在简单的直流电路中，我们知道电阻会起到阻碍电流的作用，电阻通常用字母“R”表示，单位为欧姆。而在交流电路中，不仅电阻会阻碍电流的流通，电容、电感同样会对电流起到阻碍作用，这时我们就用阻抗这个概念来表示交流电路中电感、电容对电流的阻碍程度。换句话说，阻抗是用来描述含有电阻器、电感器和电容器的复数比V/I的参量，阻抗的单位同样是欧姆。阻抗是随频率的变化而变化的。

串联电路中，阻抗用起来很方便，但在并联电路中，电路的总阻抗计算起来就比较麻烦，为了计算方便，引入了导纳的概念，并联总导纳可以直接相加得到。

阻抗和导纳被用于集总元件等效电路以及用分布式串联阻抗和并联导纳表示的传输线上。在20世纪30年代，Schelkunoff认为阻抗的概念可以设定方式推广到电磁场，并指出阻抗可以视为场型的特征，如同媒质的特征一样。此外，与传输线和平面波传播的类似性相比，阻抗甚至与传播方向有关。这样，阻抗的概念就成了场理论和传输线或电路理论之间的纽带。

在微波频率下，我们可以定义出TEM波和非TEM波的等效电压和电流。一旦确定了网络中不同点的电压和电流，就可以利用阻抗矩阵和导纳矩阵把这些端点或“端口”量联系起来。在设计无源元件如耦合器和滤波器时，这种等效电路是非常有用的，这样的表示有助于进行任意网络的等效电路的开发。

则第n个端平面上的总电压和电流如下：

用微波网络的阻抗矩阵Z把这些电压和电流联系起来：

图4.1　任意N端口微波网络

也可以用矩阵形式写为

同样，用导纳矩阵Y的形式则定义为

它的矩阵形式写为

我们可以看出，Z矩阵和Y矩阵互为其逆：

阻抗矩阵和导纳矩阵把全部的端口电压和电流联系在一起。

由式（4.3），可知Zij为

该式表明，式（4.3）中的Zij可通过激励有电流Ij的端口j，而其他所有端口开路（故有Ik=0，k≠j）用测量端口i的开路电压来得出。这样，当所有其他端口开路时，Zij是向端口i往里看的输入阻抗，而当所有其他端口开路时，Zij是端口i和j之间的转移阻杭。(www.daowen.com)

同样，由式（4.4）可知Yij为

这说明当所有其他端口短路时（故有Vk=0，k≠j），Yij可通过激励有电压Vj的端口j并测出端口i的短路电流来确定。

每个矩阵元Zij和Yij都可能是复数。对于任意N端口网络，阻抗矩阵和导纳矩阵是N×N阶矩阵，这样就会有2N2个独立变量或自由度。然而在实际中，很多网络或是互易的，或是无耗的，或是两者兼有。若网络是互易的（即不含有非互易性媒质，如铁氧体、等离子体或有源器件），则可以证明阻抗和导纳矩阵是对称的，所以有Zij=Zji和YijYji；若网络是无耗的，则可以证明所有的Zij或Yij是纯虚数。这些特定情况中的任何一种都会使N端口网络应有的独立变量或自由度数目减少。

下面我们介绍互易网络和无耗网络。