S参数的优点：特别适合于计算微波的匹配问题，波长与电路长度相当； 因为在传输线上阻抗是变化的，而反射系数是不变的； 通常微波器件给出S参数。
02.03.2021
27
例
3dB衰减器 二端50Ω匹配 S11＝S22＝0
ZinR 1R R 3 3 R R 22 55 0 0 5 0 R3R150
02.03.2021
31
2、阻抗匹配网络
zs
匹配电路
zL
z1
z2
当接入ZL时，Z1＝Zs 或接入Zs时，Z2＝ZL
02.03.2021
32
分立元件匹配网络的8种电路结构
02.03.2021
33
例：设计L型匹配网络的解析方法
设发射机输出阻抗和天线输入阻抗为
ZT 150 j75 ZA 75 j15
（1）微波放大器的主要指标
• 增益及增益平坦度（dB） • 工作频率及带宽（单位：Hz） • 输出功率（单位：dBm） • 直流输入功率（单位：V和A） • 输入输出反射系数（VSWR） • 噪声系数（dB）
02.03.2021
42
放大器设计要点
频率特性与匹配特性； 输出功率； 噪声系数：LNA
器件的选择：频率、功率、增益、噪声。 匹配电路的设计（频率、匹配特性，线性电路） 线性设计，器件性能＋线性化（非线性电路） 噪声系数，器件性能＋噪声匹配（线性电路）
49
（5）微波功率合成技术
02.03.2021
50
再见
02.03.2021
45
（4）、放大器的输出功率与线性
02.03.2021
46
三阶交调与1dB压缩点的关系
02.03.2021
47
非线性的测量：交调特性
放大器的三阶交调：
02.03.2021
48
频谱扩散－非线性信道的影响
经过放大器后，噪声增加了，非线性产生频谱扩散，如图示。
02.03.2021
采用LC匹配网络如图，匹配方法 是当接上ZT时，ZM＝ZA
ZMZT1 1jBCjXLZA
ZTRTjXT
1jR B C T R T j X TjX TjX LR AjX A ZARAjXA
02.03.2021
34
R TR A 1B C X TX AX LB C R T X TR A R TB C1B C X TX AX L
V2 RR33RR 3R 11R5150 05 0 R1R15050V1
R1 端口1
R2
R3
端口2
S21V V1 2 120.707S12
R1R2 22 11z08.58 R32 2z014.41
02.03.2021
28
Z参数与S参数的转换
02.03.2021
29
02.03.2021
30
S参数的测量
过渡（特征）频率与集电极电流的关系
02.03.2021
7
温度特性
02.03.2021
8
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
温度特性
02.03.2021
9
温度特性
02.03.2021
10
热等效电路
02.03.2021
11
大信号模型
02.03.2021
12
小信号混合模型
02.03.2021
13
小信号模型
02.03.2021
14
2、MESFET
02.03.2021
15
转移和输出特性
02.03.2021
16
最大输出特性
02.03.2021
17
电路模型
02.03.2021
18
小信号模型
02.03.2021
19
3、HEMT器件
02.03.2021
20
输出特性
02.03.2021
21
二、等效网络与S参数
1、等效网络参数 2、S参数 3、微波器件的S参数
XT
BC
RT RA
RT2 XT2
RT2
RT2 XT2
XLB 1 CRA1 B CR B T CXTXA
BC9.2m SCBC/0.7p 3F XL7.6 9 LXL/6.1nH
02.03.2021
35
匹配禁区、频率响应以及品质因素
匹配禁区：二个元件的L型匹配网络不能匹配任意阻抗， 要根据阻抗比决定。8种电路中二种以上可用。
i10
02.03.2021
23
Y参数
ii21
y11u1 y21u1
y12u2 y22u2
ii12yy1211 yy1222uu12
YZ1
y11
i1 u1
u20
y12
i1 u2
u 1 0
y21
i2 u1
u20
y22
i2 u2
u10
02.03.2021
24
S参数
S参数的变量： 入射波、反射波 电路参数：反射系数
频率响应：分为高通或低通，如图示。
02.03.2021
36
频率响应
02.03.2021
37
品质因素
有载品质因素： f=1GHz
QL
f0 BW
zL1.6j1.2
RSTRS2RS0L2 125
R TR L//R ST 6.5 2 4
LLNRS2 2L0L2 1.62nH
CT包括了负载电容成分
QLBf0W 0RTCX RT C 0.61
BW f0 1.63GHz QL
02.03.2021
38
不同匹配电路的频率响应
02.03.2021
39
T型和π型匹配网络
采用三元件的匹配电路，可以匹配任何阻抗值， 其分析方法、频率响应与两元件类似。
基本形式有二种T型或π型。
02.03.2021
40
T型和π型匹配网络
02.03.2021
41
3、微波放大器
a1
等效电路
a2
b1
[S]
b2
入(反)射波表示入(反)射电压电流除特性阻抗的平方根
an
Vn z0
z0 In
bn
Vn z0
z0 In
反射系数表示反射波除入射波 b n an
02.03.2021
25
S参数与Z参数的关系
an
1 2 z0
Vn
z0In
Vn z0anbn
bn
1 2 z0
Vn
z0In
In
02.03.2021
22
1、等效网络参数Z、S
i1
i2
外部等效参数：
变量：电压、电流
u1
等效电路
u2
参数：阻抗、导纳
uu21
z11i1 z21i1
z12i2 z22i2
uu12zz1211
z12i1 z22i2
z11
u1 i1
i20
z12
u1 i2
i1 0
z21
u2 i1
i20
z22
u2 i2
1 z0
an
bn
P n1 2RV ne In1 2a n2b n2
V n V n V n z0In z0In
02.03.2021
26
S矩阵定义
bb12SS1211 SS1222aa12
S11
b1 a1
a 20
S12
b1 a2
a 1 0
S 21
b2 a1
a 20
S 22
b2 a2
a10
注意：a1=0 或 a2=0 表示另一口没有反射波进入网络，即匹配条件。
02.03.2021
43
（2）放大器的等效电路
匹配设计
02.03.2021
44
（3）放大器的级联
当一级放大器的增益不够时，采用多级级联。要注意： • 每级间的匹配，频率响应
Z0
MN1
MN2
MN3
Vs
Z0
满足线性要求；
Pin=-2dBm
G1=9dB
G2=7dB
G3=4dB
Pout=18dBm
Pout1=7dBm Pout2=14dBm