参数

s参数(又称s矩阵或散射参数)表示射频电子电路和元件的线性特性。从s参数矩阵中，可以计算线性网络的特性，如增益、损耗、阻抗、相群延迟和电压驻波比(VSWR)。

s参数可以在MATLAB中方便地导入、可视化和分析^®使用射频工具箱™。

的参数矩阵描述具有任意数量端口的网络。它提供了在一定频率范围内每个端口的入射波与反射波和透射波之间的关系。例如，对于双端口设备，s参数数据的四元矩阵表示网络的双向行为作为频率的函数，如图1所示:

• 年代₁₁输入端口反射
• 年代₁₂=逆转获得
• 年代₂₁=正向增益(线性增益/插入损耗)
• 年代₂₂输出端口反射

在这个例子中，S₁₁定义为端口1处的反射波与端口2处的入射波之比。S的值₁₁提供了端口匹配条件的直接度量，即S₁₁= 1表示开路;年代₁₁= -1表示短路;和S₁₁= 0表示完全匹配的电路。

使用s参数的好处

比Y或Z矩阵更容易测量:测量Y或Z参数需要开路和短路终端，在RF和微波频率下保持具有挑战性，因此它们的测量不如s参数可靠。

灵活:对于电路分析或仿真，s参数可以很容易地转换为z参数、y参数和其他线性矩阵。

便携式:s参数通常存储在一个称为Touchstone的标准文件格式中^®．大多数射频分析工具和模拟器可以读取和编写标准文件，从而使它们成为交换测量和设计信息的可移植文件格式。

用MATLAB实现s参数的测量与可视化

在不同的操作条件下，使用矢量网络分析仪(VNAs)测量s参数。因此，RF测试工程师必须经常处理大量的s参数数据。典型任务包括去嵌入、级联和可视化s参数。

射频工具箱,仪器控制工具箱™允许您结合s参数测量和数据分析。自动化工作流支持扩大测试、验证场景、提取设备性能的统计信息，并轻松地与客户和同事共享结果。

s参数数据也可以通过行为模型、电路分析和电磁仿真来分析计算给定组件的s参数数据，例如天线的工具箱™和射频PCB工具箱™。

可视化是检查s参数数据的第一步。s参数矩阵的元素是复杂的，可以在矩阵上可视化笛卡儿的阴谋在大小和相位方面或在极坐标图上。的史密斯圆图是一种特殊的极坐标格式，常用于匹配网络的设计和稳定性分析。

用MATLAB拟合s参数

用有理函数如拉普拉斯传递函数拟合s参数和一般频域数据常用于电路分析和提取等效极零表示。

例如，使用有理函数可以对s参数进行时域模拟，以估计阶跃和脉冲响应。使用拉普拉斯传递函数代替s参数也有助于加强因果关系和创建降阶模型。

使用函数理性的，可以用等效的拉普拉斯传递函数拟合s参数和一般频域数据，然后用于电路分析和时域仿真。这是特别方便提取射频元件的等效电路表示，信号完整性问题的分析，以及SerDes均衡器的设计。

基于MATLAB的s参数信号完整性分析

s参数数据可用于信号完整性的工具箱™描述高速数字互连中的n端口通道，以表征阻抗不匹配、反射、损耗、色散和串扰的影响。

信号完整性工程师使用s参数来建模通道，包括PCB道和通孔、连接器和封装。典型任务包括改变端口顺序，将单端数据转换为混合模式s参数，以及检查无源性。

高速数字互连的设计需要对s参数进行分析和仿真，以识别问题并开发均衡化算法并行转换器工具箱™。

在MATLAB和Simulink中利用s参数进行射频预算分析和系统设计

射频发射机和接收机的系统设计从设计开始预算分析增益，功率，噪声和非线性。在设计的早期阶段，系统工程师使用s参数数据来预测所选组件的频率依赖行为，并预测阻抗不匹配的影响。

在阐述无线系统设计的同时，对射频收发器模型和s参数数据进行了仿真射频Blockset™结合基带算法，根据比特误码率(BER)、相邻信道泄漏比(ACLR)或错误向量量级(EVM)来估计系统性能。

基于s参数的MATLAB网络匹配设计

s参数数据用于匹配网络设计以提高射频系统的性能。通常，匹配网络的设计与优化例程相结合，以确定不同需求之间的最佳折衷。

使用射频工具箱，您可以为天线设计匹配网络，并将失配损失最小化。同样，你可以使用s参数数据来设计低噪声放大器(LNA)的输入和输出匹配网络，并改进最大化增益和最小化噪声值之间的权衡优化工具箱™。

匹配网络可以使用集总组件(如RLC)或平面分布式元件(如设计在pcb上的微带、存根和锥形)实现。