参数进行仿真的能力，这其中包括安捷伦公司的ADS（Advanced Design System），ADS被许多射频设计平台所集成。
●在进行需要较高频率的设计时，设计师必须利用参数曲线以及预先计算的散射参数（即S-参数）模型，才能用传输线和器件模型来设计所有物理元件。
○电阻：能量损失（发热）○电容：静电能量○电感：电磁能量但在高频微波电路中，由于波长较短，组件的尺寸就无法再视为一个节点，某一瞬间组件上所分布的电压、电流也就不一致了。
因此基本的电路理论不再适用，而必须采用电磁场理论中的反射及传输模式来分析电路。
元器件内部电磁波的进行波与反射波的干涉失去了一致性，电压电流比的稳定状态固有特性再也不适用，取而代之的是“分布参数”的特性阻抗观念，此时的电路被称为分布（Distributed）电路。
分布参数回路元器件所考虑的要素是与电磁波的传送与反射为基础的要素，即：○反射系数○衰减系数○传送的延迟时间分布参数电路必须采用场分析法，但场分析法过于复杂，因此需要一种简化的分析方法。
什么是s参数？s参数的含义？
什么是s参数？s参数的含义？什么是s参数微波网络法广泛运用于微波系统的分析，是一种等效电路法，在分析场分布的基础上，用路的方法将微波元件等效为电抗或电阻器件，将实际的导波传输系统等效为传输线，从而将实际的微波系统简化为微波网络，把场的问题转化为路的问题来解决。
微波网络理论在低频网络理论的基础上发展起来，低频电路分析是微波电路分析的一个特殊情况。
微波系统主要研究信号和能量两大问题：信号问题主要是研究幅频和相频特性；能量问题主要是研究能量如何有效地传输。
微波系统是分布参数电路，必须采用场分析法，但场分析法过于复杂，因此需要一种简化的分析方法。
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。
传输线的特征参数
传输线是一种用于传输电信号和电能的导线结构，常见于电力系统、通信系统和电子设备中。
传输线有许多特征参数，这些参数决定了传输线的性能和适用范围。
下面将详细介绍传输线的特征参数。
1. 电阻（Resistance）：传输线的电阻是指单位长度内电流通过导线时产生的电压降。
电阻取决于导线的材料、截面积和长度。
电阻会引起传输线内部的功率损耗，并且会导致信号的衰减和失真。
2. 电感（Inductance）：传输线的电感是指单位长度内传输线对电流变化的响应。
电感取决于导线的几何形状和材料。
电感会导致传输线内部的电流分布不均匀，从而引起信号的反射和干扰。
3. 电容（Capacitance）：传输线的电容是指单位长度内传输线的电荷存储能力。
电容取决于导线之间的绝缘材料和几何结构。
电容会引起传输线内部的电压分布不均匀，从而引起信号的衰减和失真。
4. 传输速度（Propagation velocity）：传输线的传输速度是指电磁波在传输线中传播的速度。
传输速度取决于传输线的介质特性和几何结构。
传输速度会影响信号在传输线中的延迟时间和相位。
5. 传输损耗（Transmission loss）：传输线的传输损耗是指信号在传输线中由于电阻、电感和电容等因素引起的功率损失。
传输损耗会导致信号的衰减和失真，影响传输线的有效距离。
6. 阻抗（Impedance）：传输线的阻抗是指单位长度内传输线对电压和电流变化的响应。
阻抗取决于传输线的电阻、电感和电容等特性。
阻抗匹配是实现信号传输的重要问题，不匹配的阻抗会引起信号的反射和干扰。
7. 信号反射（Signal reflection）：当信号在传输线上到达终端时，如果终端的阻抗与传输线的阻抗不匹配，部分信号将会被反射回传输线上。
信号反射会导致传输线上出现干扰和信号失真。
8. 串扰（Crosstalk）：在多条传输线并行排列时，其中一条传输线上的信号可能会通过电磁场的相互作用影响到其他传输线上的信号，这种现象称为串扰。
什么是S参数
什么是s参数?s参数的含义?关键字：什么是s参数微波网络法广泛运用于微波系统的分析，是一种等效电路法，在分析场分布的基础上，用路的方法将微波元件等效为电抗或电阻器件，将实际的导波传输系统等效为传输线，从而将实际的微波系统简化为微波网络，把场的问题转化为路的问题来解决。
