雙口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)

雙口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)若給定雙端口網(wǎng)絡(luò)的‘1和島，求取比和厶，則雙口網(wǎng)絡(luò)的端口特性方程為:■??、4=駕占+九?,2=丹21A+丹22宓 . (5-5-1)

上式即為雙口網(wǎng)絡(luò)混合參數(shù)表示的端口電壓電流之間的關(guān)系式，為雙端口網(wǎng)絡(luò)的混合參數(shù)，各參數(shù)的物理含義可以由下列式子表述：?A.SO=?A.SO=A(5-5-2)由上式可看出，碼1為輸出短路時(shí)輸入端口的入端阻抗，具有阻抗的量綱；◎是輸出端口短路時(shí)輸入電流與輸出短路電流之比值，稱為短路電流比，與晶體管電路放大倍數(shù)相類似；局2為輸入端口開路時(shí)輸入和輸出端口電壓比值，稱為開路反向電壓比；血為輸入端口開路時(shí)，輸出端口的入端導(dǎo)納。H參數(shù)中各系數(shù)具有阻抗、導(dǎo)納量綱，或?yàn)殡妷骸㈦娏鞅戎?，故稱為混合參數(shù)。式5-5-1可寫成矩陣形式：5-5-3)5-5-3)式中：（5-5-4）若已知雙端口網(wǎng)絡(luò)的Z參數(shù)，則可直接推導(dǎo)出雙口網(wǎng)絡(luò)的H參數(shù)。由第二

節(jié)雙口網(wǎng)絡(luò)Z參數(shù)方程為：從上式可解出用.兔表示的和為:鞏=（召-勻自）￡+紐兔比較上式與式（5-5-1），可得：對(duì)于互易電路，有空2=禺1,由上式可知:此式即為H參數(shù)在互易電路時(shí)的特征式。當(dāng)雙口網(wǎng)絡(luò)為對(duì)稱電路時(shí)，有氐二綣和紐i=H，由式（5-5-4）可知,對(duì)稱雙口網(wǎng)絡(luò)除了血=一血外，還有:5-5-5)

