第6章-阻抗与网络分析(v6.0)

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第六章灵敏度分析

第六章灵敏度分析
∧ ∧ ∧ H 12 U b1 = H U b1 b ∧ ∧ ∧ I b2 H 22 I b 2


∧ H 11 ∧ H 21
^
T H 12 = H11 ∧ T − H 21 H 22

T − H12 T H 22
(3)网络N和 N 中的对应独立源支路具有相同的性质,即同为电流 )网络N 源 或同为电压源,但可有不同的值。
用伴随网络法计算灵敏度
• 设网络N的微扰网络为Np,伴随网络为 N ,I、(I+∆)、I 和U、 设网络N的微扰网络为Np, ,I、(I+∆I)、 ∧ (U+∆U)、 分别为以上三个网络的电流向量和电压向量。由于N U+∆ U 分别为以上三个网络的电流向量和电压向量。由于N ∧ 、Np和 N 三者有相同的拓扑结构,其中任意二网络的电流、电 Np和 压均满足特勒根定理所给出的关系,故有
• 在复频域和频域分析中,输出量与输入量之比称 为网络函数。有时网络的支路特性不是用数值, 而是用某些变量表示,这样得到的网络函数就是 符号网络函数。
网络函数分为以下三类: 网络函数分为以下三类:
• 第一类,全符号网络函数:全部元件参数(R、L 第一类,全符号网络函数:全部元件参数(R 、C等)均用符号表示。复频域用s表示。 等)均用符号表示。复频域用s • 第二类,部分符号网络函数:部分元件参数用符 号表示,另一部分元件参数用数值表示。复频域 变量用s 变量用s表示。 • 第三类,具有数值系数的s的有理函数:全部元件 第三类,具有数值系数的s 参数均用数值表示。复频域变量用s 参数均用数值表示。复频域变量用s表示。
第六章 灵敏度分析
本章主要内容: • 网络的灵敏度 • 灵敏度恒等式 • 增量网络法 • 伴随网络法 • 符号网络函数法

网络分析仪原理及测量阻抗

网络分析仪原理及测量阻抗

网络分析仪组成框图图1所示为网络分析仪内部组成框图。

为完成被测件传输/反射特性测试,网络分析仪包含;1.激励信号源;提供被测件激励输入信号2.信号分离装置,含功分器和定向耦合器件,分别提取被测试件输入和反射信号。

3.接收机;对被测件的反射,传输,输入信号进行测试。

4.处理显示单元; 对测试结果进行处理和显示。

图1 网络分析仪组成框图传输特性是被测件输出与输入激励的相对比值,网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和输出信号信息。

网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号,一路直接进入R接收机,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R 接收机测试得到被测输入信号信息。

被测件输出信号进入网络分析仪B接收机,所以,B接收机测试得到被测件输出信号信息。

B/R为被测试件正向传输特性。

当完成反向测试测试时,需要网络分析仪内部开关控制信号流程。

图2 网络分析仪传输测试信号流程反射特性是被测件反射与输入激励的相对比值,网络分析仪要完成该项测试,需分别得到被测件输入激励信号和测试端口反射信号。

网络分析仪内部信号源负责产生满足测试频率和功率要求的激励信号,信号源输出通过功分器均分为两路信号,一路直接进入R接收机,另一路通过开关输入到被测件相应测试口,所以,R 接收机测试得到被测输入信号信息。

激励信号输入到被测件后会发射反射,被测件端口反射信号与输入激励信号在相同物理路径上传播,定向耦合器负责把同个物理路径上相反方向传播的信号进行分离,提取反射信号信息,进入A接收机。

