矢量网络分析仪中的S参数是什么?

  　矢量网络分析仪测量时，经常会用到的一个参数就是S参数，S参数是射频通信领域应用的一种测量参数，全称是散射参数，是网络分析的语言。矢量网络分析仪对S参数进行测量时，会有S11、S21、S12、S22四种不同的情况，其中S11和S21是两个比较重要的参数，这两个参数可以表征网络的性能。下面一起来了解一下网络分析仪中的S参数是什么以及矢量网络分析仪S11和S21啥意思吧。

　　一、网络分析仪中的S参数是什么

　　网络分析仪测量的是S参数，很多朋友不知道S参数到底指的是什么，其实S参数的全称是散射参数，它是网络分析的语言。

　　  S参数即是一种描述元器件在表现为射频特点的高频信号激励下的电气行为的工具，它描述的方式是以元器件对入射信号作出“反应”即“散射”后，从元器件外部“散射”出的可测量的物理量来实现的，测量到的物理量的大小反应出不一样特点的元器件会对相同的输入信号“散射”的程度不一样，这种不一样的散射程度就可以用来描述元器件的特点，而且这种表达方式已成为作为一种非常有用的电气模型。这些物理量被称为入射电压，反射电压，传输电压，等等。很多无源器件如电缆，连接器，PCB走线等传输介质都会表现出这种特点，因此都可以用S参数来表征。

　　二、矢量网络分析仪S11和S21是什么意思

　　矢量网络分析仪测量S参数时，经常会说到S11、S21等，这些是什么意思呢?

　　网络分析仪测量的散射参数和阻抗参数类似，对于有两个端口的网络(例如衰减器)而言，它也包括四个部分，用Sij表示，其中，i表示待检测端口，j表示激励信号的入射端口：

　　1、S11：被测器件(device under testing，简称DUT)的一个端口对信号的反射量，又称回波损耗。

　　2、S21：信号通过被测器件时产生的变化(幅度和相位变化，又称插损或增益)。

　　3、S12：信号以相反方向通过被测器件时产生的变化。

　　4、S22：被测器件的另一个端口对信号的反射量。

　　以一个二端口的例子来分析，S11表示端口2匹配时，端口1的反射系数;S22表示端口1匹配时，端口2的反射系数;S12表示端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数;S21表示端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数。常用的是S11和S21，他们分别表达的意思是：

　　对于2端口网络Port1输入信号，Port2输出信号，则有：S11表示回波损耗，即有多少能量返回了Port1，当然越小越好，即能量很少反射回来，一般S11<0 1="" -20db="" s21="" port2="" 1="" port2="" s21="">0.7(-3dB)。

       S21和S12表示的二端口网络在不一样频率正弦信号作用下的增益，整体上呈现低通特点，随着频率的增加，能量衰减越大，传输到另外一端的能量就越小，这其实和示波器前端放大器的频响曲线的含义是一样的。对于频率越高的信号，经过相同的PCB或电缆之后的幅值衰减得越快。所谓去加重和预加重就是针对传输网络的这种特点补偿高频衰减的一种搞定办法。S11和S22则恰恰相反，随着频率的升高，反射回来的能量就越大。

　　在实践中，我们经常用到的单根传输线或一个过孔，它就可以等效成一个二端口网络，一端接输入信号，另一端接输出信号，所以如果以Port1作为信号的输出端口，Port2作为信号的输入端口，那么S11表示的就是这条传输线的回波损耗，S21表示的就是这条传输线的插入损耗。

　　对我们实际工程应用中，S11和S21是两个比较重要的参数，这两个参数可以表征网络的性能。

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