过去，人们一度使用各种仪器及其测量结果来设计线性系统和元器件。这种设计方法迅速被离散参数（S参数）设计方法取代。S参数把多种仪器及其测量结果统一起来，可让用户仅使用一种仪表（矢量网络分析仪）通过单次连接测量增益、隔离度和匹配等参数。在过去 40 多年里，S参数一直占据着微波理论和技术中最重要的位置，它们包括了早已为工程师所熟悉的测量项目，例如 S11（输入匹配）、S22（输出匹配）、S21（增益/ 损耗）、S12（隔离度）等，这些测量项目的测试结果可以很方便地导入到电子仿真工具。
在今天，S参数仍是对射频和微波元器件的线性特性进行分析和建模的常用参数。但是我们也看到，当前业界发展趋势是要求提高能源使用效率、增大输出功率和延长电池使用寿命，许多线性器件为此不得不工作于非线性状态。在这里，工程师真正需要是一个专为精确地测量和仿真被测器件的线性特性而设计的解决方案。
数字互联测试系统能够对多端口互连产品进行全面的信号完整性表征，适用于高速数字应用以便测量高级 S参数。
什么是 S参数？为什么使用 S参数？这是工程师入门必须了解的基础知识。
天线是无线网络中最重要的元器件。它是物理网络与无线电波（空中）之间的唯一接口。天线的关键性能参数包括回波损耗和电压驻波比 (VSWR)。下面一幅图介绍S11,S12,S21,S22参数并回答了您的问题。
在矢量网络分析仪的术语中，一般用参考通道(R) 表示入射波的测量结果。A 通道负责测量反射波，B 通道负责测量传输波（下图）。
在知道了这些波的幅度和相位信息之后，便能定量描述被测器件(DUT) 的反射特性和传输特性。反射特性和传输特性可以用矢量（幅度和相位）、标量（只有幅度）或纯相位表示。例如，回波损耗是反射的标量测量结果，而阻抗则是反射的矢量测量结果。我们也可以使用比值测量法进行反射和传输测量，这样可以避免受到绝对功率以及源功率随频率变化产生的影响。反射量的比值通常用A/R 表示，而传输量的比值为B/R，它们与仪器中的测量通道有关。
图 11
回波损耗是以对数形式(dB) 表示反射系数的一种方法。回波损耗是反射信号低于入射信号的dB 数。回波损耗总是为正数，介于无限大（使用特性阻抗负载端接）和 0 dB（开路或短路端接）之间。另一个表示反射的常用术语是电压驻波比(VSRW)，它定义为射频包络的最大值与最小值之比。它等于(1 + r)/(1 – r)。VSWR 的数值范围为1（无反射）到无限大（全反射）。
传输系数的定义为总发射电压除以入射电压（下图）。若发射电压的绝对值大于入射电压的绝对值，则意味着被测器件或系统有增益。若发射电压的绝对值小于入射电压的绝对值，则意味着被测器件或系统有衰减或插入损耗。传输系数的相位部分称为插入相位。
问题 - S参数的局限性
尽管 S参数用途广泛且功能非常强大，但它们确有其局限性—只能用于小信号线性系统。随着通信技术革命性的进步和发展，工程师经常会把功率放大器（PA）等有源器件推动到其工作的非线性区域。因此，他们现在又需要利用新的解决方案来精确测量器件的非线性特性。他们基本的做法是采用 S参数并施加一些非线性品质因数（例如 ACPR 和增益压缩）进行线性假设。尽管工程师能够容忍这种不精确性，但他们不得不执行成本高且完全依赖经验的重复设计，从而使设计流程的时间和成本显著增加。为了在高频领域更加快速、精确和确定性地设计出非线性器件，工程师需要对器件的非线性特性恰当地进行测量，并使用统一模型（类似于 S参数的适用于非线性器件的模型）将完整的器件信息应用到仿真和设计中。
来源：是德科技
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