2024年6月14日发(作者：侨子骞)
什么是 S 参数 S Parameters 有什
么用？ 怎么解
S 参数 S Parameters 的物理含义和特殊网络的特性如下：
S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；
S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；
S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；
S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数.
参考:
Wiki
microwaves 101
0
S-parameters Without Tears
0
一般地，对于一个网络有Y、Z和S参数可用来测量和分析，Y称导纳
参数，Z称为阻抗参数，S称为散射参数；前两个参数主要用于集总电路，Z和
Y参数对于集中参数电路分析非常有效，各参数可以很方便的测试；但是在微
波系统中，由于确定非TEM波电压、电流的困难性，而且在微波频率测量电压
和电流也存在实际困难。因此，在处理高频网络时，等效电压和电流以及有关
的阻抗和导纳参数变得较抽象。与直接测量入射、反射及传输波概念更加一致
的表示是散射参数，即S参数矩阵，它更适合于分布参数电路。 S参数就是建
立在入射波、反射波关系基础上的网络参数，适于微波电路分析，以器件端口
的反射信号以及从该端口传向另一端口的信号来描述电路网络。同N端口网络
的阻抗和导纳矩阵那样，用散射矩阵亦能对N端口网络进行完善的描述。阻抗
和导纳矩阵反映了端口的总电压和电流的关系，而散射矩阵是反映端口的入射
电压波和反射电压波的关系。散射参量可以直接用网络分析仪测量得到，可以
用网络分析技术来计算。只要知道网络的散射参量，就可以将它变换成其它矩
阵参量。
下面以二端口网络为例说明各个S参数的含义，如图所示。
0
二端口网络有四个S参数，Sij代表的意思是能量从j口注入，在i口测得的
能量，如S11定义为从 Port1口反射的能量与输入能量比值的平方根，也经常
被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值，
各参数的物理含义和特殊网络的特性如下：
S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；
S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；
S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；
S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；
对于互易网络，有：S12＝S21；
对于对称网络，有：S11＝S22 对于无耗网络，有：（S11）2＋（S12）2＝
1 ；
S21表示插入损耗，也就是有多少能量被传输到目的端（Port2）了，这个
值越大越好，理想值是1，即0dB，S21越大传输的效率越高，一般建议
S21>0.7，即－3dB。
我们经常用到的单根传输线，或一个过孔，就可以等效成一个二端口网络，
一端接输入信号，另一端接输出信号，如果以Port1作为信号的输入端口，
Port2作为信号的输出端口，那么S11表示的就是回波损耗，即有多少能量被
反射回源端（Port1），这个值越小越好，一般建议S11< 0.1，即－20dB.
=====================================================================
===================
S参数的妙用
毫无疑问，S参数是频域（Frequency Domain）里面判断系统特性的有效
之道。
若是观察S参数与光波，两者之间颇有异曲同工的涵义。
再仔细一想，S11就是TDR（Time Domain Reflection），而S21就是TDT
（Time Domain Transmission），所以TDR/TDT与单端的S参数存在着可以解
释的关系。S21的TDT意味着插入损失（Insertion Loss），S11的TDR就是回
送损失（Return Loss）。但在高速传输的场合中，均是采用差分传输
（Differential）的模式，因此差分模式下（也可以称为混合模式）的S参数，
也是必要认知的一环。要满足差分传输就要导入4端口（4 Port）的回路。在
以上的呈现方式中，其中，Sghij的诠释涵义分别是S（输出模式）（输入模式）
（输出端口）（输入端口）。
以下便将以Maxim公司 的MAX3950 10Gbps的解串器 （de-serializer）
为例来解释S参数的妙用。就呈现回送损失（Return Loss）的S11来说，先要
做好测量的设置。图11是单端式（Single-ended）连接型态的回送损失
（Return Loss）测量结果，也可以求得差分式的回送损失（Return Loss）。
在USB 2.0接口的运用上，为了克服电磁噪声的问题会导入一个共模滤波
元器件CMF（Common Mode Filter）。一般用S参数来评价CMF元器件是相当
不错的方法。CMF就相当于一个4端口的元器件，换句话说，等于有16个参数。
[S11 S12 S13 S14 ]
[S21 S22 S23 S24 ]
S = [S31 S32 S33 S34 ]
[S41 S42 S43 S44 ]
由于会有共模输入与反射、差分输入与反射的缘故，经过适当的转换，就
