S參數(shù)：深入了解與實際應用

S參數(shù)的定義與歷史

S參數(shù)（Scattering parameters)，也稱為散射參數(shù)。它最早由美國貝爾實驗室的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)絡的特性，S參數(shù)讓工程師更好地理解電路中信號的傳輸和散射行為。

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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。S參數(shù)可以通過一個復數(shù)矩陣（S矩陣）來表示。S矩陣通常是一個方形矩陣（N×N），其中每個元素Sij（i、j=1,2,...,N）表示從j端口的輸入信號到達第i個端口的輸出信號的幅度和相位關系。

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S參數(shù)實例

S參數(shù)實例

以一個無源二端口網(wǎng)絡為例，深入介紹S參數(shù)。信號在傳輸過程中會產(chǎn)生入射波和反射波，既有進入端口的信號也有從端口中出來的信號，如下圖。

a1：從端口1進入的正弦信號

b1：從端口1出來的正弦信號

a2：從端口2進入的正弦信號

b2：從端口2出來的正弦信號

所以根據(jù)定義，這個二端口網(wǎng)絡的S參數(shù)可以表達為：

S11：端口2匹配時，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，端口2的反射系數(shù)。

S12：端口1匹配時，端口2到端口1的反向傳輸系數(shù)。

S21：端口2匹配時，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應用演示

在巨霖SIDesigner信號完整性仿真平臺中，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果：

也支持通過后處理功能查看仿真結果：

也可以在仿真前，通過check功能查看結果：

審核編輯：黃飛