§2.5二端口网络及其网络参量 S矩阵与Z矩阵7矩阵的变换 由0=S00=0,+0i=0,-0,0=元i=z 可得： S=(Z-1)(2+1)=(1-T)(1+)1 7=(1+S)(1-S) T=(1-S)(1+S)1 双端口网络S参数讨论 对于常用的双端口微波网络，S参数方程为： 0n1=S01+S02 02=S201+S02
S Z Y 矩阵与 矩阵 矩阵的变换 §2.5 二端口网络及其网络参量 U SU r i U U U i r i r 由 I U U U ZI I YZ 可得： 1 1 S ( ( Z-1)(Z+1) 1-Y)(1+Y) 1 1 ( ( Z 1+S)(1-S) Y 1-S)(1+S) 双端口网络S参数讨论 对于常用的双端口微波网络，S参数方程为： 1 11 1 12 2 2 21 1 22 2 r i i r i i U S U S U U S U S U
§2.5二端口网络及其网络参量 1、无耗互易性： 由无耗网络的一元性可知： Su+Sa=1 S1S12+S21S22=0 S22+lS22-, S2S1+S2S21=0 若网络互易，则有：S=S2 ISu=S22 可见，对于无耗互易网络，即使不对称，也有 ISu=IS2l
由无耗网络的一元性可知： 1、无耗互易性： 2 2 11 21 11 12 21 22 2 2 22 12 12 11 22 21 + 1 + =0 + 1 + =0 S S S S S S S S S S S S ， ， 可见，对于无耗互易网络，即使不对称，也有 若网络互易，则有： S S 11 22 = S S 11 22 = S S 11 22 = §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5二端口网络及其网络参量 2、S矩阵和A矩阵关系： S矩阵有明确的物理含义，但不便于分析级联双端口网络， 因此分析级联网络特性时，总是先求出总的级联网络A参数， 再转化为$矩阵的方法，所以要熟悉S矩阵和A矩阵的关系。 41+412-021-02 2detA S= 411+412+a21+a22 a11+a12+a21+a22 2 -411+412-421+a22 a11+a12+a21+a2 a11+a12+a21+a22 A a a12 21 d22
2、S矩阵和A矩阵关系： S矩阵有明确的物理含义，但不便于分析级联双端口网络， 因此分析级联网络特性时，总是先求出总的级联网络A参数， 再转化为S矩阵的方法，所以要熟悉S矩阵和A矩阵的关系。 11 12 21 22 11 12 21 22 11 12 21 22 11 12 21 22 11 12 21 22 11 12 21 22 2det 2 a a a a A a a a a a a a a S a a a a a a a a a a a a 11 12 21 22 a a A a a §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5二端口网络及其网络参量 3、输入端反射系数与负载关系 负载端反射系数 02 输入端反射系数 m 0=S+ S2S2TL S22L 4、S参数测量 微波网络理论实际意义在于网络参数可以直接用实验的 方法测量，根据反射系数和$参数关系，可以通过测量反射 系数，计算S参数
3、输入端反射系数与负载关系 负载端反射系数 2 2 i L r U U 输入端反射系数 1 12 21 11 1 22 r L in i L U S S S U S 4、S参数测量 微波网络理论实际意义在于网络参数可以直接用实验的 方法测量，根据反射系数和S参数关系，可以通过测量反射 系数，计算S参数。 §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5二端口网络及其网络参量 阻抗法测网络S参数 对互易两端口网络，三次独立测量，确定网络$参数： T2负面负载 T2参考面 T1参考面 匹配 「，=0 Tw=Su 短路 T,=-1 Tis=Su+ S足 +1+S2 开路 「z=1 To=Su+1-Sa 解方程可得： S,=「iM 2Tw-Ts-「o Tis-Tio 2(Ti-Tis)(TiM-Tio) 12 Tis-Tio
