
今日正文
在低頻電路中,電壓和電流的關系如下圖所示。

其實,在射頻電路中,也還是這樣。
只不過,射頻中的R,C,L,可能和低頻電路一樣,是具象的R,C,L,也有可能是抽象的存在,比如一根傳輸線,也可以把它看成R,L,C的組合。但是,電壓和電流的關系還是低頻電路的那種關系。總電壓和分電壓之間,總電流和分電流之間仍然滿足基爾霍夫電壓和電流定律。
以一根普通的傳輸線,對于低頻信號而言,只是起一個連接的作用;但是對于射頻信號而言,就不是一個簡單的連接。射頻電路,因為工作頻率高,波長短,通常波長的長度和傳輸線的長度能夠比擬了。

但是,如果用微分的視角來看傳輸線,取傳輸線中無限小的一段dZ,那就又可以用低頻電路中電壓和電流的關系了。這一無限小的一段,可以用如下電路來等效。

然后對上面的微分方程組求解,就可以得到傳輸線上的電壓和電流,如下圖所示。

所以,傳輸線上的電壓和電流,可以分解成入射波和反射波。因為有入射波和反射波,也就有了反射系數這一說。
但是總電壓V(z)和I(z)之間,還是存在和低頻電流一樣的關系,即:

等分析射頻電路的時候,雖然V(z)和I(z)還是存在如上的關系,但是測起來,就沒有低頻那么方便了。
比如說,分析低頻電路時,我們可以通過測試電阻兩端的電壓和通過電阻的電流,來計算出電阻的大小。
理論上,分析射頻電路時,也可以這樣干,但是難就難在,內阻小的電流表和內阻大的電壓表,在射頻的時候,實現起來并沒有那么容易。而且,對于射頻電路而言,當負載為短路或開路的時候,經常會出現工作不正常的情況;比如說,放大器在負載為短路或開路的時候,自激的概率就會大很多。
那怎么辦呢,用什么來表征射頻器件的性能呢?那就是大家非常熟悉的S參數。
S參數定義中主要涉及這么幾個參量,即各個端口的入射波,反射波,而且是在端口都是匹配狀態下來得到。

然后基于S參數,又可以做很多指標的變種。
比如說對于放大器而言,S11,S22則是放大器的反射系數,而S21則是放大器的增益。

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