关于s11和s21的关系

辽东废人

关于s11和s21一直有个疑问。比如现在有一个放大器，他的是s11很大，将很多输入功率反射回去了，但与此同时他的s21很大，使得他的增益很大，得到一个很大的输出功率。那这个放大器传输的信号功率是大还是小呢？

辽东废人

比如放大器的s11是-10db，s21是20db。输入功率是-100dbm，那么输出功率是-100dbm+s21=-80dbm。这样输出功率和s11有什么关系呢？我的理解错在哪呢，请前辈们指教

hzhou

S11表示端口失配程度，如果S11比较大（失配严重），S21自然就会小，因为输入能量在端口处被反射的比较多。按你的例子，如果进一步改善S11参数（比如-20dB），相同的二端口网络或电路结构，则S21就会提高；

standli

涉及到了射频和微波系统中的两个重要参数：S11（输入反射系数）和S21（正向传输系数）。
在考虑一个放大器的性能时，我们需要同时关注这两个参数。  当S11较大时，表示输入功率的很大一部分被反射回去，这会导致放大器的输入阻抗与信号源的阻抗之间的匹配不佳。由于输入阻抗与信号源的阻抗不匹配，部分输入信号功率被浪费在反射上，导致传输效率降低。  同时，当S21较大时，表示放大器具有较高的增益。在实际应用中，即使部分输入功率被反射，放大器仍能将输入信号有效地放大到较高的输出功率。

综合考虑这两个参数，我们可以得出以下结论：  
1） 如果S11很大，这意味着输入功率的很大一部分被反射回去，从而降低了放大器的传输效率。这对于信号传输并不是一个好现象。  
2）但是，如果S21同时也很大，那么即使输入功率的一部分被反射回去，放大器仍然可以将剩余的输入信号有效地放大到较高的输出功率。这意味着放大器传输的信号功率相对较大。

所以，在实际应用中，我们需要对放大器进行优化，以降低S11（改善阻抗匹配）并保持较高的S21（保持较高的增益）。这样，放大器可以实现较好的信号传输效果。







From chatgpt 4.0

totowo

辽东废人 发表于 2023-4-16 22:16
比如放大器的s11是-10db，s21是20db。输入功率是-100dbm，那么输出功率是-100dbm+s21=-80dbm。这样输出功率 ...

取决于你的“输入功率”指的是真实的输入功率Pin，还是你的信号源的额定输出功率Pavs，如果你在仿真器里面调用Port，带内阻的，其标明的输出功率其实是Pavs，通常我们也是指的后者。建议你去看一下教材上关于三种功率增益的定义和区别。
其实还有一个经常让初学者混淆的，就是Gamma_in和S11的区别，cadence里的设置经常会让初学者搞不清楚。

辽东废人

standli 发表于 2023-4-17 12:58
涉及到了射频和微波系统中的两个重要参数：S11（输入反射系数）和S21（正向传输系数）。
在考虑一个放大器 ...

chat老师有点强

辽东废人

totowo 发表于 2023-4-17 13:57
取决于你的“输入功率”指的是真实的输入功率Pin，还是你的信号源的额定输出功率Pavs，如果你在仿真器里面 ...

谢谢指点！调用的port确实是后者的情况，我按您的思路再想想！

辽东废人

totowo 发表于 2023-4-17 13:57
取决于你的“输入功率”指的是真实的输入功率Pin，还是你的信号源的额定输出功率Pavs，如果你在仿真器里面 ...

比如调用的port内阻是50Ω，功率是0dbm，我的理解是如果这个port并联了一个50Ω的电阻，那这个电阻上将有0dbm的功率。前辈所说的输入功率pin指的是什么呢

totowo

辽东废人 发表于 2023-4-17 22:26
比如调用的port内阻是50Ω，功率是0dbm，我的理解是如果这个port并联了一个50Ω的电阻，那这个电阻上将有 ...

你的理解很正确呀，所以如果S11不好，或者说Gamma_in不好（实际上这俩并不是完全一致的），也就是输入阻抗不是50欧，那当然实际的输入功率（也就是二端口网络输入端获取的功率）就不是0dBm了。不就是你疑惑的地方吗

辽东废人

totowo 发表于 2023-4-18 15:13
你的理解很正确呀，所以如果S11不好，或者说Gamma_in不好（实际上这俩并不是完全一致的），也就是输入阻 ...

嗯嗯谢谢指点