S參數：深入了解與實際應用

S參數的定義與歷史

S參數（Scattering parameters)，也稱為散射參數。它最早由美國貝爾實驗室的Harold A. Wheeler于1952年提出的。S 參數被用于描述和分析各種無源網絡的特性，S參數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參數通常用來描述工作在高頻下的N端口網絡。S參數可以通過一個復數矩陣（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參數實例

S參數實例

以一個無源二端口網絡為例，深入介紹S參數。信號在傳輸過程中會產生入射波和反射波，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

所以根據定義，這個二端口網絡的S參數可以表達為：

S11：端口2匹配時，端口1的反射系數。通常被稱為回波損耗。

S22：端口1匹配時，端口2的反射系數。

S12：端口1匹配時，端口2到端口1的反向傳輸系數。

S21：端口2匹配時，端口1到端口2的正向傳輸系數。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：

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