A/R 为被测试件端口反射特性。

当需要测试另外端口反射特性时,需网络分析仪内部开关将激励信号转换到相应测试端口。

图3 网络分析仪反射测试信号流程信号源信号源提供被测件激励信号,由于网络分析仪要测试被测件传输/反射特性与工作频率和功率的关系。

所以,网络分析仪内信号源需具备频率扫描和功率扫描功能。

电路中的电阻网络与电流分析

电路中的电阻网络与电流分析

电路中的电阻网络与电流分析电阻网络是电路中最基本的元件之一,由许多不同的电阻器组合起来形成。

在电阻网络中,电阻器的连接方式非常重要,因为它们能够决定电路的性能和行为。

电流分析能够帮助我们更好地理解电路中电阻网络的运作原理。

电阻网络电阻网络由多个电阻器组成,这些电阻器可以配置成不同的电路连接方式,如串联和并联。

串联连接是将电阻器依次连接在一起,而并联连接是将电阻器的端口分开连接,以增加电阻器的总电阻。

当电阻器串联时,电流从一个电阻器流到另一个电阻器,过程中电阻值加起来,从而降低电路中的电流。

当电阻器并联时,电流能够通过每个电阻器,因而总电阻会降低。

这些组合关系能够帮助我们确定电阻网络的总电阻,并且对电路中的电流有很大的影响。

电流分析电流是在电路中流动的电荷数量,它是电路运行的基础。

电流的方向是沿电路从正极到负极。

在电路中,电流按照欧姆定律流动,欧姆定律说明了电阻器如何限制电流。

欧姆定律可以表示为I = V / R ,其中I是电流,V是电压,R是电阻值。

这个公式说明了当电阻增大电流就会降低。

因此,电阻器使电路中的电流限制在安全范围内。

电流分析能够帮助我们确定电路中各个元件和节点上的电流,以及如何通过电阻器改变它们。

为电路中的每个节点设置电流方程是电流分析的一种方法。

例如,在一个由电阻器、电池和灯泡组成的简单电路中,我们会考虑三个节点的电流,其中一个是电池的正极,一个是电池的负极,另一个则是连接灯泡的电线。

这些方程可以写成矩阵形式,并使用线性代数的知识求解。

总结电阻网络和电流分析是电路理论中的基础知识。

理解电阻器如何组成电阻网络,以及如何通过电流分析计算出电路中的电流和电压,能够让我们更好地理解电路的本质。

掌握这些知识可以帮助我们设计更好的电路,并修复已经损坏的电路。

因此,电阻网络和电流分析是电子工程师学习的必修课程,也是构建各种电子设备的基础。

第6章(2)导纳阻抗的一般性质

第6章(2)导纳阻抗的一般性质

6Ω 30Ω
j15Ω
j12Ω
(c)等效电路一:串联等效
(d)等效电路二:并联等效
如果知道激励信号频率,则可计算出电感的自感系数L。
第六章 正弦电路的稳态分析
4. 阻抗和导纳的等效互换 用复阻抗Z和复导纳Y表示的两种最简等效电路 可以相互等效变换。变换公式可根据电路等效的概 念求得。 在正弦稳态电路中,两个电路模型欲实现等效,则 需端口处有相同的VCR,即 U = ZI 和 I = YU 完全相同, 显然要求Z与Y互为倒数,
G= R 14.04 14.04 = = S 2 2 2 2 R +X 14.04 + 4.56 217.9
如愿用电阻R’来表示这一元件,则
1 217.9 = 15.52Ω R' = = G 14.04
另一元件导纳为
B=− X 4.56 =− S 2 2 R +X 217.9
B<0,电纳为电感性。如愿用电抗X’来表示,则
(6.3-11)
|Y|=I/U称为导纳模,导纳模等于电流 I 与电压U 的有效值之比;φY称为导纳角(admittance angle), 是电流与电压之间的位相差。
第六章 正弦电路的稳态分析
③ 导纳也可以表示为代数形式 Y = G + jB
(6.3-12)
Y的实部G称为电导(conductance),虚部B称为电纳 (susceptance)。 ④ |Y|、G、B之间的关系为:
第六章 正弦电路的稳态分析
例6.3-2 RL串联电路如6.3-6(a)所示。若要求在
ω=106rad/s时,把它等效成R′L′并联电路(b),试 求R′和L′的大小。
50Ω
R'
0.06mH