阻抗法测网络S参数 对互易两端口网络，三次独立测量，确定网络S参数： 0 L 12 11 1 1 1 1 22 1 1 2 1 1 1 1 1 1 2 2( )( ) M M S O S O M S M O S O S S S T2参考面 1 11 M S T2负面负载 T1参考面 匹配 短路 开路 1 L 1 L 2 12 1 11 22 1 S S S S 2 12 1 11 22 1 O S S S 解方程可得： §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5 二端口网络及其网络参量 2.5.传输散射参数T S参数不便于分析级联双口网络，可以考虑使用T 参数。对于上图电路，应用叠加原理，可以写出用T,面上 的电压入射波和反射波来表示T,面上的电压入射波和 反射波的网络方程组为 f0n=I0,2+I02 U 网络 U2 Zo2 01=T0,1+TU2 T =[r]
2.5. 传输散射参数T S参数不便于分析级联双口网络，可以考虑使用T 参数。对于上图电路,应用叠加原理,可以写出用T2面上 的电压入射波和反射波来表示T1面上的电压入射波和 反射波的网络方程组为 1 2 11 12 11 12 1 21 22 21 22 2 i r r i U U T T T T T U T T T T U 其中 1 11 2 12 2 1 21 1 22 2 i r i r r i U T U T U U T U T U §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5二端口网络及其网络参量 C T参数与S参数的关系： 1 S.z 3 515 detS 「I detT S 7 T 1石 互易网络： detT=1 detT=1 对称网络： T2=-T1
T参数与S参数的关系： 22 11 12 21 21 21 22 11 21 21 1 det S T T S S T T S S S S 21 11 12 11 11 21 22 12 11 11 detT 1 T S S T T S S T T T 互易网络： 对称网络： det 1 T 12 21 det 1 T T T §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.5 二端口网络及其网络参量 表 基本电路单元的参量矩阵 电路 [a] [] [a] [] 000 2。 1+- 00 (a) 1- 00 00 2升 2异 告 (b) 是 学 0.0。 -jctgo j sin o 1 -jcg0一jsin0 cos o j sin 0- 00 00 1 jsin 0 cos 0 jsin 0 -j ctg 0 jsin0 -j ctg 0 (c) [ 芸 (d) 品
表 基本电路单元的参量矩阵 §2.5 二端口网络及其网络参量
§2.6功率增益和工作参数 六、微波网络的工作特性参量 1、双端口网络的功率增益 S T: Z。-1 Z。+1 g 7n+1 1-S22r Z-1 -1 S22 S2S2Tg 7+1 7om+1 1-S「g
六、微波网络的工作特性参量 §2.6 功率增益和工作参数 1 1 L L L Z Z 1、双端口网络的功率增益 1 1 g g g Z Z 12 21 11 22 1 1 1 in L in in L Z S S S Z S 12 21 22 11 1 1 1 out g out out g Z S S S Z S
§2.6功率增益和工作参数 1、功率增益G：定义为负载吸收的功率P与双口网络 输入功率Pn之比G=P/Pn,一般G和源内阻无关。 2、资用功率增益G4:定义为负载从网络得到的资用功 率Pm与信源输出的资用功率P。之比G4=Pm/P。，一般 G4与源内阻Z有关，和负载Z,无关。 3、转移功率增益G：定义为负载吸收功率P与信源的 资用功率Pa之比Gr=/P。,一般Gr与Z。、Z都有关。 G- p Isaf (-Ir,) B.-Sar(-) s'-P) 1-Sra-) 2ISaPa-lra-rf) P -SaT h-r r
1、功率增益 ：定义为负载吸收的功率 与双口网络 输入功率 之比 ，一般G和源内阻无关。 PL Pin / G P P L in 2、资用功率增益 ：定义为负载从网络得到的资用功 率 与信源输出的资用功率 之比 ，一般 与源内阻 有关，和负载 无关。 GA G P an P a / G P P A an a GA Z g ZL 3、转移功率增益 ：定义为负载吸收功率 与信源的 资用功率 之比 ，一般 与 、 都有关。 GT P a / G P P T L a GT Z g ZL PL 2 2 21 2 2 22 (1 ) 1 (1 ) L L in L in P S G P S 2 2 21 2 2 11 (1 ) 1 (1 ) g an A a g out P S G P S 2 2 2 21 2 2 22 (1 )(1 ) 1 1 g L L T a g g in P S G P S §2.6 功率增益和工作参数
