理论教育 散射参量及其意义

散射参量及其意义

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:简单地说,S参量表达的是电压波,它使我们可以用入射电压波和反射电压的方式定义网络的输入、输出关系。在一般情况下,网络输入端口与输出端口的传输线特性阻抗是有可能不同的。但这里作为初步的讨论,我们尽量使问题简单化,因此可以假设输入、输出端口的传输线特性阻抗相同。

散射参量及其意义

简单地说,S参量表达的是电压波,它使我们可以用入射电压波和反射电压的方式定义网络的输入、输出关系。根据图4.10,我们可以定义归一化入射波电压和归一化反射电压波:

式中,下标n为端口标号1或2。阻抗Z0是连接在网络输入、输出端口的传输线特性阻抗。在一般情况下,网络输入端口与输出端口的传输线特性阻抗是有可能不同的。但这里作为初步的讨论,我们尽量使问题简单化,因此可以假设输入、输出端口的传输线特性阻抗相同。

图4.10 两端口网络S参量的规定

变换式(4.32a)可得到电压和电流的表达式如下:

如果我们用式(4.32)表示功率,则其物理意义就变得很明显了:

若从式(4.33)中解出正向波和反向波,则有

这与定义式(4.33)完全一致,因为

根据图4.10中关于电压波方向的规定,就可以定义S参量:

其中符号的意义为

a2=0和a1=0的条件意味着:2端口和1端口都没有功率波返回网络。但是,这个条件只能在两端传输线都匹配时才成立。

由于S参量直接与功率有关,因此我们可以采用时间平均功率来表达归一化输入、输出波。根据前面的内容可知,1端口的平均功率为

其中,当输出端口匹配时,输入端口反射系数S11满足如下关系:

我们可以用S11重新定义1端口的驻波系数(VSWR)为

另外,根据式(4.35a)可以确定式(4.39)中的入射功率:

这就是信号源的最大资用功率。将式(4.42)和式(4.40)代入式(4.39),可以求出用入射功率与反射功率之和表示的1端口总功率(在输出端口匹配条件下):(www.daowen.com)

如果反射系数S11为零,则所有资用功率都注入到网络的1端口。采用同样的分析方法分析2端口的情况,可得

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