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    發布時間:2021-09-28 18:39  

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    在微波電路的設計和計算中,需要對所用元、器件特性的全部網絡參數進行定值。而微波元、器件中,包括微波晶體管,大多采用S參數(散射參數)來表述它們的特性。一般二端口網絡需要有四個散射參數(S11、S22、S12和S21),才能對其定值。因此往往采用測量的方法來確定網絡的參數。20世紀60年代中期,出現能在寬頻帶范圍內掃頻測量并能顯示全部網絡S參數的模值和幅角的多功能儀器,這就是微波網絡分析儀。因此網絡分析儀的基本部分實際上就是一臺S參數測量儀。


    原理

    一個任意多端口網絡的各端口終端均匹配時,由第n個端口輸入的入射行波 an將散射到其余一切端口并 發射出去。若第m個端口的出射行波為bm,則n口與m口之間的散射參數Smn=bm/an。一個雙口網絡共有四個散射參數 S11、S21、S12和S22。當兩個終端均匹配時,S11和S22就分別是端口1和2的反射系網絡分析儀數,S21是由1口至2口的傳輸系數,S12則是反方向的傳輸系數。當某一端口m終端失配時,由終端反射回來的行波又重新進入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的,但有一個行波am入射到m口。這樣,在任意情況下都可以列出各口等效入射、出射行波與散射參數之間關系的聯立方程組。據此可以解出網絡的一切特性參數,如終端失配時的輸入端反射系數、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數等。這就是網絡分析儀的基本的工作原理。



    在實際測量之前,先用三個阻抗已知的標準器(例如一個短路、一個開路和一個匹配負載)供儀器進行一系列測量,稱為校準測量。由實測結果與理想(無儀器誤差時)應有的結果比對,可通過計算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計算機中,以便對被測件的測量結果進行誤差修正。在每一頻率點上都按此進行校準和修正。測量步驟和計算都十分復雜,非人工所能勝任。

    上述網絡分析儀稱為四端口網絡分析儀,因為儀器有四個端口,分別接到信號源、被測件、測量通道和測量的參考通道。它的缺點是接收機的結構復雜,誤差模型中并未包括接收機所產生的誤差。


    參數(散射參數)用于評估 DUT 反射信號和傳送信號的性能。 參數由兩個復數之比定義,它包含有關信號的幅度和相位的信息。 

    參數通常表示為:

    輸出 輸入

    輸出:輸出信號的 DUT 端口號。

    輸入:輸入信號的 DUT 端口號。

    例如,參數 S21 是 DUT 上端口 2 的輸出信號與 DUT 上端口 1 的輸入信號之比,輸出信號和輸入信號都用復數表示。

    當啟動平衡 - 不平衡轉換功能時,可以選擇混合模 S 參數。



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