电力系统分析第六章(1)

电力系统分析第六章(1)
Ui (1) Ui(0) ZiF(1) I F(1) (1)
(0) I F(1) U F (Z FF(1) Z ) K I I F(2) 2 F(1) I F(0) K 0 I F(1)
Z =Z FF(2) Z FF(0) 3zf
ZFF(q) =ZfF(q) ZkF(q) =Zff(q) Zkk(q) 2Zkf(q) , q 1, 2,0
6.2简单不对称故障计算
6.2.1序网络端口电压方程
I F (1)
U F (1) k1
I F (2)
I F (0)
U F (2) k2
f1
计算前,先做潮流分析, 然后形成系统故障计算的节点导纳矩阵(注意与潮流分析节点导纳矩阵的不同)并计 算节点阻抗矩阵的有关参数。 在起始次暂态电流的计算中,同步电机用其次暂态参数表示的阻抗与电流源相量并 联的等值电路处理,其中电流源相量由系统的运行状态按下式计算,式中E”表示同 步电机的复合次暂态电势相量。
U i (1) Zij (1) I j (1) Zif(1) I F(1) Zik(1) I F(1) U i(0) ZiF(1) I F(1) (1)
jG
ZiF(1) Zif(1) Zik(1)
Uf(1) Uf(0) ZfF(1) I F(1)
f2
I F (1)
I F (2)
I F (0)
f 0 U F (0) k0
U F(q) U f (q) U k (q)
q 1, 2,0
U i (2) ZiF(2) I F(2) U i (0) ZiF(0) I F(0)

华科电工技术第6章 正弦稳态电路分析 (2)

华科电工技术第6章  正弦稳态电路分析 (2)
而且与cos 有关,这是交流和直流的很大区别, 主要由于电
压、电流存在相位差。
cos 1,纯电阻
0,纯电抗
一般地,有 0cos1
X>0, >0,感性, 滞后功率因数 X<0, <0,容性, 超前功率因数
例: cos =0.5 (滞后), 则 =60o (电流滞后电压60o)。
u
C 对电容,i 超前 u 90°,QC<0,故电容发出无功
-
功率。
第6章 正弦稳态电路分析
七、正弦稳态电路中的功率
电感、电容的无功补偿作用
iR
L
+
+ uL - +
u -
C
uC -
O
pL pC
i uC
uL t
当L发出功率时,C刚好吸收功率,则与外电路交换功率 为pL+pC。因此,L、C的无功具有互相补偿的作用。

30 12

30(Ω)
|Z| U / I 50(Ω) |Z| R2 (L)2
L 1

| Z |2 R2
1 314
502 302 0.127(H)
第6章 正弦稳态电路分析
七、正弦稳态电路中的功率 3.无功功率 (reactive power) Q
p(t) UI[cos φ cos(2t φ)] UI cos φ(1 cos 2t) UI sin sin 2t
第6章 正弦稳态电路分析
例:如图电路中,已知 is 5 2 sin 2(t A ),求电源提供的P、
Q,并计算电源的视在功率S和功率因素cos 。
2
解法一: 采用定义计算;
·IS