可以转化成下面的参数：
[Scc11 Scc12 Scd11 Scd12 ]
[Scc21 Scc22 Scd21 Scd22 ]
S =[Sdc11 Sdc12 Sdd11 Sdd12]
[Sdc21 Sdc22 Sdd21 Sdd22]
同样的道理，USB 2.0的连接线也可以采用同样的思维，运用S参数来评
价其噪声特性。总之，S参数（scattering-parameter）是端子参数的一种，
四端子回路通过连接阻抗校正的电力反射系数与通过系数来表现。当然，从回
路特性的测定就足以反映出这个问题。
日本TDK公司在其网站上 提供一个CAT（Characterestics Analyzer of
TDK EMC Components）的EMC器件特性分析软件，虽然是免费但只有日文版，
有兴趣的朋友可上网一游。 （作者Email为：
）
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==========================
美信:
将50Ω的S参数转换成75Ω的S参数
摘要：有线电视集成电路通常设计为75Ω的输入输出阻抗接口，而大多数RF
测试设备的阻抗为50Ω。在大多数情况下，为了进行测试，用一个小损耗衰减
网络将输入和输出阻抗从75Ω转换到50Ω，或者从50Ω转到75Ω。这种方法
尽管很方便，但是在测量S参数的时候应该避免使用小损耗衰减焊盘。进行这
种测量的一种简单的方法是，将电缆器件的输入输出阻抗看作50Ω，进行测量，
然后用本篇应用笔记中提供的等式和Excel电子表格将以50Ω为基准测得的S
参数转换为以75Ω为基准的S参数。
点击这里，了解典型射频收发器设计的无线器件
概述
有线电视集成电路一般设计为具有75Ω输入输出阻抗的接口，而大多数RF测
试设备使用50Ω的阻抗。大多数情况下，用一个低损耗衰减焊盘将输入输出阻
抗从75Ω转换到50Ω或者进行相反的转换。这种方法尽管很方便，但是在测量
S参数的时候应该避免使用低损耗衰减焊盘。
本篇应用笔记给出了一种进行S参数测量的简单方法，把电缆设备的输入
输出阻抗看作50Ω，进行测量，然后进行数学变换。我们提供了等式和方便的
Excel电子表格把基于50Ω的S参数转换成75Ω的S参数。
2024年6月14日发(作者：侨子骞)
什么是 S 参数 S Parameters 有什
么用？ 怎么解
S 参数 S Parameters 的物理含义和特殊网络的特性如下：
S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；
S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；
S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；
S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数.
参考:
Wiki
microwaves 101
0
S-parameters Without Tears
0
一般地，对于一个网络有Y、Z和S参数可用来测量和分析，Y称导纳
参数，Z称为阻抗参数，S称为散射参数；前两个参数主要用于集总电路，Z和
Y参数对于集中参数电路分析非常有效，各参数可以很方便的测试；但是在微
波系统中，由于确定非TEM波电压、电流的困难性，而且在微波频率测量电压
和电流也存在实际困难。因此，在处理高频网络时，等效电压和电流以及有关
的阻抗和导纳参数变得较抽象。与直接测量入射、反射及传输波概念更加一致
的表示是散射参数，即S参数矩阵，它更适合于分布参数电路。 S参数就是建
立在入射波、反射波关系基础上的网络参数，适于微波电路分析，以器件端口
的反射信号以及从该端口传向另一端口的信号来描述电路网络。同N端口网络
的阻抗和导纳矩阵那样，用散射矩阵亦能对N端口网络进行完善的描述。阻抗
和导纳矩阵反映了端口的总电压和电流的关系，而散射矩阵是反映端口的入射
电压波和反射电压波的关系。散射参量可以直接用网络分析仪测量得到，可以
用网络分析技术来计算。只要知道网络的散射参量，就可以将它变换成其它矩
阵参量。
下面以二端口网络为例说明各个S参数的含义，如图所示。
0
二端口网络有四个S参数，Sij代表的意思是能量从j口注入，在i口测得的
能量，如S11定义为从 Port1口反射的能量与输入能量比值的平方根，也经常
被简化为等效反射电压和等效入射电压的比值，
各参数的物理含义和特殊网络的特性如下：
S11：端口2匹配时，端口1的反射系数；
S22：端口1匹配时，端口2的反射系数；
S12：端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；
S21：端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；
对于互易网络，有：S12＝S21；
对于对称网络，有：S11＝S22 对于无耗网络，有：（S11）2＋（S12）2＝
1 ；
S21表示插入损耗，也就是有多少能量被传输到目的端（Port2）了，这个
值越大越好，理想值是1，即0dB，S21越大传输的效率越高，一般建议
S21>0.7，即－3dB。
我们经常用到的单根传输线，或一个过孔，就可以等效成一个二端口网络，
一端接输入信号，另一端接输出信号，如果以Port1作为信号的输入端口，
Port2作为信号的输出端口，那么S11表示的就是回波损耗，即有多少能量被
反射回源端（Port1），这个值越小越好，一般建议S11< 0.1，即－20dB.
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S参数的妙用
毫无疑问，S参数是频域（Frequency Domain）里面判断系统特性的有效
之道。
若是观察S参数与光波，两者之间颇有异曲同工的涵义。
再仔细一想，S11就是TDR（Time Domain Reflection），而S21就是TDT
（Time Domain Transmission），所以TDR/TDT与单端的S参数存在着可以解
释的关系。S21的TDT意味着插入损失（Insertion Loss），S11的TDR就是回
送损失（Return Loss）。但在高速传输的场合中，均是采用差分传输
（Differential）的模式，因此差分模式下（也可以称为混合模式）的S参数，
也是必要认知的一环。要满足差分传输就要导入4端口（4 Port）的回路。在
以上的呈现方式中，其中，Sghij的诠释涵义分别是S（输出模式）（输入模式）
（输出端口）（输入端口）。
以下便将以Maxim公司 的MAX3950 10Gbps的解串器 （de-serializer）
为例来解释S参数的妙用。就呈现回送损失（Return Loss）的S11来说，先要
做好测量的设置。图11是单端式（Single-ended）连接型态的回送损失
（Return Loss）测量结果，也可以求得差分式的回送损失（Return Loss）。
在USB 2.0接口的运用上，为了克服电磁噪声的问题会导入一个共模滤波
元器件CMF（Common Mode Filter）。一般用S参数来评价CMF元器件是相当
不错的方法。CMF就相当于一个4端口的元器件，换句话说，等于有16个参数。
[S11 S12 S13 S14 ]
[S21 S22 S23 S24 ]
S = [S31 S32 S33 S34 ]
[S41 S42 S43 S44 ]
由于会有共模输入与反射、差分输入与反射的缘故，经过适当的转换，就
可以转化成下面的参数：
[Scc11 Scc12 Scd11 Scd12 ]
[Scc21 Scc22 Scd21 Scd22 ]
S =[Sdc11 Sdc12 Sdd11 Sdd12]
[Sdc21 Sdc22 Sdd21 Sdd22]
同样的道理，USB 2.0的连接线也可以采用同样的思维，运用S参数来评
价其噪声特性。总之，S参数（scattering-parameter）是端子参数的一种，
四端子回路通过连接阻抗校正的电力反射系数与通过系数来表现。当然，从回
路特性的测定就足以反映出这个问题。
日本TDK公司在其网站上 提供一个CAT（Characterestics Analyzer of
TDK EMC Components）的EMC器件特性分析软件，虽然是免费但只有日文版，
有兴趣的朋友可上网一游。 （作者Email为：
）
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美信:
将50Ω的S参数转换成75Ω的S参数
摘要：有线电视集成电路通常设计为75Ω的输入输出阻抗接口，而大多数RF
测试设备的阻抗为50Ω。在大多数情况下，为了进行测试，用一个小损耗衰减
网络将输入和输出阻抗从75Ω转换到50Ω，或者从50Ω转到75Ω。这种方法
尽管很方便，但是在测量S参数的时候应该避免使用小损耗衰减焊盘。进行这
种测量的一种简单的方法是，将电缆器件的输入输出阻抗看作50Ω，进行测量，
然后用本篇应用笔记中提供的等式和Excel电子表格将以50Ω为基准测得的S
参数转换为以75Ω为基准的S参数。
点击这里，了解典型射频收发器设计的无线器件
概述
有线电视集成电路一般设计为具有75Ω输入输出阻抗的接口，而大多数RF测
试设备使用50Ω的阻抗。大多数情况下，用一个低损耗衰减焊盘将输入输出阻
抗从75Ω转换到50Ω或者进行相反的转换。这种方法尽管很方便，但是在测量
S参数的时候应该避免使用低损耗衰减焊盘。
本篇应用笔记给出了一种进行S参数测量的简单方法，把电缆设备的输入
输出阻抗看作50Ω，进行测量，然后进行数学变换。我们提供了等式和方便的
Excel电子表格把基于50Ω的S参数转换成75Ω的S参数。