请问各位大佬，对小信号S参数的理解

研究生笑笑 · 发表于 2021-8-20 11:00:38

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想请问各位大佬，S参数的定义是网络的特性，一个网络给定了，其S参数应该是确定的。但为什么ADS软件里S参数跟源阻抗和负载阻抗有关，就是S参数仿真的两个term值的大小有关。

再有一个，为什么ADS软件里S21的值跟S11和S22的值有关，匹配好了S21就大，就更接近maxgain，但S21和S11以及S22不是独立的参数吗，一个表征损耗情况，另外两个表征匹配情况。
你们能接受S21和其它两个参数有关吗，S21应该是输入信号去除了反射信号后的入射信号，跟S11是没有关系的。不知道为什么ADS的S21貌似表征的是整体的输入信号。这跟理论也不符啊。

还有一个，S参数的定义是一个端口输入，其它端口都是匹配好的，如果看1端口，那S11和S21是不应该随输出端口而变化的，因为2端口是匹配好的。但2端口是匹配好的只有一种情况，结果无论term是多少，测出来的都被称为S参数，这个S11被称为反射系数([size=18.6667px]Γ)是不是更确切？

做射频也好长时间了，结果学的越多，各种理论越不自洽起来，感觉有点走火入魔，都不敢说自己是做射频电路的了，可能还是看的书少。

活在北半球 · 发表于 2021-8-21 23:42:12

1. 假设是单端口网络，S11就是反射系数，与向前看和向后看的阻抗有关，向后看的阻抗就是设置的term阻抗，term阻抗设置得不同，S11当然就不同了，但是由这个S11和设置的term阻抗算出来的输入阻抗是一样的。
2. 第二个没太看明白；第三问题个人理解是，S参数的定义是其他端口都匹配好时从某个端口看进去的反射系数，但是现实中貌似都是其它端口直接接50欧；或者考虑z参数或者y参数，这俩是其它端口open或者short时的参数，就没这个问题了。

研究生笑笑 · 发表于 2021-8-26 15:36:32

本帖最后由研究生笑笑于 2021-8-26 15:39 编辑

活在北半球发表于 2021-8-21 23:42
1. 假设是单端口网络，S11就是反射系数，与向前看和向后看的阻抗有关，向后看的阻抗就是设置的term阻抗，te ...

好的，谢谢。知道你说的什么意思，但是并没有解决问题，只是又说了一遍问题中的相关陈述而已。问题中的陈述没有问题，理论是这样，事实也是那样，但是他们相互冲突。

txxx · 发表于 2024-10-14 00:05:38

哥，这个问题你现在解决了吗？本人射频小白最近也遇到了这个问题，搞不明白ADS仿出来的S11物理意义到底是什么。假如说它是反射系数，那在做共轭匹配的时候它应该要到1端口共轭的位置上去，但是仿真出来却在50欧姆匹配点上。哥如果知道这些问题的答案，可以回复一下我吗？有偿也可以！

happylly · 发表于 2024-10-14 10:45:40

txxx 发表于 2024-10-14 00:05
哥，这个问题你现在解决了吗？本人射频小白最近也遇到了这个问题，搞不明白ADS仿出来的S11物理意义到底是什 ...

你先理解一下归一化阻抗的概念

txxx · 发表于 2024-10-14 11:46:31

happylly 发表于 2024-10-14 10:45
你先理解一下归一化阻抗的概念

您好，我理解的归一化阻抗是阻抗除传输线的特性阻抗值之后变成的一个无量纲的值，没明白在我的问题中和归一化阻抗有什么关系。我的问题是如果我想把阻抗为100+j*25的源端匹配到50欧的负载端，匹配之后，为什么ADS仿出来的S11和S22参数位置的等效阻抗都是50欧姆，而不是S11在100-j*25欧姆处。如果这个问题是因为我对归一化阻抗的理解不对，还请您指出，谢谢！

totowo · 发表于 2024-10-14 13:17:49

本帖最后由 totowo 于 2024-10-14 13:19 编辑

txxx 发表于 2024-10-14 11:46
您好，我理解的归一化阻抗是阻抗除传输线的特性阻抗值之后变成的一个无量纲的值，没明白在我的问题中和归 ...

对于一个N端口网络，不管是S参数还是Y、Z、H参数，都是这个网络本身的特性，确实与外接term的大小无关，你如果去看Y/Z/H参数，都是不随你外加Teminal的大小变化的，但有一点你的理解是对的，S参数是一个无量纲的物理量，而其它的Y/Z/H参数都是有量纲的（阻抗或者导纳的量纲），说明S参数是一个被”归一化“(Normalized)的参数，这个被用于”归一化“的参考电阻，就是用的你外接terminal的电阻大小（注意我这里写的是"电阻"而不是"阻抗"，因为”特征阻抗“通常是一个纯实数）。这个S参数跟这个归一化电阻（Z0）是作为一个整体才能衡量这个N端口网络，如果你用不同的参考阻抗，你会得到不同的S参数，如果你把结果存成不同的SnP File，你会发现这个文件里除了S参数意外，文件头还有归一化电阻的值。尽管这些SnP File的表述方法不一样，但是你把这些不同的SnP file拿去做仿真，结果都是一样的，因为他们表征的是同一个N端口网络，只不过在不同的归一化电阻下得到的S参数而已。

totowo · 发表于 2024-10-14 13:23:56

本帖最后由 totowo 于 2024-10-14 13:29 编辑

你的疑问其实挺好的，多琢磨琢磨，Pozar的《微波工程》这本书要多看。千万不要看李辑熙的书，很多概念是混淆甚至错误的。

S11和Gamma_in的关系，其实你看二端口网络的公式就知道，在你的ads test bench里他就是相等的（因为Gamma_L = 0)。
S22与Gamma_out亦然。

我给你一个提示：在仿真器里，如果你的Terminal给的都是实数电阻（电抗为0），你可以认为Gamma_S 和 Gamma_L都为0，因为仿真器里就是用你的Terminal电阻作为特征阻抗（或者叫归一化电阻Z0）。

txxx · 发表于 2024-10-14 15:43:02

totowo 发表于 2024-10-14 13:23
你的疑问其实挺好的，多琢磨琢磨，Pozar的《微波工程》这本书要多看。千万不要看李辑熙的书，很多概念是混 ...

谢谢大佬的回复，得到了很多启发！

happylly · 发表于 2024-10-15 11:05:14

txxx 发表于 2024-10-14 11:46
您好，我理解的归一化阻抗是阻抗除传输线的特性阻抗值之后变成的一个无量纲的值，没明白在我的问题中和归 ...

它绕到的不是50ohm匹配点上，是你的归一化阻抗点上

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