Электронные цепи СВЧ (конспект) (стр. 9 из 17)
Достоинства описания цепей СВЧ в виде параметров рассеяния (
-параметров):1. Возможность измерения. Другие параметры (
…) трудно измерять, так как требуются опыты к.з. и х.х., которые на СВЧ трудно реализовать.2.
-параметры измеряются на основе распространения волны – если линия без потерь (нет изменения амплитуд волн 
и 
), можно измерять -параметры объекта на некотором расстоянии от его физического местоположения. (актуально при микроразмерах).В качестве зависимых переменных приняты волны расходящиеся от четырехполюсника, т.е. рассеянных от четырехполюсника.
– коэффициенты отражения; 
– коэффициенты передачи из плеча 
в плечо 
.Падающие и отраженные волны нормируются так, чтобы их квадрат давал соответствующую мощность.
Зная
-матрицу, можно определить: 
, 
, 
Волновая матрица передачи
Зависимые переменные – волны на входе, независимые переменные – волны на выходе.
При каскадном соединении:
; 
Физический смысл параметров А-матрицы передачи:
обратный коэффициент передачи напряжения;
сопротивление передачи;
проводимость передачи;
обратный коэффициент передачи тока.
Коэффициент передачи по напряжению (от источника к нагрузке)
Коэффициент отражения от входа:
Коэффициент отражения от выхода:
Вывод функции для
: 
.
3.4. Связь между системами параметров.
1. Связь между волновыми матрицами устанавливается соотношениями:
где
Матрицы существуют, если
.2. Связь между матрицами волновой и классической теорий:
3.5. Условия нормирования волновых матриц.
Нормировка уравнений четырехполюсника, нагруженного по входу и выходу на отрезке линий с заданными волновыми сопротивлениями, связана с получением при описании распределенных цепей однозначных величин. Это объясняется тем, что использование понятий тока и напряжения требует в каждом случае отдельных оговорок.
Величиной, однозначно трактуемой в любых цепях и на любых частотах является мощность на сторонах отрезка линии или четырехполюсника.
Пусть
и 
действительны. (Для того, чтобы учесть фазовые свойства системы необходимо под мощностью понимать произведение комплексного тока на комплексного напряжения). Тогда мощность определится 
или 
.1. Тогда нормированные уравнения для волновых параметров передачи:
Нормированные таким образом волны представляют собой корни из мощности, переносимой падающей и отраженной волнами, т.е. это уже волны тока или напряжения, а некоторые новые переменные, имеющие размерность корня из мощности, переносимой падающей, либо отраженной волной в соответствующих линиях передачи, включенных на входе и выходе четырехполюсника.
Нормированная волновая матрица передачи запишется:
2. Аналогичные условия нормировки для
- матрицы запишутся: 
В литературе отличают матрицы нормированные – большими буквами, ненормированные – маленькими буквами.
3. Нормировка классической матрицы передачи
. 
3.6. Шумовые характеристики четырехполюсника.
В диапазоне СВЧ, как правило, необходимо учитывать требования к шуму компонентов. Особенно это актуально для активных компонентов, внутренние шумы которых не равны нулю. В общем случае коэффициент шума:
где
определяется в предположении: 1. АЧХ равномерна;2. шум белый.
– мощности сигнала и шума.Для многокаскадных схем:
– мера шума 
.Задача заключается в минимизации меры шума.
Анализ шумовых характеристик четырехполюсника удобно (по тем же причинам, что
-параметров) проводить в системе волновых шумовых параметров. Если четырехполюсник шумящий, то на входе и выходе имеются расходящиеся шумовые волны 
и 
(считаем четырехполюсник включенным в стандартную линию с 
), тогда: