射频中的回波损耗_反射系数_电压驻波比以及S参数的含义和关系.docx
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1、射频中的回波损耗,反射系数,电压驻波比以及S参数的含义和关系回波损耗,反射系数,电压驻波比,Sll这几个参数在射频微波应用中经常会碰到,他们各自的含义如下:回波损耗(RetUrnLOSS):入射功率/反射功率,为dB数值反射系数():反射电压/入射电压,为标量电压驻波比(VOItageStandingWaveRation):波腹电压/波节电压S参数:S12为反向传输系数,也就是隔离。S21为正向传输系数,也就是增益。Sll为输入反射系数,也就是输入回波损耗,S22为输出反射系数,也就是输出回波损耗。四者的关系:VSWR=(1+)(1-)(1)Sll=20lg()(2)RL=-Sll(3)以上各
2、参数的定义与测量都有一个前提,就是其它各端口都要匹配。这些参数的共同点:他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。其中,SIl实际上就是反射系数,只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。反射系数描述的是入射电压和反射电压之间的比值,而回波损耗是从功率的角度来看待问题。而电压驻波的原始定义与传输线有关,将两个网络连接在一起,虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值,但实际上如果这里没有传输线,根本不会存在驻波。我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式,至于用哪一个参数来进行描述,取决于怎样方便,以及习惯如何。回波损耗、反射系数、电压驻波比以及S参数的物理意义回波损耗反射系数电压驻波
3、比S参数以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:Sll,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到以二端口网络为例,如单根传输线,共有四个S参数:Sll,S12,S21,S22,对于互易网络有S12=S21,对于对称网络有S11=S22,对于无耗网络,有S11*S11+S21*S21=1,即网络不消耗任何能量,从端口1输入的能量不是被反射回端口1就是传输到端口2上了。在高速电路设计中用到的微带线
4、或带状线,都有参考平面,为不对称结构(但平行双导线就是对称结构),所以Sll不等于S22,但满足互易条件,总是有S12=S210假设PortI为信号输入端口,Port2为信号输出端口,则我们关心的S参数有两个:Sll和S21,SIl表示回波损耗,也就是有多少能量被反射回源端(PortI)了,这个值越小越好,一般建议S1K0.1,即一20dB,S21表示插入损耗,也就是有多少能量被传输到目的端(Port2)了,这个值越大越好,理想值是1,即OdB,越大传输的效率越高,一般建议S210.7,即一3dB,如果网络是无耗的,那么只要Portl上的反射很小,就可以满足S210.7的要求,但通常的传输线是
5、有耗的,尤其在GHz以上,损耗很显著,即使在Portl上没有反射,经过长距离的传输线后,S21的值就会变得很小,表示能量在传输过程中还没到达目的地,就已经消耗在路上了。对于由2根或以上的传输线组成的网络,还会有传输线间的互参数,可以理解为近端串扰系数、远端串扰系统,注意在奇模激励和偶模激励下的S参数值不同。需要说明的是,S参数表示的是全频段的信息,由于传输线的带宽限制,一般在高频的衰减比较大,S参数的指标只要在由信号的边缘速率表示的EMI发射带宽范围内满足要求就可以了。回波损耗,反射系数,电压驻波比,Sll这几个参数在射频微波应用中经常会碰到,他们各自的含义如下:回波损耗(RetUrnLOss
6、):入射功率/反射功率,为dB数值反射系数:反射电压/入射电压,为标量电压驻波比(VoItageStandingWaveRation):波腹电压/波节电压S参数:S12为反向传输系数,也就是隔离。S21为正向传输系数,也就是增益。Sll为输入反射系数,也就是输入回波损耗,S22为输出反射系数,也就是输出回波损耗。四者的关系:VSWR=(1+)(1-)(1)Sll=20lg()(2)RL=-Sll(3)以上各参数的定义与测量都有一个前提,就是其它各端口都要匹配。这些参数的共同点:他们都是描述阻抗匹配好坏程度的参数。其中,SlI实际上就是反射系数展只不过它特指一个网络1号端口的反射系数。反射系数描
7、述的是入射电压和反射电压之间的比值,而回波损耗是从功率的角度来看待问题。而电压驻波的原始定义与传输线有关,将两个网络连接在一起,虽然我们能计算出连接之后的电压驻波比的值,但实际上如果这里没有传输线,根本不会存在驻波。我们实际上可以认为电压驻波比实际上是反射系数的另一种表达方式,至于用哪一个参数来进行描述,取决于怎样方便,以及习惯如何。回波损耗与VSWR之间的转换关系,读者可以采用上面的式子1和2来手动计算.反射系数行波系数驻波比回波损耗1定义:天馈线匹配:阻抗匹配的优劣一般用四个参数来衡量,即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个均出于习惯。通常用的较多
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