阻抗分析原理

阻抗分析原理

阻抗分析原理阻抗分析是一种用来研究电路中电流、电压和功率之间相互关系的重要方法。

在电子工程领域中,阻抗分析被广泛应用于电路设计、故障诊断和系统优化等方面。

本文将介绍阻抗分析的基本原理,以及其在电路分析中的应用。

首先,我们需要了解什么是阻抗。

阻抗是电路对交流电的阻力,它是一个复数,包括阻抗的大小和相位两个方面。

在电路中,阻抗可以用来描述电阻、电感和电容对交流电的阻碍程度。

通过对电路中各个元件的阻抗进行分析,我们可以得到电路的整体阻抗,从而推断电流、电压和功率之间的关系。

在阻抗分析中,我们通常使用复数形式来表示阻抗。

复数形式的阻抗可以方便地进行计算和分析。

在复平面上,电阻、电感和电容分别对应着不同的阻抗形式,它们分别沿实轴、虚轴和单位圆周上。

通过将电路中的各个元件转化为复数形式的阻抗,我们可以利用复数的运算规则来简化电路分析的过程。

除了复数形式的阻抗,我们还可以使用阻抗参数来描述电路的特性。

阻抗参数包括输入阻抗、输出阻抗和传输阻抗等。

通过对这些阻抗参数进行分析,我们可以了解电路的输入输出特性,以及信号在电路中的传输情况。

这对于电路设计和系统优化具有重要意义。

在实际应用中,阻抗分析可以帮助我们解决电路中的各种问题。

例如,在无源网络中,我们可以通过阻抗分析来求解电路的输入输出特性,从而设计合适的匹配网络。

在有源网络中,我们可以利用阻抗分析来分析放大器的输入输出阻抗,以及信号在放大器中的传输情况。

此外,阻抗分析还可以帮助我们诊断电路中的故障,找出电路中可能存在的问题并进行修复。

总之,阻抗分析是电子工程中一项重要的技术。

通过对电路中各个元件的阻抗进行分析,我们可以了解电路的整体特性,从而解决电路设计、故障诊断和系统优化等方面的问题。

希望本文对阻抗分析原理有所帮助,谢谢阅读。

电网络分析与综合

电网络分析与综合

《电网络分析与综合》首先电网络理论是研究电网络(即电路)的基本规律及其分析计算方法的科学,是电工和电子科学与技术的重要理论基础。

“网络分析”与“网络综合”是电网络理论包含的两大主要部分。

本书共十章,第一至六章主要内容为网络分析,第七至十章主要内容为网络综合。

网络分析部分在大学本科电路原理课程的基础上,进一步深入研究电路的基本规律和分析计算方法。

其中,第一章(网络元件和网络的基本性质)包含电网络理论的基本概念与基本定义,是全书的理论基础。

第二、三、四、五章(网络图论和网络方程、网络函数、网络分析的状态变量法、线性网络的信号流图分析法)介绍现代电网络理论中的几类分析电网络的方法。

第六章(灵敏度分析)研究评价电路质量的一个重要性能指标——灵敏度的分析计算方法,为电网络的综合与设计提供必要的工具。

在网络综合部分,除介绍网络综合的基础知识、无源滤波器和有源滤波器综合的基本步骤外,侧重研究得到广泛应用的无源滤波器和有源滤波器的综合方法。

其中,第七、八章(无源网络综合基础、滤波器逼近方法)的内容是进行电网络综合所必须具备的基础知识。

第九章(电抗梯形滤波器综合)对无源LC梯形滤波器的综合方法做了详细介绍。

因为这种滤波器不仅具有优良性能、得到广泛应用,而且在有源RC滤波器以及SC滤波器、SI滤波器等现代滤波器设计中,常以其作为原型滤波器。

第十章(有源滤波器综合基础)在综述有源滤波器基本知识的基础上,介绍几类常用的高阶有源滤波器综合方法。

其中,比较深入地研究了用对无源LC梯形的运算模拟法综合有源滤波器的方法。

第一章主要论述网络的基本元件以及网络和网络与安杰的基本性质。

实际的电路有电气装置、器件连接而成。

在电网络理论中所研究的电路则是实际电路的数学模型,他的基本构造单元时电路元件。

每一个电路元件集中地表征电气装置电磁过程某一方面的性能,用反映这一性能的各变量间关系的方程表示。

电网络的基本变量是电流i、电压u、电荷q、磁通Φ,它们分别对应于电磁场的表征量磁场强度H、电场强度E、电位移D和磁感应强度B。

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第6章-阻抗与网络分析(v6.0)第六章网络参数测试与分析本章所说的网络是指由若干元器件、电路连接形成的电路网络,不是目前常说的局域网、广域网所指的网络概念。

