义传输系数(T)代表传输的光占入射光的矢量比。图3示意了这两个参数。
网络分析的基本原理
图3. 传输系数(T)和反射系数(G)
通过反射系数和传输系数,你可以更深入地了解被测器件(DUT)的性能。回顾光的类比,如果DUT是一面镜子,你会希
望得到高反射系数。如果DUT是一个镜头,你会希望得到高传输系数。而太阳镜可能同时具有反射和透射特性。
电子网络的测量方式与测量光器件的方式类似。网络分析仪产生一个正弦信号,通常是一个扫频信号。DUT响应时,会
传输并且反射入射信号。传输和反射信号的强度通常随着入射信号的频率发生变化。
DUT对于入射信号的响应是DUT性能以及系统特性阻抗不连续性的表征。例如,带通滤波器的带外具有很高的反射系
数,带内则具有较高的传输系数。如果DUT 略微偏离特性阻抗则会造成阻抗失配,产生额外的非期望响应信号。我们的目标
是建立一个精确的测量方法,测量DUT响应,同时最大限度的减少或消除不确定性。
网络分析的基本原理 网络分析仪测量方法
反射系数(G)和传输系数(T)分别对应入射信号中反射信号和传输信号所占的比例。图3示意了这两个向量。现代网络
分析基于散射参数或S-参数扩充了这种思想。
S-参数是一种复杂的向量,它们代表了两个射频信号的比值。S-参数包含幅值和相位,在笛卡尔形式下表现为实和虚。S-
参数用S坐标系表示,X 代表DUT被测量的输出端,Y代表入射RF信号激励的DUT输入端。图4示意了一个简单的双端口器
件,它可以表征为射频滤波器,衰减器或放大器。
网络分析的基本原理
图4. 简单的双端口设备的 S-参数表示
S11定义为端口1反射的能量占端口1入射信号的比例,S21定义为传输到DUT端口2 的能量占端口1入射信号的比例。参
数S11和S21为前向S-参数,这是因为入射信号来自端口1的射频源。对于从端口2入射信号,S22为端口2反射的能量占端口2
入射信号的比例,S12为传输到DUT端口1的能量占端口2入射信号的比例。它们都是反向S-参数。
你可以基于多端口或者N端口S-参数扩展这个概念。例如,射频环形器,功率分配器,耦合器都是三端口器件。你可以采
用类似于双端口的分析方法测量和计算S-参数,如S13,S32,S33。S11,S22, S33等下标数字一致的S-参数表征反射信号,而
S12,S32,S21和S13等下标数字不一致的S-参数表征传输信号。此外,S-参数的总个数等于器件端口数的平方,这样才能完整
的描述一个设备的RF特性。
表征传输的S-参数,如S21,类似于增益,插入损耗,衰减等其它常见术语。表征反射的S-参数,如S11,对应于电压驻
波比(VSWR),回波损耗,或反射系数。S-参数还具有其他优点。它们被广泛认可并应用于现代射频测量。你可以很容易地
将S-参数转换成H、Z或其他参数。你也可以对多个设备进行S-参数级联,表征复合系统的RF特性。更重要的是,S参数用比
率表示。因此,你不需要把入射源功率设置为精确值。DUT的响应会反映出入射信号的任何微小差别,但通过比率方式表征
传输信号或反射信号相对于入射信号的比率关系时,差别就会被消去。
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