S参数简介

s参数，也就是散射参数。 是微波传输中的重要参数之一。 S12是反方向的传递系数，也就是隔离。 S21是前向传输系数，即增益。 S11是输入反射系数，即输入回波损耗，S22是输出反射系数，即输出回波损耗。

s参数是描述线性无源传输线的频域特性，在执行串行链路SI分析时获得信道的准确s参数是重要的一环，并且传输线的几乎所有特性由s参数可见。 几乎所有关注信号完整性的问题(例如信号反射、串扰、损耗)可以从s参数中找到有用的信息。

s参数是射频工程师分析无源器件的可靠行为级模型，s参数广泛应用于高频无源APP应用的分析。 s参数说明在高频产品的设计中，应用最广泛的是双端口网络。 下面，以2端口网络为例，说明各s参数的含义。 如下图1所示。

图12端口网络

二端口网络模型

2端口网络有4个s参数： S11、S12、S21、S22。 每个参数的物理含义和特殊网络的特性如下：

S11 )端口2一致时端口1的反射系数；

S22 )端口1一致时端口2的反射系数；

S12 )端口1一致时从端口2到端口1的反向传输系数；

S21 )端口2一致时从端口1到端口2的正向传输系数；

根据信号的频域特性，任何信号都可以分解为不同频率的一系列正弦波的重叠。 随着频率的增加，高频点正弦波信号传输到接收端的信号能量逐渐减少，而s参数可以清晰地描述各频率点正弦波通过布线导通后的衰减情况。 采用s参数不仅可以分析导通对信号的影响，还可以根据需要补偿衰减比较大的高频点。 如下图2所示，是ADS仿真模型S11和S21的分析结果。

图2 ADS仿真模型S11和S21的分析结果

我们常用的一条传输线，或者一个通路，实际上等效于一个双端口网络。 对2端口网络进行建模分析，2端口网络的Port1是信号的输入端口，Port2是信号的输出端口，a1、b1、a2、b2是表示入射波和反射波的参数。

取决于信号的流向，S11表示返回损耗，即代表有多少能量被反射回源极端子(Port1)，该值越小越好。 一般建议S11 0.1，即-20dB。 S21表示插入损耗或前向传输系数，即表示有多少能量被传输到了目的地(Port2)，该值越大越好。 理想值是1即0dB，并且S11越大，信号传输损耗越低，传输效率也越高。

如下图3所示，双端口网络建模可以根据网络分析法计算出与图中的a1、b1、a2、b2对应的值。 在入射信号不是正弦波的情况下，可以根据频域的特性，将信号分解为频率和振幅不同的正弦信号并分别进行分析。 总之，s参数在频域的应用是求解无源互联结构的重要利器。