双口网络的混合参数

《双口网络的混合参数》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、双口网络的混合参数若给定双端口网络的和，求取和，则双口网络的端口特性方程为：          （5-5-1）上式即为双口网络混合参数表示的端口电压电流之间的关系式，为双端口网络的混合参数，各参数的物理含义可以由下列式子表述：          (5-5-2)由上式可看出，为输出短路时输入端口的入端阻抗，具有阻抗的量纲；是输出端口短路时输入电流与输出短路电流之比值，称为短路电流比，与晶体管电路放大倍数相类似；为输入端口开路时输入和输出端口电压比值，称为开路反向电压比；为输入端口开路时，输出端口的入端导纳。H参数

2、中各系数具有阻抗、导纳量纲，或为电压、电流比值，故称为混合参数。式5-5-1可写成矩阵形式：        （5-5-3）式中：                        （5-5-4）若已知双端口网络的Z参数，则可直接推导出双口网络的H参数。由第二节双口网络Z参数方程为：从上式可解出用表示的和为：比较上式与式（5-5-1），可得：对于互易电路，有，由上式可知：此式即为H参数在互易电路时的特征式。当双口网络为对称电路时，有和，由式（5-5-4）可知，对称双口网络除了外，还有：           （5-5-

3、5）即对称双口网络H参数的矩阵行列式等于1。网络分析仪测量网络参数的一种新型仪器，可直接测量有源或无源、可逆或不可逆的双口和单口网络的复数散射参数，并以扫频方式给出各散射参数的幅度、相位频率特性。自动网络分析仪能对测量结果逐点进行误差修正，并换算出其他几十种网络参数，如输入反射系数、输出反射系数、电压驻波比、阻抗（或导纳）、衰减（或增益）、相移和群延时等传输参数以及隔离度和定向度等。　　网络分析仪是在四端口微波反射计（见驻波与反射测量）的基础上发展起来的。在60年代中期实现自动化，利用计算机按一定误差模型在每一

4、频率点上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和窜漏等而引起的误差，从而使测量精确度大为提高，可达到计量室中最精密的测量线技术的测量精确度，而测量速度提高数十倍。　　一个任意多端口网络的各端口终端均匹配时，由第n个端口输入的入射行波an将散射到其余一切端口并出射出去。若第m个端口的出射行波为bm,则n口与m口之间的散射参数Smn=bm/an。一个双口网络共有四个散射参数S11、S21、S12和S22。当两个终端均匹配时，S11和S22就分别是端口1和2的反射系数,S21是由1口至2口的传输系数，S12则是反方向的

5、传输系数。当某一端口m终端失配时,由终端反射回来的行波又重新进入m口。这可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一个行波am入射到m口。这样，在任意情况下都可以列出各口等效入射、出射行波与散射参数之间关系的联立方程组。据此可以解出网络的一切特性参数,如终端失配时的输入端反射系数、电压驻波比、输入阻抗以及各种正向反向传输系数等。这就是网络分析仪的最基本的工作原理。单端口网络可视为双口网络的特例，在其中除S11之外，恒有S21=S12=S22。对于多端口网络,除了一个输入和一个输出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配负

6、载，从而等效为一个双端口网络。轮流选择各对端口作为等效双口网络的输入、输出端，进行一系列测量并列出相应的方程,即可解得n端口网络的全部n2个散射参数,从而求出n端口网络的一切特性参数。　　图左为四端口网络分析仪测量S11时测试单元的原理示意，箭头表示各行波的路径。信号源u输出信号经开关S1和定向耦合器D2输入到被测网络的端口1，这就是入射波a1。端口1的反射波(即1口的出射波b1)经定向耦合器D2和开关传到接收机的测量通道。信号源u的输出同时经定向耦合器D1传到接收机的参考通道，这个信号是正比于a1的。于是双通

7、道幅度-相位接收机就测出b1/a1，即测出S11,包括其幅值和相位（或实部和虚部）。测量时,网络的端口2接上匹配负载R1，以满足散射参数所规定的条件。系统中的另一个定向耦合器D3也终接匹配负载R2,以免产生不良影响。其余三个S参数的测量原理与此类同。图右为测量不同Smn参数时各开关应放置的位置。网络分析仪　　在实际测量之前，先用三个阻抗已知的标准器（例如一个短路、一个开路和一个匹配负载）供仪器进行一系列测量，称为校准测量。由实测结果与理想（无仪器误差时）应有的结果比对，可通过计算求出误差模型中的各误差因子并存入

8、计算机中，以便对被测件的测量结果进行误差修正。在每一频率点上都按此进行校准和修正。测量步骤和计算都十分复杂，非人工所能胜任。　　上述网络分析仪称为四端口网络分析仪，因为仪器有四个端口，分别接到信号源、被测件、测量通道和测量的参考通道。它的缺点是接收机的结构复杂，误差模型中并未包括接收机所产生的误差。　　1973年又研制出六端口网络分析仪。它利用一个由定向耦合器和混合接头（魔T）组成的六