参数矩阵(也称为S矩阵,或者散射参数)代表了射频电路的线性特性和组件(图1)。它是用矢量网络分析仪测量,它描述了反射波和透射波的变化对入射波的测试设备(DUT)在不同频率的振幅和相位。

从S参数矩阵，可以计算诸如增益，损失，相位延迟，电压驻波比（VSWR），和线性网络的其他特性的特性。S参数相关的众所周知的阻抗（Z）和导纳（Y）矩阵。S参数具有更易于在RF频率，因为在测量过程中需要有限的特征阻抗为端口终止测量的优点。

s参数矩阵可用于描述具有任意数量端口的网络。在下面的描述中，为了简单起见，我们考虑一个具有两个端口的网络，如图1所示。a(t)和b(t)分别表示入射波和反射波在端口1(通常称为输入端口和端口2(通常称为输出端口)。入射波和反射波与端口终端的电压和电流直接相关，如下面的定义所示。特性阻抗Z₀（通常为50Ω）表示用于测量的电路终止。

S参数矩阵的元素是复数，并且可以在被可视化笛卡尔积在幅度和相位（图2和3）的形式，或者在极坐标图。该史密斯圆图（图4）是一种特殊的极坐标图格式流行S参数绘图和经常用于输入/输出匹配网络的设计。

使用s参数的好处

s参数适用于描述高频电路和元件特性，原因有三:

• 更容易比Y或Z的矩阵测量：其它等效的矩阵描述，如Y或Z，需要在该设备的端口的电流和电压，以及开路和短路端子的直接测量。在射频和微波频率，这些终止条件导致入射波的完整反射当它到达开路或短路终止，这会导致设备的不稳定性。此外，它是很难保证在大的频率范围内的开路和短路状态。因为S参数通过终止具有有限的特性阻抗的设备的端口使用测量入射和反射波，它们不影响由任何这些问题。
• 易于转换为其他参数：因为S参数直接相关的Z参数（电压，以输入/输出电流），Y-参数（电流，输入/输出电压），以及其他线性矩阵（T，ABCD，H）通过线性变换，它们可以是容易地转化并随后在这些其他格式电路分析或模拟中使用。
  射频工具箱™提供了必要的功能来容易地转换N端口S参数成等价表示。
• 分析仿真灵活:S参数通常被存储在一个名为试金石的标准文件格式。大多数RF分析工具和仿真器可以读取和写入文件的试金石，从而使得它的便携文件格式交换测量和设计信息。

的S参数静态频域分析通常用于匹配网络的设计，并且可以与优化程序被组合以找到不同的要求之间的折衷（图5）。

s参数还可以用于模拟线性网络，结合数字信号处理算法来考虑频率相关的影响，例如通信链路中的影响。

基本参数概念

如上所述，s参数矩阵提供了反射波和透射波相对于每个端口和每个工作频率的DUT入射波的关系。

例如，对于双端口设备，你有四个表示网络作为频率的函数（图6）的双向行为S参数：

• S11 =输入端口反射
• S12 =反向增益
• S21 =正向增益（线性增益/插入损耗）
• 输出端口反射

从定义，它是很容易看到通过施加入射波a1至端口1，并测量在相同端口的反射波B1即S11中，例如，被测量，而端口2通过负载阻抗相同的值端接于所述网络的特征阻抗。S11被定义为反射波与入射波的比率，并且提供的输入端口（图7）的匹配条件的直接量度。例如，当S11为等于1，这表示开路;当S11等于-1，这代表了短路;和S11 = 0表示完全匹配的电路。

在MATLAB和Simulink使用S参数万博1manbetx

射频工具箱,RF模块库™提供了丰富的功能和对象，使您能够设计，建模，分析和使用过滤器，传输线，放大器，混频器和其它RF部件可视化网络。您可以轻松地读取和写入N端口Touchstone文件的-的S参数标准格式。这使得容易分析RF测量数据和优化使用集总和分布式网络的匹配网络的设计。

例如，RF工具箱提供了S参数和Z，Y，ABCD，H，G和T的网络参数之间的转换的典型功能。功能也可用于选择的S参数端口和单端转换到共模和差模，其经常被用于背板的信号完整性分析。

射频工具箱还提供了功能的S参数去嵌入，级联和可视化支持RF测试工程师在他们的典型任务。万博1manbetx通过S参数数据分析任务与测量过程相结合，工作流可以是自动化的且容易地按比例放大，以测试范围更广的操作场景。

使用RF工具箱功能rationalfit，可以适合的S参数与一般的频域数据具有等同拉普拉斯传递函数，其然后可以被用于电路分析和时域仿真。这是特别方便提取的RF组件的等效电路表示的信号完整性问题的分析，和匹配网络的设计和底板均衡器。

s参数的数据分析和可视化可以很容易地自动化和放大，以提取大量数据的统计信息(图8)。

与RF预算分析的应用，可以从增益、功率、噪声图和三阶非线性等方面分析发射机或接收机的RF预算(图9)。

RF系统设计者通常与规格，例如整个系统的增益，噪声指数（NF），和非线性（IP3）开始，并且在RF级联的不同阶段划分这些规范。通常情况下，他们使用了复杂的电子表格，以便在不同工作条件下进行简单的链接分析。射频预算分析应用程序提供了系统工程师与预算分析的框架，包括S参数不匹配，在不同阶段的综合可视化和MATLAB^®接口以编程分析不同的方案。

射频预算分析的应用程序，您可以直接导入双端口Touchstone文件的描述线性RF组件。通过信号带宽进行预算分析，占输入和输出失配和热噪声。如果Touchstone文件包括测得的光斑噪声数据，该数据将在预算分析中使用。替代地，如果S参数数据是被动的，与设备相关联的衰减的热噪声将被包含在分析中。

此外，RF预算分析仪应用程序还提供了自动生成的Simulink的能力万博1manbetx^®使用RF Blockset™电路包络仿真技术建立的链模型(图10)。生成的模型和验证试验台可用于模拟和验证链行为使用调制波形，添加干扰信号，并建模其他不容易分析估计的缺陷。

在MATLAB和Simuli万博1manbetxnk中，可以对整个系统进行建模无线通信将射频发射机和接收机连接到基带处理算法的系统(图11);例如，使用符合标准的调制波形，如LTE或WiFi。您可以根据误码率(BER)或错误向量大小(EVM)来估计系统性能。采用有理拟合和基于卷积的方法，利用电路包络解算器对s参数数据进行时域模拟。