如何正确使用输电线路反射系数
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当所有电磁波到达两种具有折射率对比的介质之间的界面时，都会发生一些反射。
平面波的反射可以用反射系数来完美地描述，但在像印刷电路板这样的复杂结构中，这并不是全部。
设计人员需要使用输入阻抗和s参数来描述传输线中的反射。
用反射系数来描述水面反射的平面波。
新设计者经常引用反射系数来描述传输线负载端的反射。不幸的是，大多数设计师并不精通信号的完整性分析人员可能不知道反射系数不是描述传输线负载反射的完整度量。在尺寸有限、几何形状确定的信道中，信号不会以平面波的形式传播，其反射不能用传输线反射系数来描述。相反，我们需要s参数和输入阻抗来正确描述沿传输线阻抗不连续处的信号行为。
输电线路反射系数与s参数和输入阻抗的关系
所有传输线都是用来引导电磁脉冲或电磁波传播的媒介。无论我们处理的是数字脉冲还是谐波交流波，电磁波的入射波前都可以反射出两种材料之间的界面。在光学中，我们说这是由于折射率对比造成的。在电磁学中，我们说这是由于两种介质介电常数之间的不匹配。在电子学中，这是由于阻抗的不匹配(注意，所有这些量都是相关的!)
与负载阻抗Z相连的传输线所涉及的阻抗在，源阻抗Z年代，输入阻抗为Z在如下所示:
带有输入、源和负载阻抗的传输线原理图。
推导平面波的反射系数是电磁学课上的标准作业。输电线路反射系数的一般定义为:
输电线路负载时反射系数的定义。
在这里,Zl负载阻抗和Z是多少0是传输线的特性阻抗．这个量描述了由于阻抗不匹配而反射到传输线负载上的电压。通常，这个方程是在假定电磁波是平面波的情况下推导出来的，大多数处理方法只考虑传输线和负载分量之间发生的情况。
虽然在传输线的负载端存在反射系数，但在传输线的源和输入阻抗之间也存在反射:
输电线路源处反射系数的定义。
在这里，我们需要了解传输线的输入阻抗，这也是在负载时测量的传输线反射系数的函数。
输入阻抗
传输线截面的输入阻抗是传输线反射系数的函数。输入阻抗是指向源端的线的阻抗。换句话说，它是由于负载和传输线的特性阻抗的存在而由源看到的阻抗。我们通常认为负载阻抗由真实输入阻抗和负载处指定的任何终端组成。传输线的输入阻抗为用于源处阻抗匹配的值和的定义为:
长度为l的传输线截面的输入阻抗，由负载端传输线反射系数表示。
如果在负载处存在完美匹配，则输电线路在负载处的反射系数为零;源端也是如此。由上式可知，若传输线反射系数为零(完美阻抗匹配)时，输入阻抗即为线路的特性阻抗，与线路长度无关。如果源阻抗和传输线特性阻抗不匹配，仍然会有反射!反射只发生在源端，而不是在负载端。
实际上，反射系数在所有频率上都不等于零，这就是为什么我们使用s参数，特别是S11或回波损失，来描述宽频率范围内的反射。
S11(退货损失)
S11与退货损失密切相关;这两个量互为倒数。大多数射频设计人员都熟悉回波损耗的公式:
用传输线反射系数定义回波损失。
输入阻抗和S11(回波损耗)都与传输线反射系数有关。实s参数是频率的复杂函数，可以有一组复杂的共振/反共振;下面是连接到端接50欧姆的1 pF负载电容的传输线的示例。
输入电容为1pf的负载元件的S11和反射系数的比较。
在这里，我们看到传输线就像一个典型的谐振腔当线路很短时，具有明确的共振结构。最终，随着线变长，损耗开始占主导地位，S11频谱中的共振开始消失。
从上图中可以明显看出，如果我们将这条线拉长到无穷远，我们会发现每个端口的输入阻抗都减少到上面所示的标准反射系数方程之一。对于在实际频率下工作的实际传输线，必须根据输入阻抗和s参数描述信号行为，特别是当线路较短时。
使用s参数和输入阻抗检查反射
如上所述，传输线的s参数和输入阻抗是描述传输线负载端信号反射的正确工具。反射系数只是故事的一部分。因为输入阻抗只取决于反射系数和传播常数，所以只要能近似传输线的传播常数，输入阻抗就可以近似。
s参数是标准工具用于描述传播信号在通过信道时的反射和损耗。如果您想提取了解互连所需的所有信息，您可以使用以下过程来确定传输线的s参数和输入阻抗:
- 使用PCB布局软件和集成的现场求解器来提取通道的s参数。
- 使用标准s参数到ABCD参数的转换来确定信道的宽带传播常数。
- 利用负载阻抗谱(包括负载电容!)和传输线阻抗谱计算负载端反射系数。
- 利用步骤3的结果计算输入阻抗。
通过这个过程，您将在PCB布局中获得输电线的输入阻抗和s参数，而不需要收集测量数据。
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