S-parametre

S-parametre (fra engelsk. Spredning - spredning) - elementer af spredningsmatrixen af en multipol , som normalt beskriver en radioteknisk enhed.

Matrix eksempel

${\begin{pmatrix}b_{1}\\b_{2}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}S_{11}&S_{12}\\S_{21}&S_{22} \end{pmatrix}}\cdot {\begin{pmatrix}a_{1}\\a_{2}\end{pmatrix}}$

En metode til at analysere lineære mikrobølgeenheder ved hjælp af S-parametre

Forskellige typer af mikrobølgeanordninger kan beskrives i form af indfaldende og reflekterede bølger, der forplanter sig i transmissionsledningerne forbundet til dem. Forbindelsen mellem disse bølger er beskrevet af spredningsbølgematricen eller S-parametermatricen.

Egenskaberne for et multiport-netværk er beskrevet ved hjælp af N-ligninger, der relaterer de komplekse amplituder af de indfaldende og reflekterede bølger.

Definition

Hver indgang ( port ) af en multipol i mikrobølgeteknologi er normalt repræsenteret som et tværsnit (" terminalplan ") af en transmissionslinje med hovedtypen af bølger. Den oscillerende proces ved hver i - te indgang kan repræsenteres som summen af de indfaldende (forplanter sig mod multipolen) og reflekterede (forplanter sig fra multipolen) bølger med amplituder (normaliserede amplituder ) henholdsvis ai og bi . I et lineært multiportnetværk med N porte er amplituderne af disse bølger relateret af lineære afhængigheder:

{\begin{cases}b_{1}=s_{{11}}a_{1}+s_{{12}}a_{2}+\ldots +s_{{1N}}a_{N}\\b_{ 2}=s_{{21}}a_{1}+s_{{22}}a_{2}+\ldots +s_{{2N}}a_{N}\\\cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \\b_{N}=s_{{N1}}a_{1}+s_{{N2}}a_{2}+\ldots +s_{{NN}} a_{N}\end{cases}}

Her er s mn spredningskoefficienter uafhængige af a i og bi . Sættet af ligninger kan skrives i matrixform. For at gøre dette skal amplituderne af de indfaldende og reflekterede bølger repræsenteres som søjlematricer a og b :

a={\begin{pmatrix}a_{1}\\a_{2}\\\vdots \\a_{N}\end{pmatrix));\quad b={\begin{pmatrix}b_{1}\ \b_{2}\\\vdots \\b_{N}\end{pmatrix}}

Så er forholdet mellem a og b :

\;b=Sa

Her er S spredningsmatrixen:

S={\begin{pmatrix}s_{{11}}&s_{{12}}&\cdots &s_{{1N}}\\s_{{21}}&s_{{22}}&\cdots &s_{{2N }}\\\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\s_{{N1}}&s_{{N2}}&\cdots &s_{{NN}}\end{pmatrix}}

Fysisk betydning

For at bestemme den fysiske betydning af elementerne i spredningsmatrixen af en mikrobølge-multipol er det nødvendigt at anvende en indfaldende bølge til dens input (port) n , det vil sige at excitere multipolen med bølger med en amplitude a = (0, ..., 0, a n , 0, ..., 0) T , og til alle andre i - te ( i ≠ n ) porte forbinder matchede (ikke-reflekterende, fuldstændigt absorberende bølger) belastninger. Så amplituderne af bølgerne, der kommer ud fra havnene , hvorfra . $b_{m}=s_{{mn}}a_{n}$ $\;s_{{mn}}=b_{m}/a_{n}$

Elementerne i spredningsmatrixen med indekser n ≠ m er således transmissionskoefficienterne til port m fra port n , med indeks n = m (elementer af matrixens hoveddiagonal) er refleksionskoefficienterne for tilfældet, når til alle i -th ( i ≠ n ) absorberende belastninger er forbundet til portene.

Omfang

I modsætning til modstand (ledningsevne) og transmissionsmatricer er spredningsmatrixen defineret for alle mikrobølgeenheder. Derudover, fra et ingeniørmæssigt synspunkt, er processen med at måle S -parametre mulig for alle mikrobølgeenheder, da den er reduceret til at måle parametrene for hændelsen og reflekterede bølger ved enhedens indgange.

Litteratur

Sazonov D. M. Antenner og mikrobølgeovne. Proc. for radiotekniske specialer ved universiteter . - M . : Højere. skole, 1988. - S. 432. - ISBN 5-06-001149-6 .