산란 매개변수 튜토리얼: 그들은 무엇이며 어떤 역할을 하나?
S 매개변수란?
S-매개변수, 또는 산란 매개변수 또는 S-행렬 매개변수는 RF 에너지가 다중 포트 네트워크를 통해 어떻게 이동하는지를 나타냅니다. 이것은 RF 전자 부품의 선형 특성을 나타내며, 전기 네트워크를 통한 에너지의 이동 방식을 설명합니다.
S-매개변수 행렬은 이득, 손실, 임피던스, 위상 그룹 지연, VSWR 등의 특성을 계산합니다. S-매개변수는 복잡한 네트워크를 간단한 "블랙 박스"로 표현하고, 해당 신호가 네트워크 내에서 어떻게 변하는지를 명확히 표시합니다. 블랙 박스는 저항기, 송전선, 또는 집적 회로 등 다양한 요소를 포함할 수 있습니다.
S-매개변수에 대해 논의할 때, "산란"이라는 용어는 전송선에서 진행하는 전류와 전압이 네트워크가 전송선에 도입됨으로써 발생하는 불연속성과 접촉했을 때 어떻게 영향을 받는지를 설명합니다.
S-매개변수는 전기, 전자, 통신 시스템 공학에서 선형 전기 네트워크, 특히 고주파에서 작동하며 작은 진폭의 다양한 정상 상태 입력 신호를 받는 네트워크의 전기 특성을 효과적으로 설명하기 위해 널리 사용됩니다.
S-매개변수는 모든 주파수에서 사용될 수 있지만, 신호 전력과 에너지 고려사항이 전류와 전압보다 측정하기 쉽기 때문에 주로 라디오 주파수(RF) 및 마이크로파 네트워크에서 사용됩니다. S-매개변수 측정은 주파수 정보뿐만 아니라 특성 임피던스 또는 시스템 임피던스도 포함해야 합니다. 왜냐하면 S-매개변수는 주파수에 따라 달라지기 때문입니다.
네트워크나 회로는 저항, 인덕터, 커패시터와 같은 다양한 전기 부품을 연결합니다. 신호가 네트워크에 들어갈 수 있는 한 쌍의 단자는 포트 또는 에너지가 공급되거나 에너지가 제거되는 어떤 한 쌍의 단자를 의미합니다.
S-매개변수를 사용하여 특성을 파악할 수 있는 전기 네트워크 또는 "블랙 박스"는 Figure 1에 보여진 것처럼 N 개의 포트를 가질 수 있습니다. 포트는 전기 전류가 네트워크에 들어오거나 나가는 점입니다. 때로는 이러한 것을 "단자" 쌍으로 언급하기도 합니다.
S-매개변수가 무엇을 나타내는가?
S-매개변수는 실수부와 허수부를 가지는 복소수이며, 이를 직접 또는 행렬로 사용하여 주파수 영역에서 반사 또는 전송 특성의 진폭 및/또는 위상을 표시할 수 있습니다.
복잡한 시간 변동 신호가 선형 네트워크를 통과할 때, 진폭과 위상 이동이 시간 영역 파형을 크게 왜곡할 수 있습니다. 따라서 주파수 영역에서의 진폭과 위상 정보는 중요합니다. S-매개변수는 이러한 정보를 모두 지원하며, 고주파 장치의 특성화에 많은 이점을 제공합니다.
S-매개변수 집합을 지정할 때 다음 정보가 정의되어야 합니다:
주파수
명목상의 특성 임피던스 (일반적으로 50 Ω)
포트 번호 할당
네트워크에 영향을 미칠 수 있는 조건 (예: 온도, 제어 전압, 바이어스 전류 등)
S-매개변수의 세부 사항
S-매개변수 접근법에 따르면, 전기 네트워크는 저항, 커패시터, 인덕터, 트랜지스터와 같은 다양한 기본 전기 회로 구성 요소로 구성된 "블랙 박스"로, 포트를 통해 다른 회로와 통신합니다.
S-매개변수 행렬은 네트워크의 특성을 나타내는 복소수의 정방 행렬로, 포트에 적용된 신호에 대한 네트워크의 응답을 결정하는 데 사용됩니다. S-매개변수로 설명된 전기 네트워크는 여러 개의 포트를 가질 수 있습니다.
S-매개변수는 이득, 반사 손실, 전압 서브웨이비 비율(VSWR), 네트워크 안정성, 반사 계수와 같은 다양한 전기 특성을 표현하는 유연한 수단을 제공합니다.
출처: Electrical4u.
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