网络所包含的对象多种多样,千差万别,小到一个在显微镜下才能观察到的管芯或梁式引线二极管,大到一部雷达或人造卫星的电子系统。

对网络的各种参数进行正确的测试与分析,是电子设备成功研制、生产乃至验收、维护维修的基础。

测量和分析的网络参数主要分为阻抗特性、网络特性和噪声系数特性三类。

阻抗特性测量按频段可分为三种,低频阻抗测量、射频阻抗测量和微波阻抗测量。

低频阻抗测量仪器主要是指LCR表,用于测量30MHz以下元器件的电阻、电感和电容。

由于测量频率较低,采用四端对方法即可获得高的测量精确度。

但随着测量频率的提高(>30MHz),由于杂散和寄生电容电感的存在,精确度会迅速下降。

射频阻抗分析仪可在更宽的频率范围(<3GHz)内测量元器件或电路网络的阻抗特性,主要采用射频I/V法,可在极宽的阻抗范围内获得很高的测量精确度。

微波阻抗测量方法目前主要是通过网络分析仪对微波网络的S参数进行测量,再转换为阻抗或导纳等其他参数,可实现从数百kHz到数百GHz频率范围内的测量阻抗。

由于微波网络分析仪以某一特定阻抗(这一特定阻抗被称为系统阻抗)为基础测量S参数的,一般是50Ω,当被测网络的阻抗偏离系统阻抗时,测量精度会降低。

网络分析仪是将被测对象等效成单端口或多端口网络,并以单端口和二端口网络S参数为基础建立被测对象的数学模型。

网络分析仪分为标量网络分析仪和矢量网络分析仪两大类。

标量网络分析仪采用基于二极管检波的宽带接收方式,仅能对网络参数的幅频特性进行测试;矢量网络分析仪采用基于同步检波的窄带幅相接收方式,可对网络参数的幅频特性、相频特性和群时延特性进行测试与分析。

由于矢量网络分析仪具有标量网络分析仪无法比拟的优势,且随着电子技术的发展,矢量网络分析仪的性能指标越来越高,功能越来越强,而价格却越来越低,呈现逐步取代标量网络分析仪的趋势。

目前商品化的矢量网络分析仪已覆盖30kHz~300GHz的频率范围,实验室水平已达到1000GHz。

噪声系数是指当输入端温度处于T0=290K时,网络输入端信号-噪声功率比与输出端信号-噪声功率比的比值。

噪声系统主要描述线性网络的噪声特性,体现了网络对输入信号信噪比的恶化程度。

噪声系数指标对接收机系统特别重要,它直接影响了接收机的灵敏度。

噪声系数分析仪是测量网络噪声系数的仪器。

目前的噪声系数分析仪大都采用Y因子法进行噪声系数的测量,其测量频率范围从10MHz到110GHz。

6.1 元器件特性的网络表征方法电磁场的处理方法是通过求解在给定边界条件下的麦克斯韦方程组来获得的,尽管计算机技术已广泛应用于求解电磁场问题,但不是所有问题都能得到麦克斯韦方程组的真实解。

随着微波CAD技术的不断发展,电路理论中的许多概念和方法在微波技术领域也同样有着十分重要的地位,有一些电磁现象可以当作场的问题来处理,而有些电磁现象当作路的问题来处理则更方便。

微波系统中包含有微波传输线、连接器或波导法兰和其他微波部件,也就是说存在着各种不连续性,如把这些不连续性等效成微波网络,那么就可以把场的问题用路的方法来处理和解决。

