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來源：射頻學堂
公眾號作者：RF 小木匠
大家好，這里是【射頻學堂】。
前面講了一大堆的關于史密斯圓圖的知識點，最終目的還是學會怎么去用它去做阻抗匹配。阻抗匹配是射頻電路設計的一個基礎，對于任何一個電路設計來說，無外乎就是想讓源能盡可能大的把負載所需要的能量傳遞給它。這里面給經(jīng)過很多的射頻路徑，無論濾波，耦合，放大，混頻，都是為了這個目的。無論到哪一步，阻抗匹配永遠少不了。共軛匹配是能量最大傳輸?shù)谋貍錀l件。今天我們一起來復習幾個關于阻抗匹配的參量—— 電壓駐波比 VSWR， 反射系數(shù) Γ 和 失配損耗（其實這三個是一回事?。?/p>
電壓駐波比 VSWR
當一個正在向前傳輸?shù)牟ǎㄋ{色），遇到阻礙（阻抗失配），就會有一部分能量被反射回來（紅色），反射波和入射波的疊加就形成了駐波，阻抗失配越嚴重，反射回來的波越強，當在開路或者短路情況下，會全部反射回來，這個時候反射波的大小和入射波相等，形成純駐波（黑色）。電壓駐波比VSWR 就是駐波振幅的最大值和最小值的比值。這里注意了，駐波是反射波和入射波的疊加波。
電壓駐波比的大小就反應了射頻電路系統(tǒng)的傳輸能力，電壓駐波比越小，表示電源傳輸?shù)截撦d的能量越大，也就是沒有反射的情況下，也就沒有駐波，這時的最大值比最小值等于1.反射系數(shù)Γ
駐波比反應了反射波和入射波疊加合成波的狀態(tài)，這個合成波才是我們真正能看到或者測到的波，如果能把反射波單獨區(qū)分出來，那么反射系數(shù)Γ這個參量更為直觀，反射系數(shù)就是反射波和入射波的比值。它也真正反映了源阻抗和負載阻抗之間的關系，如下式。
式中，ZL 就是負載阻抗，Zo就是源阻抗。
注意：由于阻抗是復數(shù)，那么反射系數(shù)Γ也是復數(shù)。它的實部和虛部正是構成史密斯圓圖的坐標軸的參量。
既然反射系數(shù)和電壓駐波比都是反應反射波和入射波之間關系的參量，那么它們之間的關系也很重要。
注意，上式中，我們取了反射系數(shù)的幅度值|Γ|。
在我們定義散射參數(shù) S 的時候，S11和S22 就描述了端口處的反射特性。S11 就是反射系數(shù)的dB格式，通常也叫做回波損耗RL。
由于阻抗失配導致的損耗，我們稱為失配損耗 Mis-Match Loss，這個就包含在系統(tǒng)的傳輸損耗中，比如對于一個無源器件，它的S11=-15dB，就有0.13dB的傳輸損耗來自于反射。這個在設計中不是很常用，知道即可。
下表給出了他們之間的關系式（建議收藏）。
觀察上表可以看出，當S11=-3dB時，大約有一半的能量被反射了。當S11=-10dB時，大約只有10%的能量被反射，當這個值提高到-15dB，大約只有3.2%的能量被反射，再提高的到-20dB，也只改善了2個點。所以，有時候，只要S11達到一定程度了，再改善的意義也不是很大了。當然對于高功率的應用除外。
下圖給出了反射系數(shù)S11和失配損耗的曲線圖
這里大家常常忽視一個小問題， 回波損耗，到底是什么損耗？留個問題在這里：
如果一個無源器件的回波損耗是20dB，入射波功率是20dBm，那么反射波功率是多少？如果這個無源器件是個無耗器件，那么這個無源器件得到的功率還剩多少？
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