微波网络ST参数定义

四．散射参量s(sParameter)

Z参量、Y参量及A参量都是表示端口间电压、电流关系的参量。

特点：这些参数用于集总电路非常有效，各参数可以很方便的测试；但是，在微波网络中，测量各端口上的电压和电流是困难的，因此这些参量难以测量。低频网络微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第1页!四．散射参量s(sParameter)

散射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，来描述该网络。

同N端口网络的阻抗和导纳矩阵相比，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波和反射波的关系。

高频网络微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第2页!四．散射参量s(sParameter)

散射参量有归一化和非归一化之分，通常所说的散射参量是指归一化散射参量，用

s

表示，它给出的是各端口归一化入、反射波之间的关系；

实际工作中最常用的散射参量是归一化散射参量。散射参量可以直接用网络分析仪测量得到。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。微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第3页!四．散射参量s(sParameter)

S参数的特点：1）引入了多端口，任意输入、输出2）直接从功率出发，从波动出发3）采用波参数，入射和反射更加清晰微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第4页!四．散射参量s(sParameter)由传输线理论已经导出：首先定义出入射波和散射波(a和b)。微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第5页!我们把上式中的称为归一化电压，称为归一化电流分别用u

和i表示。则进一步写出采用归一化的电压波就等于归一化入射波加反射波，归一化的电流波等于归一化入射波减反射波微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第6页!四．散射参量s(sParameter)

后一项的实部显然等于0，于是可见

网络获得功率关系更加清晰：P=P入-P反（1）物理意义是功率等于入射功率减去散射功率。微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第7页!

S参数定义

用散射参量表示的归一化入、反射波电压的关系为写成矩阵形式或简写成[b]=[s][a]图5-5二端口网络入、反射波示意图a1b1a2b2微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第8页!一、S参数的提出及应用S参数(散射参数)的定义

微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第9页!端口匹配端口接匹配负载概念区分b=0a=0微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第10页!S散射参数性质

·网络对称时Sii=Sjj

·网络互易时Sij=Sji

·网络无耗时［S］+［S］=［I］

其中［I］——n阶单位矩阵

［］+Hermite符号，表示共轭转置或转置共轭3．N口散射参量s(sParameter)微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第11页!3．N口散射参量s(sParameter)物理意义：Sii其它端口接匹配负载，i口的反射系数

Sij其它端口接匹配负载，j口到i口的传输

系数注意：每一端口的散射参量都是在其他端口接匹配负载的状态下定义的。因此，对于二端口网络，当端口(2)所接负载ZL

Z02

时，端口(1)的反射系数不再等于s11。这种情况下，若令端口(1)的电压反射系数为in，则由散射参量的定义式，可求得in与负载反射系数L

的关系。微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第12页!［证明］注意到Гin和ГL的不对称性双口网络散射参数［S］

S参数a1b1ΓinΓLa2b2且写出双口网络的［S］参数由上式中①得到

又从上式②可知

微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第13页!短路匹配开路微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第14页!在端口2短路：GL=-1则1端口的驻波比：则1端口的回波损耗：微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第15页!S参数的似对称和似互易特性

证明：由3得：（4）（4）代入（1）（5）微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第16页!四．散射参量s(sParameter)1、入射波a和反射波b（入射电压波和反射电压波）由于系统是线性的微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第17页!四．散射参量s(sParameter)入射波反射波微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第18页!对于微波网络来说，通常用斜体的小写字母“i

”表示第i个端口。如对二端口网络来说，取i=1，2。

“a”表示入射波，即进入网络的波；“b”表示反射波，即离开网络的波。图5-5

给出了分析二端口网络归一化散射参量的示意图。图5-5二端口网络入、反射波示意图a1b1a2b2微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第19页!四．散射参量s(sParameter)（2）入射功率=各端口入射功率的和Hermite算符对于双端口的入射功率=1端口的入射功率+2端口的入射功率微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第20页!归一化散射参量各参量的物理含义：端口(2)接匹配负载时，端口(1)的反射系数端口(1)接匹配负载时，端口(2)的反射系数

端口(1)接匹配负载时，端口(2)到端口(1)的归一化传输系数端口(2)接匹配负载时，端口(1)到端口(2)的归一化传输系数微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第21页!一、S参数的提出及应用S参数的物理意义

采用适当的负载阻抗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。回波损耗（dB）：正向功率增益（dB）：微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第22页!a1b1a2b2aibianbn12inNetwork3．N口散射参量s(sParameter)或简写成[b]=[s][a]微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第23页!所谓无耗，入射功率和反射功率相等由矩阵乘积的转置为两个矩阵倒置的转置（1）（2）（3）[a]的任意性微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第24页!对于双口网络，输入反射系数Гin和负载反射系数ГL有关系

4．负载反射系数与输入反射系数的变换定理双口网络散射参数［S］

S参数a1b1ΓinΓL微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第25页!［证明］微波网络ST参数定义共29页，您现在浏览的是第26页!请问此二端口网络是否互易和无耗？若在端口2短路，求端口1处的驻波比。例：测得某二端口网络的S矩阵为解：由于故网络互易。又由：不满足幺正性，因此网