微波网络理论在低频网络理论的基础上发展起来，低频电路分析是微波电路分析的一个特殊情况。
微波系统主要研究信号和能量两大问题：信号问题主要是研究幅频和相频特性；能量问题主要是研究能量如何有效地传输。
微波系统是分布参数电路，必须采用场分析法，但场分析法过于复杂，因此需要一种简化的分析方法。
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。
传输线及S参数范文
传输线及S参数范文
要谈传输线和S参数，就不得不从传输线的定义开始，传输线是电子元件连接用的一种特殊电路，是计算机和网络通信的重要组成部分。
它是由一系列圆管或矩形管构成，两端用螺丝连接，以保证电路连接的完整和稳定性。
传输线的主要功能一般是传输电力和信号，将发射机的发射信号在传输中不变的传递给接收机，这种电路的主要特点是阻抗均匀，即多段传输线上不同长度的传输线阻抗值相同，这样可以使电路之间保持稳定，同时减少线路上的逆反射和失真。
传输线可以分为很多种，常见的有单线传输、双线传输、网络传输、无线传输等。
这些传输线的信号传输特性各不相同，应用场合也不同，具体要根据具体的情况来确定。
S参数也叫传输线参数，是指传输线的特性参数，是通过它来确定传输线表现的一种指标指标，这些特性参数可以帮助我们更了解传输线的性能，以及更好地设计和使用传输线。
主要的S参数包括阻抗、输入阻抗、直流电阻、传输损耗、输出阻抗以及衰减系数。
如果可以对S参数进行准确的测量，可以用来研究传输线的电性特性及其对信号的影响，从技术上更好地利用传输线。
传输线是电子工程技术中的基本模块。
探索S参数
S参数简介
从S21相位曲线上得出相位的大小在-180~180之间，但是推导出S21的相位为-d*ω/v，显 然随着频率的增大S21的相位肯定会超过-180度，但是由于我们平时相位范围都指0~2π或者 -π~π，所以会出现这种锯齿状的相位，而实际相位可以表示为：
● 反射S参数，S11,S22 包含了互连阻抗不连续 性的信息。
● 传输S参数，S21,S12 包含了损耗、不连续、 与其它线耦合的一些信息。
● 频域中的S参数是对互连的一个全面的、 完整的、稳态响应的测量，当变换到时域时， S参数可以提供有关互连的空间信息。
两个正弦波的比值其实是两个数。幅度是输出和输入正弦波幅度的比值，相位是输出和 输入正弦波的相位差。S参数的幅值就是幅值的比值：
因为每个 S参数的幅值都是从 0 到 1 的数，所以经常用 dB 加以描述。dB表示的是 两个能量的比值。而 S参数是两个电压幅值的比值，所以在 dB 值和幅度值之间相互 转换的时候，要使用系数 20：
此特性阻抗 = 彼特性阻抗
S11与TDRZ 特性阻抗：频域 or 时域？
特性阻抗原本为频域中的概念，指的是窄带信号 （正弦波）在均匀传输线上所感受到的阻抗， 特性阻抗由RLCG组成
时域中的TDRZ是由阶跃信号在均匀传输线上所感受 的阻抗，阶跃信号为宽带信号（数字信号），它可 以由多个正弦谐波组成。
探索S参数
S参数简介 S参数与传输线 S11与TDRZ
S参数因果性浅谈
S参数简介
S参数
在信号完整性领域，S-参数又被称为行为模型，因为它可以作为描述线性、无源 互连行为的一种通用手段，它的适用范围包括了除一些铁氧体以外的所有互连。
传输线的特征参数
传输线是一种用于电信号传输的导线或导缆，由于其特殊的结构和材料选择，能够有效地传输信号并降低传输损耗。
传输线的特征参数是描述传输线性能的重要指标，它们包括传输线的电阻、电感、电容和传播速度等。
下面将详细介绍这些特征参数。
1. 电阻（Resistance）：传输线的电阻是指单位长度传输线所具有的电阻值，通常用欧姆/米（Ω/m）来表示。
电阻会产生传输线的功率损耗，因此较低的电阻值意味着更好的传输线性能。
2. 电感（Inductance）：传输线的电感是指单位长度传输线所具有的电感值，通常用亨利/米（H/m）来表示。
电感会导致电信号的反射和频率响应的改变，因此需要注意电感对传输线信号的影响。
