入射与反射功率的基础知识

矢量网络分析的基本形式包括测量沿传输线传播的入射波、反射波和传输波。我们在此 使用光波长作为类比，当光照射到透镜上时（入射能量），一部分光会从透镜表面反射回去， 但大部分光会继续穿过透镜（传输能量）（图 5）。如果透镜的表面是镜面的，则大部分 光线会反射回去，只有极少或没有任何光线穿过透镜。 虽然射频和微波信号的波长不同，但原理是相同的。矢量网络分析仪可以精确地测量入射、 反射和传输的能量，例如发射到传输线上的能量、由于阻抗失配而沿着传输线反射回 信号源的能量，以及成功传输到最终设备（例如天线）的能量。

史密斯圆图

表征器件时，发生的反射数量由入射信号“看到”的阻抗决定。阻抗可以用实部和虚部来 表示（R + jX 或 G + jB），因此我们可以在一个称为阻抗复平面的矩形网格上绘制出阻抗。 不过，开路（一种常见的射频阻抗）出现在实轴的无穷远处，因此无法显示出来。 此时我们可以使用极坐标图，因为它能够覆盖整个阻抗面。它不是直接绘制复值反射系数 的阻抗图，而是以矢量形式显示。矢量的幅度是其距离显示中心的距离，矢量与从中心点 到最右边的直线之间的角度即为相位。极坐标图的缺点是不能直接从显示图中读取阻抗值。 由于复阻抗与反射系数之间有一一对应的关系，故阻抗复平面的正实半部分可以映射到 极坐标显示图， 结果便形成了史密斯圆图。所有电抗值和从 0 到无限大的所有正电阻值 均落在史密斯圆图内。 在史密斯圆图上，恒定电阻的轨迹表现为圆，而恒定电抗的轨迹表现为圆弧。史密斯圆 图上的阻抗始终归一化为所关注的元器件或系统的特征阻抗，对于射频和微波系统来说 通常是 50 Ω，对广播和有线电视系统则为 75 Ω。理想的终端位于史密斯圆图的中心。