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[分享] 射频器件S参数怎么转换?

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发表于 2022-12-1 11:43:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
仿真S参数时,仿真模型很简单,就是在s2p模型两端加了两个50ohm的term,但是仿真结果很差,和实际不符。大家猜猜是什么原因导致的呢?要找出原因,得先了解S参数定义以及s2p文件格式。

基本上所有的射频器件(放大器,混频器,滤波器,天线)都需要测试其S参数,以表征其性能。由S11或S22表征其反射系数(或者驻波),由S21表征其增益(放大器)或插损(滤波器),由S12表征其隔离度(放大器)等等。
下载.png

以两端口为例,S参数定义如下。其中a1/b1分别为1端口入射波/反射波电压,a2/b2分别为2端口入射波/反射波电压。


下载 (1).png

则:

下载 (2).png


可以看出,S参数是电压的比值,所以当把Sij换算成dB时,需要对其取20log|Sij|,其中|Sij|为Sij的幅值。


一般是用矢量网络分析仪测量器件的S参数。矢网,简单来说,是一个收发一体机。自发自收。那发的是什么,收的又是什么呢?是功率。

下载 (3).png


可是,S参数是以电压来定义的呀。怎么转换呢 ?这就涉及到我们初中物理上学到的公式P=V^2/R。所以这里就需要一个R,而矢网默认的特性阻抗是50ohm。


下面是一般的s2p文件格式。可以看到这个时候网络分析仪设置的特性阻抗为50ohm。

下载 (4).png


再回到本文开头说的问题。当时同事,测的是波导器件,依稀记得他们给我看的s2p文件中,R为1ohm。而他们的仿真模型中term设置的值为50ohm。两者不匹配,所以得出来的S参数的值,就不是实际的值。人为的把仿真模型中的term设置成1ohm或者把s2p文件中的R设置为50,就可以解决问题。

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