微波网络 S,Y,A参数ppt课件

.,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,.,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。,高频网络,.,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、反射波电压之间的关系；,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，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。,.,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,.,四散射参量s(sParameter),1、入射波a和反射波b,由于系统是线性无耗的,.,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)。,.,四散射参量s(sParameter),入射波,反波,.,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,.,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5-2给出了分析二端口网络归一化散射参量的示意图。,.,四散射参量s(sParameter),功率后一项的实部显然等于0，于是可见（1）物理意义是功率等于入射功率减去散射功率。,特点：1）功率不变2）入射反射更加清晰,关系更加清晰：P=P入-P反,.,四散射参量s(sParameter),入射功率=各端口入射功率的和,Hermite算符,（2）双端口的入射功率=1端口的入射功率+2端口的入射功率,.,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=sa,.,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)的电压反射系数,端口(1)接匹配负载时，端口(2)的电压反射系数,端口(1)接匹配负载时，端口(2)到端口(1)的归一化电压传输系数,端口(2)接匹配负载时，端口(1)到端口(2)的归一化电压传输系数,.,3N口散射参量s(sParameter),或简写成b=sa,.,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In阶单位矩阵,+Hermite符号，表示共轭转置或转置共轭,3N口散射参量s(sParameter),.,3N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，对于图5-2所示的二端口网络，当端口(2)所接负载ZLZ02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1，则由散射参量的定义式，可求得1与负载反射系数L的关系。,.,对于双口网络，输入反射系数in和负载反射系数L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,a1,b1,in,L,.,证明注意到in和L的不对称性,双口网络散射参数S,S参数,a1,b1,in,L,a2,b2,且写出双口网络的S参数由上式中得到又从上式可知,.,证明,.,短路,匹配,开路,.,端口匹配,端口接匹配负载,概念区分,.,4传输参量t(tParameter),传输参量t是用端口(2)的归一化入、反射波电压表示端口(1)归一化入、反射波电压的参量。,写成矩阵形式为,.,t参量的元素中，除t11表示端口(2)接匹配负载时端口(1)到端口(2)的归一化电压传输系数s21的倒数外，其余各参量元素并无明显的物理意义。,表示2口接匹配负载，由1口到2口的传输系数的倒数,.,t具有如下性质：与a类似，在研究级联的二口网络时，用t也