射頻中的回波損耗，反射系數(shù)，電壓駐波比以及S參數(shù)的含義和關(guān)系

　　回波損耗，反射系數(shù)，電壓駐波比， S11這幾個(gè)參數(shù)在射頻微波應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)碰到， 他們各自的含義如下：

　　回波損耗（Return Loss）： 入射功率/反射功率， 為dB數(shù)值

　　反射系數(shù)（Г）： 反射電壓/入射電壓， 為標(biāo)量

　　電壓駐波比（Voltage Standing Wave Ration）： 波腹電壓/波節(jié)電壓

　　S參數(shù)： S12為反向傳輸系數(shù)，也就是隔離。S21為正向傳輸系數(shù)，也就是增益。S11為輸入反射系數(shù)，也就是輸入回波損耗，S22為輸出反射系數(shù)，也就是輸出回波損耗。

　　四者的關(guān)系：

　　VSWR=（1+Г）/（1-Г） （1）

　　S11=20lg（Г） （2）

　　RL=-S11 （3）

　　以上各參數(shù)的定義與測(cè)量都有一個(gè)前提，就是其它各端口都要匹配。這些參數(shù)的共同點(diǎn)：他們都是描述阻抗匹配好壞程度的參數(shù)。其中，S11實(shí)際上就是反射系數(shù)Г，只不過(guò)它特指一個(gè)網(wǎng)絡(luò)1號(hào)端口的反射系數(shù)。反射系數(shù)描述的是入射電壓和反射電壓之間的比值，而回波損耗是從功率的角度來(lái)看待問(wèn)題。而電壓駐波的原始定義與傳輸線有關(guān)，將兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，雖然我們能計(jì)算出連接之后的電壓駐波比的值，但實(shí)際上如果這里沒(méi)有傳輸線，根本不會(huì)存在駐波。我們實(shí)際上可以認(rèn)為電壓駐波比實(shí)際上是反射系數(shù)的另一種表達(dá)方式，至于用哪一個(gè)參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述，取決于怎樣方便，以及習(xí)慣如何。

　　回波損耗、反射系數(shù)、電壓駐波比以及S參數(shù)的物理意義

　　回波損耗

　　反射系數(shù)

　　電壓駐波比

　　s參數(shù)

　　電子科技大學(xué)

　　以二端口網(wǎng)絡(luò)為例，如單根傳輸線，共有四個(gè)S參數(shù)：S11，S12，S21，S22，對(duì)于互易網(wǎng)絡(luò)有S12＝S21，對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)有S11＝S22，對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)，有S11*S11+S21*S21＝1，即網(wǎng)絡(luò)不消耗任何能量，從端口1輸入的能量不是被反射回端口1就是傳輸?shù)蕉丝?上了。在高速電路設(shè)計(jì)中用到

　　以二端口網(wǎng)絡(luò)為例，如單根傳輸線，共有四個(gè)S參數(shù)：S11，S12，S21，S22，對(duì)于互易網(wǎng)絡(luò)有S12＝S21，對(duì)于對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)有S11＝S22，對(duì)于無(wú)耗網(wǎng)絡(luò)，有S11*S11+S21*S21＝1，即網(wǎng)絡(luò)不消耗任何能量，從端口1輸入的能量不是被反射回端口1就是傳輸?shù)蕉丝?上了。在高速電路設(shè)計(jì)中用到的微帶線或帶狀線，都有參考平面，為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)（但平行雙導(dǎo)線就是對(duì)稱結(jié)構(gòu)），所以S11不等于S22，但滿足互易條件，總是有S12＝S21。假設(shè)Port1為信號(hào)輸入端口，Port2為信號(hào)輸出端口，則我們關(guān)心的S參數(shù)有兩個(gè)：S11和S21，S11表示回波損耗，也就是有多少能量被反射回源端（Port1）了，這個(gè)值越小越好，一般建議S11《0.1，即－20dB，S21表示插入損耗，也就是有多少能量被傳輸?shù)侥康亩耍≒ort2）了，這個(gè)值越大越好，理想值是1，即0dB，越大傳輸?shù)男试礁?，一般建議S21》0.7，即－3dB，如果網(wǎng)絡(luò)是無(wú)耗的，那么只要Port1上的反射很小，就可以滿足S21》0.7的要求，但通常的傳輸線是有耗的，尤其在GHz以上，損耗很顯著，即使在Port1上沒(méi)有反射，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳輸線后，S21的值就會(huì)變得很小，表示能量在傳輸過(guò)程中還沒(méi)到達(dá)目的地，就已經(jīng)消耗在路上了。