3. 电容（Capacitance）：传输线的电容是指单位长度传输线所具有的电容值，通常用法拉/米（F/m）来表示。
电容会导致电信号的延迟和传播速度的改变，因此需要注意电容对传输线信号的影响。
4. 传播速度（Propagation Velocity）：传输线的传播速度是指信号在传输线上的传播速度，通常用米/秒（m/s）来表示。
传播速度受到传输线材料和结构的影响，不同的传输线具有不同的传播速度。
5. 传输损耗（Transmission Loss）：传输线的传输损耗是指信号在传输过程中的功率损耗，通常用分贝/米（dB/m）来表示。
传输损耗受到电阻、电感和电容等因素的综合影响，较低的传输损耗意味着更好的传输线性能。
6. 阻抗（Impedance）：传输线的阻抗是指传输线上电压和电流之间的比值，通常用欧姆（Ω）来表示。
阻抗匹配是保证信号传输效果良好的重要因素，传输线的阻抗需要与连接设备的阻抗匹配。
7. 带宽（Bandwidth）：传输线的带宽是指能够传输的信号频率范围，通常用赫兹（Hz）来表示。
带宽受到传输线的电容和电感等因素的影响，较大的带宽意味着传输线能够传输更高频率的信号。
8. 端接方式（Termination）：传输线的端接方式是指传输线与连接设备之间的连接方式，常见的端接方式有匹配负载端接和反射负载端接。
S参数的提出和应用
采用适当的负债阻抗ZL=Z0，使2端口负载与传输线特性阻抗Z0匹配，从 而测量S11和S21。
S11 = Γin = Z in − Z 0 Z in + Z 0
V2− Z0
回波损耗（dB）： RL = −20log S11
b S21 = 2 a1
b S11 = 1 a1
b S12 = 1 a2
a2 = 0
1端口反射波 = 1端口入射波
1端口传输波 = 2端口入射波
S21 =
b2 a1
b2 a2
=
a2 = 0
2端口传输波 1端口入射波
2端口反射波 2端口入射波
S22 =
=
a1 = 0
a1 = 0
2011-12-22
一、S参数的提出及应用
1.3 S参数的物理意义
S-PARAMETERS
S_Param SP1 Start=1.0 GHz Stop=10.0 GHz Step=1.0 GHz
Term Term1 Num=1 Z=50 Ohm
a
b MLIN TL1 Subst="MSub1" W=0.625 mm L=2.5 mm MSTEP Step1 Subst="MSub1" W1=0.625 mm W2=1.25 mm
2011-12-22
•
二、S参数仿真技术概要
2.5 如何消除仿真中的直流不利影响
对有源电路如放大器进行S参数仿真时，通常会使用 DC_Block和DC_Feed元件来消除偏置电路对仿真的不利影 响，它们在DC仿真中也常用到。DC_Block元件是理想隔 直电容元件，任何频率分量都能够无损耗通过，直流分 量完全无法通过。DC_Feed元件是理想隔交流电感元件， 直流分量能够无损耗通过，任何频率分量都完全无法通 过。
s参数 传输系数
s参数传输系数
【原创实用版】
目录
1.S 参数的定义和含义
2.S 参数的重要性
3.传输系数的定义和计算方法
4.S 参数与传输系数的关系
5.结论
正文
s 参数和传输系数是微波传输系统中的两个重要参数，对于理解微波传输系统的性能和特性有着至关重要的作用。
首先，让我们来看一下 s 参数的定义和含义。
s 参数是一种描述微波传输系统中传输线或器件特性的参数，它是通过测量输入端口和输出端口的反射和传输系数来得到的。
s 参数可以反映出传输线或器件的阻抗特性，因此对于设计和优化微波传输系统有着重要的意义。
接下来，我们看一下 s 参数的重要性。
s 参数是微波传输系统中最重要的参数之一，它可以用来描述传输线或器件的性能，如传输效率、反射系数等。
通过 s 参数，我们可以了解传输系统中的问题，如信号反射、损耗等，从而进行优化和改进。
然后，我们来看一下传输系数的定义和计算方法。
传输系数是指微波信号在传输过程中的损耗或衰减，它是通过计算 s 参数来得到的。
