微波散射参量

计算方式

（1）对于微波两端网络

若a1和a2表示入射功率波，b1和b2表示反射功率波，a2= 0即是“负载ZL=输出端的反射阻抗Z0”的情况（输出波完全被负载吸收），a1 = 0即是“输入(信号源)阻抗ZS = 输出端的反射阻抗Z0”的情况（一般取 ZS = Z0 = 50Ω），则该两端网络可用用入射波 (a1，a2) 和散射波 (b1，b2) 的线性关系来表示：b1= s11 a1 + s12 a2, b2= s21 a1 + s22 a2,式中的sij即称为散射参量，它们的意义分别是：

s11 = b1 / a1 ] (a2 = 0时) 为输入端功率反射系数 (在输出端负载匹配时)；

s22 = b2 / a2 ] (a1 = 0时) 为输出端功率反射系数 (在输入端负载匹配时)；

s21 = b2 / a1 ] (a2 = 0时) 为正向转移功率增益 (在输出端负载匹配时)；

s12 = b1 / a2 ] (a1 = 0时), 反向转移功率增益 (在输入端负载匹配时)。

在微波领域，s-参量用得比较多，因为它比其他种类的参量容易测量。例如，在ZS = Z0 = 50Ω时，s11和s22就等于电压反射系数，可直接测量；而s21和s12的模就等于反向和正向转移电压增益的平方根，可用矢量电压表进行测量。

s-参量与y、h、z等其它参量之间可相互转换，例如：

h11 = [ (1+ s11) (1+ s22) - s12 s21 ] Z0 / [ (1- s11) (1+ s22) + s12 s21 ] ，

h12 = 2 s12 / [ (1- s11) (1+ s22) + s12 s21 ] ，

h21 = - 2 s21 / [ (1+ s11) (1+ s22) + s12 s21 ] ，

h22 = [ (1- s22) (1- s11) - s12 s21 ] Y0 / [ (1- s11) (1+ s22) + s12 s21 ] 。

（2）对于微波半导体晶体管

在小信号作用下, 可看成是一个有源的线性两端网络，其各种性能都可用s-参量来表示，例如：

晶体管的功率增益 GP = (输出到负载的功率) / (发生器输入给网络的功率)

=│s21│(1– ΓL2)/{(1– | s21│2) + ΓL2 (│s21│2 – D2 ) – 2 Re(ΓL N)},

ΓL = (ZL – Z0) / (ZL + Z0) , D = s11 s22 – s12 s21 , N = s22 – D s11*。

晶体管的稳定系数 K = ( 1 +│D│2 –│s11│2 –│s22│2 ) / ( 2│s12 s21│) 。当K≥1时，晶体管是无条件稳定的（即是说在不存在外反馈时，不管是无源负载、还是有源阻抗，都不会产生振荡），当K<1时, 晶体管是有条件稳定的（一定的输入和输出阻抗下有可能产生振荡，则为了不产生振荡, 对输入和输出阻抗需加以限制）。

晶体管的最大资用功率增益 GAmax = │(s21 / s12 ) [ K2 + ( K – 1 )1/2 ] │。

晶体管的单向功率增益 U = │s11 s22 s12 s21│/ [ (1 – │s11│2 ) (1 –│s22│2 ) ] .