前面说了那么多,最后终于来到S参数的应用了,我们学习它,就是为了让它为我们服务。

S参数是用于描述射频网络频域性能的直接表现。它直接描述了某个频率下射频信号,在射频网络内,端口到端口的传输过程中所发生的电性能的变化!

是的,有了S参数,我们将可以很轻易的知道,射频信号在通过网络以后所发生的变化。

如图所示,双工器是一个3端口器件。1端口为TX,2端口为RX,3端口接天线ANT

发射信号从1端口进入,从3端口输出,而接收信号从3端口进入,从2端口输出。

S31,TX到ANT的插入损耗。可以看到,通带频点的损耗很小,而阻带频点的损耗则很大:

S23,ANT到RX的损耗。同样可以看到,通带频点的损耗很小,而阻带频点的损耗则很大:

S21,TX到RX的能量泄漏,又叫1端口到2端口的隔离度。我们可以看到,在整个频带范围内,能量泄漏都非常小:

这个三个指标都是传输系数。我们可以看到,在不同的频点下,其S参数的值是不一样的。

通过S参数的频域扫描,我们可以非常清晰的看到,器件的频率响应。这对于我们比较器件优劣,预期通路增益都可以起到很大的帮助。

从阻抗圆图,我们也可以看出,通带频点非常靠近圆图中心,即端口阻抗在通带内是接近50欧姆特性阻抗的。

我们可以看到,这里直接用S21来表征放大器的增益,而用S12来表征放大器的反向隔离度。

如前图所示,厂商用S21^2 来表示增益,而大多数厂商是直接用S21来表示增益的。

其实这也涉及的我们前两讲说过的内容,即S参数有多种表现形式,S21用幅度相位的形式表达则为传输系数T, 而用dB表达则为10*lgS21^2 = 20* lgS21。所以才会有S21^2和S21 两种不同的表达方式。

至于对反向隔离度用1/S12^2 来表示则是因为实际对S12^2取lg为-23dB,取倒数后才得到后面的23dB的数值。

通过对双工器以及LNA的S参数的解析,不知小伙伴们是否对S参数的应用有了一点初步的概念呢?

如果还是没明白,也没关系,后续的公众号内容将会有大量涉及S参数应用的内容,敬请期待。

当前的射频电路设计中,计算机辅助仿真设计被大量采用。对于已知S参数的射频网络,我们通常会直接调用其S参数进行仿真计算。

我们在上文中提到的S参数都是图形化界面,无法直接用于仿真计算,有没有一种文件格式可以直接被仿真软件所调用呢?

为了解决这个问题,安捷伦(现在叫是德)提出了一种Touchstone文件格式,用于规范描述射频网络在给定频域内S参数,因为它是数字化的表现形式,所以可以被仿真软件直接调用。因为此文件的后缀名都是SNP(N代表端口数),所以大家都习惯称之为SNP文件。

这是一个噪声系数文件,包含有5个信息点。注意,噪声系数文件不能独立存在,必须跟在S,Z,Y,H参数的后面。

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