5分钟让你搞懂S参数

之前和大家分享过 S 参数的基础原理与概念，那S参数到底是什么？今天用5分钟采用通俗易懂的方式，带大家快速了解！

S，全称Scatter，直译是 “散射、分散”。在高速电路领域，它主要用于频域特性分析。和Z参数（阻抗参数）、Y 参数（导纳参数，为阻抗的倒数 1/Z）同理，S参数都是用来描述多端口网络传输特性的核心参数。

简单理解S参数，核心就看两点：信号能不能顺利进去、稳定传输、正常输出。我们用快递配送的例子通俗类比：

• S11（回波损耗）：
• 好比快递员上门敲门，开门的幅度大小。对应电路里，就是信号入射后被反射回来的比例，反映端口反射情况。
• S21（插入损耗）：
• 好比快递员进门后，完好送达的包裹剩余数量。对应电路里，就是信号经过器件传输后的损耗大小，体现信号传输效率。

广泛应用于各类射频、高速器件：天线、滤波器、功率放大器等。日常检测 WiFi 天线发射性能、信号滤波效果、放大模块传输质量，都会用到 S 参数测试。

核心参数评判标准

1. S11 数值越小越好，行业理想标准＜-10dB，数值越低，代表信号反射越少，端口匹配效果越优；

2. S21 数值越大越好，以滤波器为例，通带内需满足＞-3dB，保障信号低损耗传输。

测试前务必对仪器进行精准校准。就像快递员入户前清洁鞋袜、避免带入杂物误差，仪器校准能最大程度规避测试偏差，保障数据精准可靠。

S参数系列

S11 表示在port 1 的反射损耗(return loss)，值越接近0 越好(越低越好，一般-25~-40dB)，表示传输路径中反射(reflection)越小，也称为输入反射系数(Input Reflection Coefficient)，如S11为-25dB，则算出来的Vreflection约为输入信号的6.3%，如S11为-10dB，则Vreflection约为输入信号的30%.

S21 表示信号从port 1 传递到port 2 过程中的插入损耗(insertion loss)，值越接近1 越好(0dB)，表示传递过程损失(loss)越小。S21=-3dB意味着，约70%的输入信号传递到了输出端.

S11和S21是最常使用的两个参数。除此之外，还有S22和S12。定义如下：

S22是从port2看过去的return loss，跟S11意思一样，只是换了端口，S12表示从Port2看过去的insertion loss，跟S21相等.

写到这，似乎已经差不多了，然而还有我们不常提及的S31，S41.

S31和S41表示的是，两条传输线发生串扰时的反射系数.

S31表示近端串扰（NEXT，near end cross talk），S41表示远端串扰（FEXT, far end cross talk）。

串音的产生原理

S31和S41之所以不常被提及，主要是因为通常单端信号之间，要求尽量减小串扰，在符合设计规范的板子上，S31和S41对于信号质量影响不大，而对于差分信号，则又有差分信号的S参数来描述，把1,3两个端口，看做是差分port1，把2,4两个端口，看做是差分port2.

串音的产生原理

SDD，表示差分模式的输入（Stimulus）和反馈（Response）之间的关系.

SCC，表示共模模式的输入和反馈之间的关系.

SCD，表示差分讯号和共模输出的反馈之间的关系.

SDC，表示共模讯号和差分输出之间的响应关系.

如上图所示，SDD11的意思是，差分激励在差分端口port1处的差分信号reflection loss。

SDC21的意思是，差分激励在差分端口port1处看到的共模信号的inserssion loss.

但是在实际测量中，如果手头的ENA网络分析仪只有两个物理端口，怎么测量差分对(4个物理端口)的S参数呢？

实际上可以通过测量这四个端口两两之间的S参数，然后计算得出，如：

我们用S参数进行以下参数测量、反射测量也就是我们的S11、S22还有S33、S44，它可以测试我们的回波损耗、电压驻波比(SWR)、反射系数以及阻抗。

然后我们的传输测量，它可以测试我们的插入损耗、传输系数、增益、时延。

下面我们就以端口1、端口2测试我们的双端口器件为例来介绍一下S参数。

下图就是比较典型的双端口器件的测试模型。

另外，我再补充一个关键知识点，帮大家更清楚S11和S21是怎么来的。咱们常说的DUT，就是咱们的被测件。这里有几个信号要记一下：a1、a2是输入信号，b1、b2是传输和反射信号。具体来说，从一端口输入激励信号的时候，a1就是输入信号，b1是反射回来的信号，b2是传输出去的信号；如果从二端口输入激励信号，那a2就是输入信号，b2是反射信号，b1就变成传输信号了。

咱们计算S11和S21的时候，有个核心原则——都以当时的输入信号作为参考，用反射信号或者传输信号，和这个输入信号做比值，这样就能算出S11或者S21了。大家记清楚这个逻辑，后续理解测试原理就更轻松了。

反射测量(S11/S22...)

回波损耗|驻波比SWR|反射系数|阻抗

传输测量(S21/S12...)

插入损耗|传输系数|增益|时延

聊高频参数的人比比皆是，道理大家都略知一二，但真正的差距在于：能否将认知与经验内化，学以致用，实实在在解决现场问题。

加入”线缆工程技术交流微信群“加客服申请

工程参考学习资讯

更多关于最新的线缆行业发展讯息，请关注我们的微信公众号！我们将第一时间搜寻到行业前沿讯息和您一起分享！不做盈利用途，文中观点都是基于公开数据及信息，仅供交流，不构成投资建议!

▼欢迎“点赞”“分享” 在评论区留下您的看法▼