传输系数可以反映出微波信号在传输过程中的性能，如信号的强度、传输距离等。
最后，我们来看一下 s 参数与传输系数的关系。
s 参数和传输系数是密切相关的，它们可以通过计算得到。
s 参数反映了微波传输系统中传
输线或器件的特性，而传输系数反映了微波信号在传输过程中的性能，两者都是微波传输系统中的重要参数。
传输线s参数
SI-PI講堂\ S-parameter更新日期： 09/15/2012 01:47:401.简介：从时域与频域评估传输线特性2.看一条线的特性：S11、S213.看两条线的相互关系：S31、S414.看不同模式的讯号成份：SDD、SCC、SCD、SD C5.以史密斯图观察S参数6.仿真范例-- 地回路有没有slot对S11, S21的影响-- 有效介电系数如何取得1.简介：从时域与频域评估传输线特性良好的传输线，讯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"Scatter"，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奥姆，因为VNA port也是50奥姆终端2.看一条线的特性：S11、S21如下图所示，假设port1是讯号输入端，port2是讯号输出端S11表示在port 1量反射损失(return loss)，主要是观测发送端看到多大的的讯号反射成份；值越接近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)。
S21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(Forward 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。
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➢
由于tan(z+/2)=
tan(z)，所以技Z术in教(育z+/2)=
Zin(z)，即传输线上的阻抗具
10
有/2的周期性。
[例1] 一根特性阻抗为50、长度为0.1875m的无耗均匀线， 其工作频率为200MHz，终端接有负载Zl=40+j30 ，试求其 输入阻抗。
• 解：工作频率f= 200MHz ，故相移常数=2f/c= 4/3,
均匀无耗传输线的输入阻抗为
e jz A2 e jz
Z
in
(
z
)
U (z) I (z)
Z0
e jz
A1 A2
e jz
Z0
Zl jZ0 Z0 jZl
tan(z) tan(z)
结论
A1
➢ 均匀无耗传输线上任意一点的输入阻抗与观察点的位置、传输线的特性
阻抗、终端负载阻抗及工作频率有关，且一般为复数，故不宜直接测量。
而当终端负载为任意复数时，一部分入射波被负载吸收，一部分被反射 回去。
当传输线特性阻抗一定时，输入阻抗与反射系数有一一对应的关系，因
此，输入阻抗可通过反射系数的测量来确定。Z
技术教育
in
(z)
U (z) I (z)
Z0
1 1
(z) (z)
14
驻波比（standing wave ratio (VSWR)）
技术教育
11
反射系数 (reflection coefficient)
反射系数 ：传输线上任意一点处的反射波电压（或电流）与入射波 电压（或电流）之比，即
(z) U r (z) Ir (z) Ui (z) Ii (z)
对无耗传输线 j ，终端负载为Zl，则
(z)
A2e jz A1e jz
电压驻波比—
传输线上电压最大值与电压最 小值之比，衡量失配程度
U max Ui Ur max Ui (1 l ) U min Ui Ur min Ui (1 l )
电压驻波比为
VSWR U max 1 l
当z=0时(0)=l ，则终端反射系数
l
Zl Zl
Z0 Z0
A2 A1
技术教育
13
讨论
当 Zl Z0 时，l 0
l
Zl Zl
Z0 Z0
A2 A1
它表明传输线上没有反射波，只存在由电源向负载方向传播的行波
当终端开路Zl 或短路Zl 0 或接纯电抗负载时，终端反射系数
