为什么回波损耗越小越好?

时间： 2023-11-09 来源：是德科技 Keysight Technologies知乎

技术问答

是德科技与您分享S参数的定义以及为什么（Return loss) 回波损耗越小越好的原因。回波损耗是指S参数，也就是散射参数。S参数是一项基本的射频量测数据，它可以提供与系统相关的详细信息。

S参数主要是什么参数?

A: S参数英文是Scattering parameter, 是指元器件反射信号和传输信号的特性，因此S参数包含反射参数，如S11，S22等；传输参数S12，S21等。

S12为反向传输系数，也就是隔离。

S21为正向传输系数，也就是增益。

S11为输入反射系数，也就是输入回波损耗，

S22为输出反射系数，也就是输出回波损耗。

在矢量网络分析仪的术语中，一般用参考通道(R) 表示入射波的测量结果。A 通道负责测量反射波，B 通道负责测量传输波（下图）。

在知道了这些波的幅度和相位信息之后，便能定量描述被测器件(DUT) 的反射特性和传输特性。反射特性和传输特性可以用矢量（幅度和相位）、标量（只有幅度）或纯相位表示。例如，回波损耗S11是反射的标量测量结果，而阻抗则是反射的矢量测量结果。我们也可以使用比值测量法进行反射和传输测量，这样可以避免受到绝对功率以及源功率随频率变化产生的影响。反射量的比值通常用A/R 表示，而传输量的比值为B/R，它们与仪器中的测量通道有关。

回波损耗(Return Loss)是以对数形式(dB) 表示反射系数的一种方法。回波损耗是反射信号低于入射信号的dB 数。回波损耗总是为正数，介于无限大（使用特性阻抗负载端接）和 0 dB（开路或短路端接）之间。

另一个表示反射的常用术语是电压驻波比(VSRW-Voltage Standing Wave Ration)，它定义为射频包络的最大值与最小值之比。它等于(1 + r)/(1 – r)。VSWR 的数值范围为1（无反射）到无限大（全反射）。

传输系数的定义为总发射电压除以入射电压（下图）。若发射电压的绝对值大于入射电压的绝对值，则意味着被测器件或系统有增益。若发射电压的绝对值小于入射电压的绝对值，则意味着被测器件或系统有衰减或插入损耗。传输系数的相位部分称为插入相位。

"PCB的设计过程中处处是陷阱。时间一久，设计人员逐渐总结了一些经验法则！如何做50Ω阻抗匹配，如何接地等等。我们听听KEYSIGHT信号完整性专家Tim是如何说的吧！"

视频中，从右图开始是插入损耗（S21）。插入损耗（英文 Insertion Loss), 是指发射机与接收机之间，插入电缆或元件产生的信号损耗，通常指衰减 (S21)。插入损耗以接收信号电平的对应分贝（dB）来表示。基本上，S21只会告诉你输入待测装置的所有能量、所有信号，从输出传出的信号量。理想情况下，我们希望达到100%的效率，也就是注入待测装置的能量全部释放出来，但实际上做不到。

这时，左图就派上用场了，也就是S11回波损耗参数。你可以知道有多少输入信号能量，在进入Port 1后又立刻返回，也就是说它们根本没有通过待测装置。我们希望它越小越好，理想情况下，它是负无穷大dB。同样的，真实的情况，真实的问题。人们通常只期望在 -10 dB 左右。所以插入损耗就是S21。

因此，我们输入端口 1 的信息，会从Port 2输出。而回波损耗是指，注入端口 1 后，从端口 1 返回的能量。重要的是，通过进行S21和S11量测，你可以了解你的装置在任何特定频率下的表现。

回波损耗值越小，表示信号反射越小，传输质量越好。

回波损耗的值是指信号在传输过程中发生反射而损失的能量与输入信号能量之间的比值，通常用分贝(dB)表示。回波损耗值越小，表示信号反射越小，传输质量越好。在通信领域，回波损耗值是一个重要的指标，用于评估线路和设备的性能。回波损耗值过高可能导致信号衰减、干扰等问题，从而影响通信质量。因此，在设计和运行通信系统时，需要注意回波损耗值的控制和测试。

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