S参数的理解和疑问

本人刚开始接触微波，和很多初学者一样都会在S参数这个地方纠结很久，最近也是看了很多东西，对S参数有个自己的理解，不知道对不对啊。欢迎大家讨论指导！
拿二端口网络为例：
      S11是在端口2匹配的情况下1端口的反射系数，因为要求是端口2匹配，是唯一值，所以它是网络的本来特性，和波参数无关的。（之前一直有个疑问，想到2端口，我就会想到传输线，把端口2想象成负载端，端口2匹配的话不就是负载匹配吗？反射系数那应该一直是0啊？！现在这个地方还是想不明白）。但是我们在用HFSS仿真的时候，不可能保证端口2是匹配的，那么就测不出来S11，或者说S11跟你端口2变化无关，显然不是这样。我觉得实际上你测出来的是回波损耗=S11‘，软件里面为简单就没有区分S11和S11’，匹配的时候才有S11‘=S11的。
       对于S21我也是同样去理解的，软件测出来的S21‘是传输系数（插入损耗），匹配时S21’=S21，但都显示成S21。
这就是我目前对S参数的理解，我想尽快把这个理解透了，有个正确的认识，后面学起来才有连续性。

 

我这么理解的
HFSS 的waveport里通常设置为“Do not renormalize”,



这时候端口阻抗 Z0 就是你的入射阻抗Zin， 所以说是没有反射的，满足S参数定义a2=0.
所以说仿真出来的应该就是你的S参数

 

我那么说也有点问题，Z0也不一定等于Zin，
也许可以这么理解，如果你设置为归一化到50ohm，那么应该能保证仿真的和矢网测试的得到的S2P是一致的。
严格的a2=0不一定能实现吧？

 

楼主有这样的思考，是非常好的，只有这样你才能获得进步，你的一些疑问我也曾经有过，后来想明白了，今天再次看到颇有感触。我说说自己的看法，顺便也指出一些你说的不对的地方。
你的核心错误在于，你对S参数所谓的匹配测量条件理解不正确。
以你的疑问为例，要测某传输线Z0的S参数，你就以为匹配就是指匹配到这个传输线Z0的特征阻抗。但是实际上这里的所谓传输线是待测器件，即DUT。你要测量某个2端口DUT的S参数，必须要在端口出再外接传输线Z1，所谓匹配，是指匹配电阻需要等于Z1的特征阻抗。所以你要记住，匹配是指匹配辅助测量的传输线的特征阻抗，而和待测器件无关。
有了上面的说法，你就明白了，你之前的理解基本全是错的。
你的疑问中为何S11始终为0，因为你选择的外接传输线Z1的特征阻抗正好等于你待测传输线的阻抗而已。
你认为HFSS里不区分S参数和回波损耗，这个更是错误，HFSS里面的S11参数就是指匹配下的回波损耗，值不同，仅仅是因为你选择测量辅助传输线的特征阻抗不同而已，也就是归一化阻抗选的不同。这也说明了S参数不是唯一的，因为匹配的方式有无穷多种

 

S11是在端口2匹配的情况下1端口的反射系数,这意思是说，相当于2端口的地方接了一个匹配的负载。
在ads里是更明白的，可以把2端口直接换成50欧姆电阻。s11的结果跟50欧姆归一化波2端口的结果一样。

 

有这么好的回复，我抛砖引玉的目的也就达到了。我相信等我理解这段话，肯定会对S参数有更好的理解。

 

微波工程上有一句话：‘网络的S参量只是网络本身的特性（假定网络是线性的），它是在所有端口均匹配的条件下定义的。改变网络的端接或激励状况不会改变其S参量，但会改变向给定端口看去的反射系数或两个端口之间的传输系数’。 我就是根据这句话才会想到可能HFSS上的S11和S21是反射系数和传输系数，只有端口匹配情况下才等于网络本身特性S11和S21。
我现在理解和前面回复是不是有点冲突呢？我还是不能串起来。

 

恕我愚钝，我不太明白你所谓的冲突具体是指什么地方，我看起来好像没有矛盾。你能具体说以下么

 

在不同匹配条件下得到的网络S参量不同，和S参数是网络的本身特性，不随端接和激励的改变而改变这个地方我觉得有点矛盾啊。该怎么理解呢？

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