Рассеивание параметров или S-параметров

S-параметры или рассеивающиеся параметры представляют линейные характеристики компонентов печатной платы (PCB) радиочастоты (RF). Матрица параметра описывает изменения в отраженных и переданных волнах относительно инцидентной волны в компоненте PCB N-порта. Используя S-параметры можно вычислить усиление, потерю, задержку фазы, напряжение постоянное отношение волны (VSWR) и другие характеристики любого PCB или линейная сеть компонента. S-параметры могут также быть названы поведенческим представлением сети.

Фундаментальные понятия

S-параметры заданы в терминах передачи и отражательных коэффициентов. Рассмотрите линию электропередачи 2D порта. Для устройства 2D порта существует четыре S-параметра:

Отразил/Ввел = _S11 и _S22
Передал/Ввел = _S12 и _S21

_S21 является мерой переданного сигнала от порта 2 относительно входного порта ввода 1. _S11является мерой отраженного сигнала от порта 1 относительно входного порта ввода 1.

Для многопортовой сети передача и отражательные коэффициенты заданы как _Snn, _Smm, _Snm и _Smn, где:

m является количеством входных портов.
n является количеством выходных портов.

Понимание сюжетов S-параметра

S-параметры микрополосковых линий электропередачи

Рассмотрите микрополосковую линию электропередачи от Линий электропередачи. Значения параметров для этой микрополосковой линии электропередачи для частотного диапазона 1-5 ГГц. Вычислите и постройте S-параметры в этом частотном диапазоне. Рабочая частота для микрополосковой линии электропередачи составляет приблизительно 2,5 ГГц.

mline = microstripLine;
spar = sparameters(mline,linspace(1e9,539,50));
rfplot(spar)

Давайте посмотрим _{на S11} и _S21 графика.

График _S11 показывает потерю возврата как почти незначительный в -50 дБ на уровне приблизительно 2,3 ГГц. Когда частота увеличивается, больше сигнала отражается назад к входному порту.
График _S21 описывает сквозную передачу сигнала. График является плоским повсюду на уровне 0 дБ, показывающих очень мало потери на всех частотах.

S-параметры шлейфового ответвителя

Шлейфовый ответвитель является разветвителем с четырьмя портами, который имеет через порт, связанный порт и изолированный порт. Порт 1 является входным портом, порт 2 через порт, порт 3 является изолированным портом, и порт 4 является двойным портом. Когда разветвители одинаково разделены, степень равномерно разделена между через порт и двойной порт.

Рассмотрите шлейфовый ответвитель от Разделителей и Разветвителей. Значения параметров этого разветвителя для частоты проекта 3 ГГц. Вычислите и постройте S-параметры этого разветвителя, чтобы изучить его поведение.

coupler = couplerBranchline;
spar = sparameters(coupler,linspace(1e9,539,50));

```
rfplot(spar,1,1)
hold on
rfplot(spar,2,2)
hold on
rfplot(spar,3,3)
hold on
rfplot(spar,4,4)
```
Все отражательные коэффициенты _S11, _S22, _S33 и _S44 близко к -30 дБ, показывающий, что шлейфовый ответвитель по умолчанию имеет хорошее соответствие во всех портах.
```
rfplot(spar,2,1)
hold on
rfplot(spar,3,1)
hold on
rfplot(spar,4,1)
```
Коэффициенты передачи _S21 и _S41 показывают, что степень одинаково разделена между Портом 2 и Портом 4. _S31 является -30 дБ как Порт 3 изолируется.

S-параметры неравного разделителя Уилкинсона

Неравный разделитель Уилкинсона выполняет произвольное деление степени между тремя портами на основе отношения степени в проекте компонента.

Рассмотрите неравный разделитель Уилкинсона от Разделителей и Разветвителей. Спроектируйте его для частоты 2,5 ГГц и с отношением степени 4.

splitter = wilkinsonSplitterUnequal;
splitter = design(splitter,2.5e9,'PowerRatio',2);
spar = sparameters(coupler,linspace(1e9,4e9,31));
rfplot(spar,1,1)
hold on
rfplot(spar,2,1)
hold on
rfplot(spar,3,1)

Отражательный коэффициент _S11 показывает значение-30 дБ на уровне 2,5 ГГц, показывая очень мало отражения на частоте проекта.
Значение _S31 близко к -0.97 дБ и значением _S21 является -6.99 дБ, указывающий на неравное деление степени в выходных портах на основе отношения степени 4.

S-параметры спирального индуктора

Спиральный индуктор используется в качестве микроволново-резонирующего элемента в схемах PCB и как дроссель в источниках питания.

Рассмотрите квадратный спиральный индуктор от Индукторов и Конденсаторов. Вычислите и постройте S-параметры, чтобы показать сохранение степени на частоте по умолчанию 600 МГц.

inductor = spiralInductor;
spar = sparameters(inductor,linspace(200e6,800e6,31));
rfplot(spar);

_S11 и значения _S22 увеличиваются до 0 дБ после 600 МГц..
_S12 и уменьшение значений _S21, указывающее, что энергия хранится в индукторе и не излученная.
Поведение _S11 и значений _S21 удовлетворяет закону сохранения энергии.

Смотрите также

sparameters

Документация