S參數(shù)：深入了解與實(shí)際應(yīng)用

S參數(shù)的定義與歷史

S參數(shù)（Scattering parameters)，也稱為散射參數(shù)。它最早由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的Harold A. Wheeler于1952年提出的。S 參數(shù)被用于描述和分析各種無源網(wǎng)絡(luò)的特性，S參數(shù)讓工程師更好地理解電路中信號(hào)的傳輸和散射行為。

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S矩陣

S矩陣

S參數(shù)通常用來描述工作在高頻下的N端口網(wǎng)絡(luò)。S參數(shù)可以通過一個(gè)復(fù)數(shù)矩陣（S矩陣）來表示。S矩陣通常是一個(gè)方形矩陣（N×N），其中每個(gè)元素Sij（i、j=1,2,...,N）表示從j端口的輸入信號(hào)到達(dá)第i個(gè)端口的輸出信號(hào)的幅度和相位關(guān)系。

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S參數(shù)實(shí)例

S參數(shù)實(shí)例

以一個(gè)無源二端口網(wǎng)絡(luò)為例，深入介紹S參數(shù)。信號(hào)在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生入射波和反射波，既有進(jìn)入端口的信號(hào)也有從端口中出來的信號(hào)，如下圖。

a1：從端口1進(jìn)入的正弦信號(hào)

b1：從端口1出來的正弦信號(hào)

a2：從端口2進(jìn)入的正弦信號(hào)

b2：從端口2出來的正弦信號(hào)

所以根據(jù)定義，這個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò)的S參數(shù)可以表達(dá)為：

S11：端口2匹配時(shí)，端口1的反射系數(shù)。通常被稱為回波損耗。

S22：端口1匹配時(shí)，端口2的反射系數(shù)。

S12：端口1匹配時(shí)，端口2到端口1的反向傳輸系數(shù)。

S21：端口2匹配時(shí)，端口1到端口2的正向傳輸系數(shù)。通常被稱為插入損耗。

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SIDesigner應(yīng)用演示

在巨霖SIDesigner信號(hào)完整性仿真平臺(tái)中，通過三種元器件，就可以輕松得到S參數(shù)：

仿真完成后，支持通過波形顯示器查看仿真結(jié)果：

也支持通過后處理功能查看仿真結(jié)果：

也可以在仿真前，通過check功能查看結(jié)果：

審核編輯：黃飛