射頻領域中S參數為何大行其道？

今天再講講，為啥在射頻世界里流行的是S參數。這個話題，好像講過兩次。

不過，一回生，二回熟，三回就更熟了嘛。而且，今天看書，正好又看到了，所以就說說。

前幾天文章講過，其實除了S參數，還有其他網絡參數的定義，比如Y參數，Z參數，H參數，ABCD參數等等，那為啥這些參數沒能拔得頭籌呢？為啥S參數搞的這么通用呢，基本上射頻工程師，干個啥，都要用到它。

要仿真放大器的外圍匹配，需要去官網上下個S參數；想知道LNA的性能，先用矢網測試一下S參數。

要說原因，可能還需要從那些網絡產生的定義說起。

看一下上面密密麻麻公式中的那么一點藍，你會發現，當計算這些參數的時候，不是要求電壓等于0，就是要求電流等于0，也就是說，要么開路，要么短路。

書上說了，這個開路和短路，在微波毫米波頻段處很難做到精確。如果條件難滿足，那也就難出來相應參數了。

但是S參數，則又是另外一種定義。

請再看一下，圖中公式中的那一點點藍。

也許你會說，這不還是等于0么，ak=0，不就代表要Vk+等于0么，那不還是要短路？

仔細看看，你會發現，在Vn的右上方還有一個+號。

這個＋號，表示什么意義呢？

在一個端口的參考面上，上面的總電壓為Vn，而Vn+則代表入射電壓，而Vn-則代表反射電壓，兩者疊加，形成總電壓。

也就是說，上面的Vk+=0，只是說入射電壓等于0，并沒有說總電壓等于0。

這有差別么？差別大了去了！

把上面的i,j具象化，分別取2和1，也就是看看S21，那這個時候，就要求a2=0,a3=0,...,an=0.

再看看圖中的一點點藍色，再觀察一下an的方向，也就是說，當有信號a1輸入時，an都是從負載端反射過來的信號。如果負載匹配，則反射信號an=0。也就是說，條件滿足了。

而匹配負載就比較容易實現，寬帶高頻都沒問題。

那還有個問題，公式上，把Vn分解成Vn+和Vn-，那工程中怎么分？

這就用到定向耦合器了，這個也是矢量網絡分析儀的核心組成部分。

定向耦合器，有4個端口，分別稱為入射端，直通端，隔離端，耦合端，如下圖所示。

當信號從①輸入的時候，在耦合端③上會有信號，不會在④上出現(如果定向耦合器理想)；但是當信號從②反射回來的時候，反射信號則又會出現在④端口，而不會在③端口上出現(如果定向耦合器理想)。

寫到這，突然覺得射頻很有意思。

比如說，不是射頻人，怎么會知道，這兩根彎彎折折的銅皮，做了這么了不起的一項工作。

審核編輯：黃飛

?