l 1 此时表明入射到终端的电磁波全部被反射回去 。
RG
z= l zVG
A
VB
B RL
l
lz
V(z, t)
当 f 1MHz , r 10, r 1时， λ=94.86m
设导线方向与z 轴方向一致，长度为1.5cm，忽
略其电阻，在f=1MHz时电压空间变化不明显。
当 f =10GHz时， λ=0.949cm，与导线长度相似，
测量结果如图。
技术教育
技术教育
3
双线传输线
缺点：导体发射的电和磁力线延伸到无限远，并影响附近的
电子设备；导体类似一个大天线，辐射损耗大；（仅用于电
视设备中）
技术教育
4
同轴传输线
外导体通常接地，所以辐射损耗和场干扰都特别小，适合高
频传输。
技术教育
5
几个常用的概念
➢ 特征阻抗、输入阻抗 ➢ 反射系数； ➢ 驻波比； ➢ S参数
z
U z A1e jz A2e jz Ui zUr z
Iz 1 Z0
A1e jz A2e jz
Iiz Ir z
A2 Zl Z0
A1 Zl Z0
技术教育
9
输入阻抗
• 传输线上任意一点电压与电流之比称为阻抗，它与导波系 统的状态特性密不可分。
• 微波阻抗是不能直接测量的，只能借助于状态参量的测量 而获得。
由于 Zl=40+j30 、 Z0=50 、z=l= 0.1875m， 因而得输入阻抗
Z in
Z0
Zl jZ0 Z0 jZl
tan l tan l
100 ()
结论：若终端负载为复数，传输线上任意点处输入阻抗一
般也为复数，但若传输线的长度合适，则其输入阻抗可变
换为实数，这也称为传输线的阻抗变换特性。
第3章 微波基础和 常用无源器件
技术教育
1
各种微波集成传输系统
准TEM波传 输线
微带线
鳍线
共面波导
介质波导
槽线 非TEM波传 镜像线
输线
技术教育
H形波导
半开放式 介质波导
G形波导
开放式介 质波导
2
射频电路中常用的传输线
• 双线传输线；
• 同轴传输线；
• 微带线；
电波在无损耗传输线内流动原理图。红色 代表高电压，蓝色代表低电压。黑色圆点 代表电子。传输线接于阻抗匹配的负载电 阻（右边的盒子）上，波形完全被吸收。
L1
G L2
I(z+Δ z) +
C
V(z+Δ z) -
z+Δ z
Z0
L C
无耗时：R=G=0
技术教育
沿线电压分布和电流分布
沿线电压和电流
Zin z
I2 Z0 U 2
➢ 注意正方向的选取！ +表示沿+z方向传播 - 表示沿 -z方向传播
➢ 传播常数（ 2f / c ）和
ZL
特征阻抗表征传输线的自 身特性
技术教育
6
V(z, t)
Ex E0x cost z
相速度
20
10
0
-10
-20 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
V
t ,μs
20
VA
10
0
-10
-VA
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
z ,m
ΔV
U (z) Ui (z) U r (z) A1e jz 1 (z)
I (z)
Ii (z)
Ir (z)
A1 Z0
e jz 1 (z)
于是有
Zin
(z)
U (z) I (z)
Z0
1 1
(z) (z)
上式也可写成
(z) Zin (z) Z0 Zin (z) Z0
输入阻抗与 反射系数
有一一对应 的关系！
Zl Zl
Z0 Z0
e j2z
lej2z
l
e jl 2z
式中
l
A2 A1
Zl Zl
Z0 Z0
l
e jl
称为终端反射系数
对均匀无耗传输线来说，任意点反射系数大小相等，沿线只有相位按周
期变化，其周期为 / 2 ，即反技射术系教育数具有 / 2 重复性。
12
输入阻抗与反射系数的关系
传输线上电压、电流又可以表示为
7
传输线基本理论
当频率高到必须考虑电压和电流
的空间特性时，基尔霍夫定律不
能直接应用，而要用分布参量R、
L、C和G表示(根据经验，当分立 元 件 平 均 尺 寸 大 于 波 长 1/10 时 应 该应用传输线理论)。
I(z) R1 +
V(z) -
R2
z
特性阻抗：
Z0
R jL G jC
z z+Δ z