主线：微波网络不用直接测电压电流，而用端口波变量描述反射、传输、匹配和隔离。

二端口网络

常见端口参数：

  • Z 参数。
  • Y 参数。
  • S 参数。
  • ABCD 参数。

每种参数都是同一个网络的不同描述方式。

Z 参数

$$
V_1=Z_{11}I_1+Z_{12}I_2
$$

$$
V_2=Z_{21}I_1+Z_{22}I_2
$$

适合低频电路直观理解。

Y 参数

$$
I_1=Y_{11}V_1+Y_{12}V_2
$$

$$
I_2=Y_{21}V_1+Y_{22}V_2
$$

适合并联网络。

S 参数

S 参数描述入射波和反射波：

$$
b_1=S_{11}a_1+S_{12}a_2
$$

$$
b_2=S_{21}a_1+S_{22}a_2
$$

四个量的含义：

参数 含义
$S_{11}$ 输入端反射
$S_{21}$ 正向传输
$S_{12}$ 反向传输
$S_{22}$ 输出端反射

常用判断：

  • $S_{11}$ 小：输入匹配好。
  • $S_{21}$ 大：传输强，放大器中代表增益。
  • $S_{12}$ 小：反向隔离好。
  • $S_{22}$ 小：输出匹配好。

互易、无耗、匹配

互易网络：

$$
S_{ij}=S_{ji}
$$

二端口中：

$$
S_{12}=S_{21}
$$

无耗网络：

$$
[S]^*[S]=[I]
$$

匹配端口：

$$
S_{ii}=0
$$

ABCD 参数

ABCD 参数适合级联：

$$
\begin{bmatrix}
V_1\
I_1
\end{bmatrix}

\begin{bmatrix}
A&B\
C&D
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
V_2\
-I_2
\end{bmatrix}
$$

多个网络级联时，ABCD 矩阵直接相乘。

信号流图

信号流图用于处理多次反射和多个端口之间的波关系。

核心对象仍然是：

$$
a_i,\quad b_i,\quad S_{ij}
$$

典型任务

任务 入口
看匹配 $S_{11},S_{22}$
看传输 $S_{21}$
看隔离 $S_{12}$
看是否互易 $S_{12}=S_{21}$
看是否无耗 $[S]^*[S]=[I]$
分析级联 ABCD 矩阵

连接

S 参数是微波测量和设计的核心语言。后面的匹配、功分器、耦合器、滤波器和放大器，都要用 S 参数描述性能。

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