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射频基础系列——反射参数与传输参数
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昨天简单说明了入射信号、反射信号以及传输信号之间的关系，顺便提及了电压驻波比和传输线终端匹配。那么，如何定量来描述这些基本概念呢？接下来就从反射和传输两个方面来定义一些常用的参数，图1是它们之间的联系。
图1 反射和传输相关的参数，其中R、A、B分别对应网络分析仪的输入端、反射端以及传输端口
一、反射参数
1. 反射系数Γ：反射信号与入射信号电压之比。负载反射系数，也可以通过传输线特征阻抗和负载阻抗算出。反射系数Γ的大小为ρ. 若传输线终端匹配，即ZL=Z0，无反射信号，则ρ=0；当负载为短路或者开路时，ρ=1。
2. 通常用对数的方法描述反射比较方便，于是另外的一个概念就是回波损耗（RL）：它的单位是dB，并且是个标量，回波损耗定义的公式前面总是有个负号，以确保回波损耗一直都满足非负（因此，用网络分析仪测量以对数坐标的反射时，忽略显示的负号），回波损耗可以理解为反射信号低于入射信号多少dB，匹配时，RL等于无限大（低于入射信号无限，就相当于没有损耗），负载短路或者开路时，RL=0dB（全部反射，最大）。
图2 反射参数之间的关系
3. 我们都明白，两个沿着同一根传输线相反方向传播的行波将会形成驻波，这个可以用电压驻波比（VSWR）来表示：它定义为信号包络的最大值与最小值之比，它也可以通过反射系数的大小计算出来。
4. Smith 圆图：为了直观地观察这些参数，我们可以圆图来表示，辛运的是，现代网络分析仪可以直接显示smith圆图，方便调整参数，而不需要繁杂的手动计算，如图3。通常，在smith阻抗圆图上，都被传输线特征阻抗进行了归一化，例如，对于50欧的传输线，归一化的值为0.3-j0.15，实际值为15-j7.5；对于75欧传输线，则实际值为22.5-j11.25.
图3 smith阻抗圆图及相应的反射参数
二、传输参数
1. 传输系数T：定义为传输信号电压与入射信号电压之比。其大小为τ，如果该值大于1，则DUT（Device Under Test待测元件）有增益，否则表现为衰减或者插入损耗。传输系数的相位部分称为插入相位。
2. 插入损耗IL：它定义为衰减时传输系数以对数形式表示，单位为dB，公式前面有个负号，表明了插入损耗总是非负。
3. 增益Gain：它定义为存在增益时传输系数以对数形式表示，公式前面没有负号。
实际上，增益和损耗并不是单一的，在通信系统中，信号是时变的，它们占据着给定的带宽并且往往含有多个频率成分，因此必须搞清楚是什么影响了DUT从而造成了失真。我们通常认为失真仅是非线性因素造成的，在稍后章节会说明线性网络同样会造成信号的失真。
图4 传输参数的相互关系
三、总结
这些最基本的关系显得并不太复杂，但是很有用，为以后学习打基础，其中详细的扩展或应用，可以参考相关书籍和文章。
参考文献和配图来自于Agilent Application Note:Network Analyzer Basics
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