Parametrii S

Parametri S (din engleză. Scattering - scattering) - elemente ale matricei de împrăștiere a unui multipol , care descrie de obicei un dispozitiv de inginerie radio.

Exemplu de matrice

${\begin{pmatrix}b_{1}\\b_{2}\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}S_{11}&S_{12}\\S_{21}&S_{22} \end{pmatrix}}\cdot {\begin{pmatrix}a_{1}\\a_{2}\end{pmatrix}}$

O metodă de analiză a dispozitivelor liniare cu microunde folosind parametrii S

Diferite tipuri de dispozitive cu microunde pot fi descrise în termeni de unde incidente și reflectate care se propagă în liniile de transmisie conectate la acestea. Legătura dintre aceste unde este descrisă de matricea undelor de împrăștiere sau de matricea parametrilor S.

Proprietățile unei rețele multiport sunt descrise folosind N ecuații care relaționează amplitudinile complexe ale undelor incidente și reflectate.

Definiție

Fiecare intrare ( port ) a unui multipol în tehnologia cu microunde este de obicei reprezentată ca o secțiune transversală („ planul terminal ”) a unei linii de transmisie cu tipul principal de unde. Procesul oscilator la fiecare i - a intrare poate fi reprezentat ca suma undelor incidente (propagandu-se spre multipol) si reflectate (propagandu-se din multipol) cu amplitudini (amplitudini normalizate) a i si respectiv b i . Într-o rețea multiport liniară cu N porturi, amplitudinile acestor unde sunt legate de dependențe liniare:

{\begin{cases}b_{1}=s_{{11}}a_{1}+s_{{12}}a_{2}+\ldots +s_{{1N}}a_{N}\\b_{ 2}=s_{{21}}a_{1}+s_{{22}}a_{2}+\ldots +s_{{2N}}a_{N}\\\cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \cdots \\b_{N}=s_{{N1}}a_{1}+s_{{N2}}a_{2}+\ldots +s_{{NN}} a_{N}\end{cases}}

Aici s mn sunt coeficienți de împrăștiere independenți de a i și b i . Setul de ecuații poate fi scris sub formă de matrice. Pentru a face acest lucru, amplitudinile undelor incidente și reflectate trebuie reprezentate ca matrice coloane a și b :

a={\begin{pmatrix}a_{1}\\a_{2}\\\vdots \\a_{N}\end{pmatrix));\quad b={\begin{pmatrix}b_{1}\ \b_{2}\\\vdots \\b_{N}\end{pmatrix}}

Atunci relația dintre a și b este:

\;b=Sa

Aici S este matricea de împrăștiere:

S={\begin{pmatrix}s_{{11}}&s_{{12}}&\cdots &s_{{1N}}\\s_{{21}}&s_{{22}}&\cdots &s_{{2N }}\\\vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\s_{{N1}}&s_{{N2}}&\cdots &s_{{NN}}\end{pmatrix}}

Sensul fizic

Pentru a determina semnificația fizică a elementelor matricei de împrăștiere a unui multipol cu microunde, este necesar să se aplice o undă incidentă la intrarea (portul) n , adică să excite multipolul cu unde cu o amplitudine a = (0, ..., 0, a n , 0, ..., 0) T și la toate celelalte porturi i -ale ( i ≠ n ) conectează sarcini corelate (valuri nereflexive, care absorb complet). Apoi amplitudinile undelor care ies din porturi , de unde . $b_{m}=s_{{mn}}a_{n}$ $\;s_{{mn}}=b_{m}/a_{n}$

Astfel, elementele matricei de împrăștiere cu indici n ≠ m sunt coeficienții de transmisie către portul m din portul n , cu indicii n = m (elementele diagonalei principale a matricei) sunt coeficienții de reflexie pentru cazul în care la toate i -a ( i ≠ n ) sarcini absorbante sunt conectate la porturi.

Domeniul de aplicare

Spre deosebire de matricele de rezistență (conductivitate) și transmisie, matricea de împrăștiere este definită pentru toate dispozitivele cu microunde. În plus, din punct de vedere ingineresc, procesul de măsurare a parametrilor S este posibil pentru orice dispozitiv cu microunde, deoarece se reduce la măsurarea parametrilor undelor incidente și reflectate la intrările dispozitivului.

Literatură

Sazonov D. M. Antene și dispozitive cu microunde. Proc. pentru specialităţile radiotehnice ale universităţilor . - M .: Mai sus. şcoală, 1988. - P. 432. - ISBN 5-06-001149-6 .