实际上,分布参数的电磁场问题等效成电路问题,其电路形式往往比较简单。

即使一个复杂的电路形式也可以分解为多个基本网络的串联、并联或串并联,而这些基本网络是网络分析的基础。

一个网络可以通过其参考面上某种输入量和输出量之间的关系得到一组表征该网络特性的参数。

所研究的输入和输出量称为端口变量,表征网络特性的一组量称为网络参数。

二端口网络是最基本的网络形式,虽然一个网络可能会有多个端口,但通过特定的处理方式多端口网络可以转化为二端口网络。

二端口网络模型有四个变量,其中两个是输入变量,又称为自变量,为网络的激励信号,而另外两个变量为输出变量,表示网络对激励信号的响应,又称因变量。

6.1.1 单端口网络阻抗参数的表征方法单端口网络有两个引脚,因此又称双端器件,如电阻、电容、电感和石英晶体等。

在低频段这些器件的阻抗特性比较稳定,随着工作频率的提高,器件的分布参数影响加大,各元器件的阻抗参数不能用简单的元件参数表示,例如,一只电容的实际等效电路如图6.1所示。

图6.1 电容器的等效电路图6.1中,C为电容器的实际电容量,R p为电容器的并联损耗电阻,主要由介质及封装材料的损耗和漏电决定;R s为电容器的串联损耗电阻,主要由引线电阻、板极电阻和焊接点接触电阻决定;L s为电容器的串联分布电感或固有电感,主要由电容引线和板极决定。

依据各寄生参量作用的大小,这个电路可以简化为串联和并联电路形式。

如果L s和R s相对于R p较小,可忽略不计,该电路等效为并联模型;反之则为串联模型。

在进行元器件阻抗测量时,串联和并联模型可以相互转换,转换的纽带是耗散因子D。

表6.1是电容、电感的串并联电路模型。

在具体应用时,阻抗值高于300Ω的器件宜采用串联模型,低于5Ω宜采用并联模型。

实际电路中,一个电容器常是由电容、寄生电感和电阻决定的。

显然,串/并联模型难以同时表示这三个参量,因此常采用表6.2所述的五种等效电路模型。

根据器件的类别,可以选择五种模型中的一种。

目前世界上先进的阻抗分析仪就使用这种方法进行测量。

6.1.2低频网络参数的表征方法对于低频电路采用集总参数的分析方法,研究电压V 和电流I 与阻抗参数Z 、导纳参数Y 和级连参数ABCD 之间的关系。

图6.2是用于低频电路的二端口网络,有四个变量,即端口1的电压V 1和电流I 1,端口2的电压V 1和电流I 1。

任意两个变量作自变量而另两个变量作因变量,有多种组合,其中三种组合是我们常用的三种网络参数,即Z 参数、Y 参数和ABCD 参数。

图6.2 一般二端口网络当选择电流I 1和I 2作自变量、电压V 1和V 2作因变量时,得到一组网络参数称阻抗参数(Z 参数),公式(6.1)是Z 参数的方程。

1111122V Z I Z I =+2211222V Z I Z I =+网络的四个阻抗参数通过将其中一个端口的电流作激励源,而另一个端口电流为零(即(6.1)开路状态)求得。

如正向转移阻抗Z21,是端口2处于开路状态、端口1加激励电流源I1时,端口2的开路电压V2与电流源I1的比值。

同理可以求出其他三个阻抗参数。

22121V Z =I =0I (6.2)当选择电压V1和V2为自变量,电流I1和I2作因变量时,得到一组网络参数称导纳参数(Y 参数),公式(6.3)是Y 参数的方程。

二端口网络的Y 参数通过将其中一个端口短路,而另一个端口施加电压源来求得。

1111122I Y V Y V =+ 1211222I Y V Y V =+Z 参数和Y 参数不能直接应用于多个网络级联的情况,对于级联网络常用ABCD 参数。

公式(6.4)是ABCD 参数的方程,该网路参数A 和D 是无量纲的,B 代表阻抗,C 代表导纳,四个参数仍可以通过短路和开路的方法来求得。

122()V AV B I =+-122()I CV D I =+-6.1.3微波网络的表征方法通过对网络输入端和输出端进行短路和开路设置测量网络参数的方法,在低频电路中是行之有效的。

