一.S参数

1.1基本概念

        S参数：全称为Scatter参数，即散射参数，描述了传输通道的特性。

        一般对于一个网络有Y、Z和S参数用来测量和分析；Y称为导纳参数，Z称为阻抗参数，S则为散射参数；

        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为抽象。与直接测量入射、反射以及传输波概念更加一致的是散射参数，S参数矩阵更适合分布参数电路。S参数就是建立在入射波、反射波关系基础上的网络参数，适用于微波电路分析，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。阻抗和导纳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。

1.2端口网络

        二端口网络：有四个S参数，代表的意思是能量从j口注入，在i口测得的能量。如定义为从Port1口反射的能量与输入能量的比值的平方根，也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：

                ：端口2匹配时，端口1的反射系数；

                ：端口1匹配时，端口2的反射系数；

                ：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；

                ：端口2匹配时，端口1到端口2的反向传输系数；

        对于互易网络，有；

        互易网络：在端口1加上一个电流，在端口2上产生相应的电压；在端口2加上一个电流，在端口1上产生相应的电压；若两个端口产生的电压相等，则称二端口网络是互易的。其各组参数满足.

        对于无耗网络，有;

        无耗网络：输入功率之和等于输出功率之和。

二.电压驻波比

2.1基本概念      

        VSWR（Voltage Standing Wave Ratio）：电压驻波比是指驻波波腹与波节电压幅度之比之比，又称驻波系数、驻波比。

        驻波：指频率和振幅均相同，振动方向一致，传播方向相反的两列行波叠加后形成的波；若振幅不同，则形成行驻波。

        波腹：电压或电流相加的节点；

        波节：电压或电流相减的节点；

        驻波比等于1时，表示馈线和天线的阻抗完全匹配，此时高频能量全部被天线辐射出去，没有能量的反射损耗；

        驻波比为无穷大时，表示全反射，能量完全没有辐射出去；

2.2传输特性

        波在不同介质中传输的时候会有一部分被反射，被反射的波与入射波叠加后形成的波称为驻波；

        合成波仅有幅值变化，相位不变，即幅度为零的节点位置永远不变，所以位置不变，称为驻波；

        驻波比一般是指驻波的电压峰值与电压谷值之比；

        理想比例为1：1；即输入阻抗等于传输线的特性阻抗，但几乎不可能达到；

        VSWR 1.25:1 反射功率1.14%；VSWR 1.5:1 反射功率4.06%；VSWR 1.75:1 反射功率7.53%；

2.3计算方法

        ；为反射系数；

三.回波损耗

3.1基本概念

        回波损耗RL：又称反射损耗；是电缆线路由于阻抗不匹配所产生的反射；回波损耗是传输线端口的入射波功率与反射波功率之比，以对数形式的绝对值表示，单位是dB，一般是正值。

        回波损耗是数字电缆产品的重要指标，合并了两种反射的影响，包括对标称阻抗的偏差和结构影响，用来表征链路或信道的性能；主要是电缆长度上的特性阻抗的不均匀性引起的，在传输中引起反射，是到达接收端的信号在传播中产生多径效应，从而引起信号的时间扩散和频率选择性衰落，时间扩散导致脉冲展宽，使接收信号脉冲重叠而无法判决。

        回波损耗RL是以功率定义的。

3.2计算方法

四.传输损耗

  4.1基本概念      

        传输损耗：传输损耗是输出功率于输入功率的比值，指在传输过程中因介质等因素引起的能力缺失。

        传输损耗损伤： 1.直线传输损伤：衰减和失真；自由空间损耗；噪声；大气吸收；多径和折射；

                                  2.自由空间损耗：信号波束随传播距离而发散；

                                  3.空间传播损耗：dB。

        多径传播：1.天线辐射的信号以三种方式传播：地波、天波和空间波（俗称直线波）

                          2.当电磁波遇有比其波长要大的障碍物时，则发生反射；

                          3.并在物体边界进行衍射；

                          4.若障碍物尺寸不大于电磁波长，会发生反射，几散射成几路弱信号——多径衰落。

4.2计算公式

        传输损耗可用以下公式表达： ;

                                                ​​​​​​​        ;

                                                        ;

        其中LP为路径损耗；Lb为基本传输损耗，与天线增益有关；A为电路衰减（分贝）；Gt于Gr分别为发、收天线沿电路方向的平面波增益（分贝）；GP为路径天线增益（分贝）；（Gt+Gr）-GP为路径天线增益损耗（分贝）；f为电波频率（兆赫）；d为传播距离（公里）；

        基本传输损耗Lb是发、收天线各向同性（Gt=Gr=0）时的传输损耗（极化不变）；路径损耗LP则是基本传输损耗和路径天线增益损耗之和。

        当不存在多径传播时就没有路径天线增益损耗，路径损耗即为基本传输损耗。在自由空间内，不存在多径传播，而且没有电波衰减（A=0），故LP=Lb=Lf。

       自由空间的基本传输损耗公式： .当传播距离、电波频率、极化、发射天线和发射功率相同时，实际电路的衰减为,其中E为实际电路接受点的电场强度，为自由空间传播时接收点的电场强度。

五.反射系数

5.1基本概念

        反射系数：反射波振幅与入射波振幅比值；

        反射率：反射系数的平方；电磁波在介质界面的传播中，透射率为T=1-R；

        对于均匀无耗传输线，任意点反射系数大小相等，沿线只有相位变化，其周期为；

        一般情况是可以先测出某个端口的反射系数。

        反射系数是由幅值定义的。

5.2计算公式

        ;其中是归一化阻抗，；

        当阻抗匹配时，,，则有.

        通过反射系数可以反推出归一化阻抗公式：.

六.传输功率

6.1基本概念

        传输功率系数：传输功率与入射功率之比。

6.2计算公式

        ;

七.反射功率

7.1基本概念

        反射功率系数：反射功率与入射功率之比。

7.2计算公式

        .

八.常用换算表

最后

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