基于時域反射和傳輸的S參數測量(07-100)
—— The S-Parameters measurement based on TDR/TDT
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引言
本文引用地址：http://www.j9360.com/article/92049.htm在頻域、時域、阻抗域三種電學基本特性測試測量儀器中，以阻抗域測試測量儀器所用電路結構最復雜、測試操作最費時間、成套價格最高。目前能夠供應GHz級阻抗域測試測量儀器的公司亦為數不多，特別是矢量網絡分析儀(VNA)只有安捷倫、安立、羅德施瓦茨等幾家公司生產。VNA的最高帶寬達到65GHz，前端使用變頻器可將帶寬擴大至120GHz，成套售價在二十萬美元以上。
我們知道，任何電子元器件都可用二端或四端網絡來表征，所用參數有Z(阻抗)、Y(電導)、H(混合)和S(散射)，由于Z、Y、H參數的測量都涉及開路、短路條件，這些條件在GHz頻段不易實現，因此VNA測量的是阻抗匹配條件下的S參數。在十年前一些測試測量專家試圖從時域—頻域特性測量入手，通過快速傅立葉函數變換將幅度—時間特性變成分立的幅度—頻率特性，在此基礎上推導出S參數。整個測試過程和測量條件與直接測量S參數相同，只是激勵源從掃頻發生器改為階躍脈沖發生器，從時域反射(TDR)和時域傳輸(TRT)參數導出S參數。
最簡單的一個物理同軸線連接點的二端口S散射矩陣見表達式(1)，它是由輸入端口和輸出端口的入射波和反射波來定義的四個Sij參數。每個端口的電壓V和電流I分別由入射波V+、I+和反射波V-、I-組成，即V=V++V-和I=I++I-。從表達式(1)和圖1a可知，S11是輸入端口電壓反射系數，S12是反向電壓增益，S21是正向電壓增益，S22是輸出端口電壓反射系數。全部S參數都是在同軸線的輸入和輸出阻抗匹配的條件下獲得的。
1a 二端口網絡
1b 四端口網絡
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