但当工作频率很高时,由于引线电感和分布电容的影响,要得到理想的短路和开路几乎是不可能的,同时直接测量网络输入和输出端电压和电流也是很困难的。

1965年K.Kurokawa 定义了广义散射参数(S 参数),利用散射参数分析微波电路显得特别方便,在微波领域得到了广泛应用,尤其适用于描述晶体管和其他有源器件的特性。

主要有以下几个优点。

(1)在微波电路中一般有明确的特性阻抗,S 参数特别适用于分析特性阻抗为50Ω的微波网络或系统。

(2) S 参数在微波电路中有明确的物理意义且便于使用。

转移参数代表复数的插入损耗或插入增益,反射参数代表网络与源或负载之间的失配情况。

(3)S 参数便于实际测量。

当信号源的内阻和负载的阻抗均为50Ω特性阻抗时,通过反射和传输测量即可获得网络的S 参数。

实际的信号源内阻和负载阻抗不可能为理想的50Ω,而现代矢量网络分析仪通过误差修正可以将源失配和负载失配的影响降低到可以忽略的程度。

(4) S 参数便于电路设计和计算分析,现在三极管和场效应管等有源器件的生产厂家均给出典型器件的S 参数,以便用户更好地进行电路设计和计算。

并且采用S 参数表征网络特性最适于用信号流图来解决复杂的微波网络问题。

(5)沿着无耗传输线移动网络参考面时,其幅度不变而只是相位发生变化。

在实际测量过程中,经常把一些低损耗传输线近似为无损耗传输线,使网络分析和测量很方便,尤其是只关心幅频特性的时候。

对于微波网络采用分布参数的分析方法则是研究入射波a 和出射波b 与散射参数S 之间的关系。

图6.3微波二端口网络模型定义了入射波a 和出射波b 与S 参数之间的关系,网络的(6.3)(6.4)S 参数以入射波a 为自变量,出射波b 为因变量,对于任意的二端口网络有四个独立的参数,四个参数表征了网络的特性。

图6.3 微波二端口网络对于线性二端口微波网络满足叠加原理,网络的特性阻抗可用式(6.5)来表征。

入射波a 和出射波b 以及S 参数的定义式及物理意义见表6.3。

对于互易的二端口网络有三个独立的参数,对于对称互易网络只有两个独立的参数。

虽然用网络分析仪测量二端口网络微波网络无需事先知道网络的性质,但实际测量过程中往往了解网络性质有助于减少测试次数,并可利用网络的性质来检验测试结果及其正确性。

虽然S 参数的表达式(6.5)中没有出现特性阻抗Z ,但实际上所有的变量和参数都是相对于一个简单的正实数阻抗,该阻抗称为特性阻抗。

1111122b S a S a =+ 1211222b S a S a =+6.1.4网络参数之间的关系对于单端口网络只有一个参数,Z 参数或Y 参数分别代表网络的输入阻抗或输入导纳,如用S 参数来表示,则代表反射系数。

二者之间的关系为式(6.6)。

其中,Z 和Y 分别代表网络的特性阻抗和特性导纳。

在微波电路中表示网络反射特性的技术指标除反射系数外,还有驻波比和回波损耗。

其中反射系数是复数,包含有幅度和相位信息,而驻波比和回波损耗均为实数,只包含有幅度信息,三者之间的关系用式(6.7)和式(6.8)表示。

反射系数 1111111111G =S =(Z -Z)/(Z +Z)=(Y-Y )/(Y+Y ) (6.6)(6.5)驻波比 S W R =(1+G )/(1- (6.7)回波损耗 R =20lgG (6.8)对于二端口微波网络,信号源的内阻、负载阻抗和网络之间的匹配状态对反射指标和传输指标有较大的影响,在此只讨论输入和输出端均处于匹配状态的情况。

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