即對(duì)稱雙口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)的矩陣行列式等于1。網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的一種新型儀器，可直接測(cè)量有源或無源、可逆或不可逆的雙口和單口網(wǎng)絡(luò)的復(fù)數(shù)散射參數(shù)，并以掃頻方式給出各散射參數(shù)的幅度、相位頻率特性。自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)分析儀能對(duì)測(cè)量結(jié)果逐點(diǎn)進(jìn)行誤差修正，并換算出其他幾十種網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如輸入反射系數(shù)、輸出反射系數(shù)、電壓駐波比、阻抗（或?qū)Ъ{）、衰減（或增益）、相移和群延時(shí)等傳輸參數(shù)以及隔離度和定向度等。網(wǎng)絡(luò)分析儀是在四端口微波反射計(jì)（見駐波與反射測(cè)量）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在60年代中期實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，利用計(jì)算機(jī)按一定誤差模型在每一頻率點(diǎn)上修正由定向耦合器的定向性不完善、失配和竄漏等而引起的誤差，從而使測(cè)量精確度大為提高，可達(dá)到計(jì)量室中最精密的測(cè)量線技術(shù)的測(cè)量精確度，而測(cè)量速度提高數(shù)十倍。一個(gè)任意多端口網(wǎng)絡(luò)的各端口終端均匹配時(shí)，由第n個(gè)端口輸入的入射行波a將散射到其余一切端口并出射出去。若第m個(gè)端口的出射行波為b,則n口與nmm口之間的散射參數(shù)S二b/a。一個(gè)雙口網(wǎng)絡(luò)共有四個(gè)散射參數(shù)S、S、S和S2。當(dāng)兩個(gè)終端均匹配時(shí)：鼻和S就分別是端口1和2的反射系數(shù),S；是由1口至2口的傳輸系數(shù)，則是反方向的傳輸系數(shù)。當(dāng)某一端口m終端失配時(shí)，由終端反射回來的行波又重新進(jìn)入m口。這可以等效地看成是m口仍是匹配的，但有一個(gè)行波a入射到m口。這樣，在任意情況下都可以列出各口等效入射、出m射行波與散射參數(shù)之間關(guān)系的聯(lián)立方程組。據(jù)此可以解出網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù),如終端失配時(shí)的輸入端反射系數(shù)、電壓駐波比、輸入阻抗以及各種正向反向傳輸系數(shù)等。這就是網(wǎng)絡(luò)分析儀的最基本的工作原理。單端口網(wǎng)絡(luò)可視為雙口網(wǎng)絡(luò)的特例，在其中除S之外，恒有S=S=S。對(duì)于多端口網(wǎng)絡(luò)，除了一個(gè)輸入和一11211222個(gè)輸出端口之外,可在其余一切端口都接上匹配負(fù)載，從而等效為一個(gè)雙端口網(wǎng)絡(luò)。輪流選擇各對(duì)端口作為等效雙口網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出端，進(jìn)行一系列測(cè)量并列出相應(yīng)的方程，即可解得n端口網(wǎng)絡(luò)的全部n2個(gè)散射參數(shù)，從而求出n端口網(wǎng)絡(luò)的一切特性參數(shù)。圖左為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量S時(shí)測(cè)試單元的原理示意，箭頭表示各行波的路徑。信號(hào)源u輸出信號(hào)經(jīng)開關(guān)S'和定向耦合器D輸入到被測(cè)網(wǎng)絡(luò)的端口1，這就是入射波a。端口1的反射波（即1口的出射波b）經(jīng)定向耦合器D和開關(guān)112傳到接收機(jī)的測(cè)量通道。信號(hào)源u的輸出同時(shí)經(jīng)定向耦合器D傳到接收機(jī)的參考通道，這個(gè)信號(hào)是正比于a的。于是雙通道幅度-相位接收機(jī)就測(cè)出b/a，即測(cè)出S，包括其幅值和相位（1或?qū)嵅亢吞摬浚?。測(cè)量時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的端口2接1上匹1配負(fù)載R11，以滿足散射參數(shù)所規(guī)定的條件。系統(tǒng)中的另一個(gè)定向耦合器D也終接13匹配負(fù)載R,以免產(chǎn)生不良影響。其余三個(gè)S參數(shù)的測(cè)量原理與此類同。圖右為2測(cè)量不同S參數(shù)時(shí)各開關(guān)應(yīng)放置的位置。mn網(wǎng)絡(luò)分析儀網(wǎng)絡(luò)分析儀在實(shí)際測(cè)量之前，先用三個(gè)阻抗已知的標(biāo)準(zhǔn)器（例如一個(gè)短路、一個(gè)開路和一個(gè)匹配負(fù)載）供儀器進(jìn)行一系列測(cè)量，稱為校準(zhǔn)測(cè)量。由實(shí)測(cè)結(jié)果與理想（無儀器誤差時(shí)）應(yīng)有的結(jié)果比對(duì)，可通過計(jì)算求出誤差模型中的各誤差因子并存入計(jì)算機(jī)中，以便對(duì)被測(cè)件的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行誤差修正。在每一頻率點(diǎn)上都按此進(jìn)行校準(zhǔn)和修正。測(cè)量步驟和計(jì)算都十分復(fù)雜，非人工所能勝任。上述網(wǎng)絡(luò)分析儀稱為四端口網(wǎng)絡(luò)分析儀，因?yàn)閮x器有四個(gè)端口，分別接到信號(hào)源、被測(cè)件、測(cè)量通道和測(cè)量的參考通道。它的缺點(diǎn)是接收機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，誤差模型中并未包括接收機(jī)所產(chǎn)生的誤差。1973年又研制出六端口網(wǎng)絡(luò)分析儀。它利用一個(gè)由定向耦合器和混合接頭（魔T）組成的六端口網(wǎng)絡(luò)作為測(cè)量單元，除二個(gè)端口分別接信號(hào)源和被測(cè)件之外，其余四個(gè)端口均接到幅值檢波器或功率計(jì)。通過檢出的四個(gè)幅值的適當(dāng)組合，可以求出被測(cè)網(wǎng)絡(luò)散射參數(shù)的模和相位。它不必使用復(fù)雜的雙通道接收機(jī)來取得相位信息，從而使測(cè)量系統(tǒng)的硬件大為簡(jiǎn)化。此外，它有超過必需數(shù)目的冗余測(cè)量端口，可以利用冗余數(shù)據(jù)之間互相核對(duì)來提高測(cè)量結(jié)果的可信性。但它的計(jì)