以二端口網絡為(wèi)例，如單根傳輸線，共有(yǒu)四個(gè)S參數：S11，S12，S21，S22，對(duì)于互易網絡有(yǒu)S12＝S21，對(duì)于對(duì)稱網絡有(yǒu)S11＝S22，對(duì)于無耗網絡，有(yǒu)S11*S11+S21*S21＝1，即網絡不消耗任何能量，從(cóng)端口1輸入的(de)能量不是被反射回端口1就是傳輸到端口2上(shàng)了。

在高(gāo)速電(diàn)路(lù)設計(jì)中用到的(de)微(wēi)帶線或帶狀線，都(dōu)有(yǒu)參考平面，為(wèi)不對(duì)稱結構（但(dàn)平行雙導線就是對(duì)稱結構），所以S11不等于S22，但(dàn)滿足互易條件(jiàn)，總是有(yǒu)S12＝S21。假設Port1為(wèi)信号輸入端口，Port2為(wèi)信号輸出端口，則我們關心的(de)S參數有(yǒu)兩個(gè)：S11和(hé)S21，S11表示回波損耗，也就是有(yǒu)多少能量被反射回源端（Port1）了，這(zhè)個(gè)值越小(xiǎo)越好(hǎo)，一般建議(yì)S11<0.1，即－20dB，S21表示插入損耗，也就是有(yǒu)多少能量被傳輸到目的(de)端（Port2）了，這(zhè)個(gè)值越大越好(hǎo)，理(lǐ)想值是1，即0dB，越大傳輸的(de)效率越高(gāo)，一般建議(yì)S21>0.7，即－3dB，如果網絡是無耗的(de)，那(nà)麽隻要Port1上(shàng)的(de)反射很(hěn)小(xiǎo)，就可以滿足S21>0.7的(de)要求，但(dàn)通(tōng)常的(de)傳輸線是有(yǒu)耗的(de)，尤其在GHz以上(shàng)，損耗很(hěn)顯著，即使在Port1上(shàng)沒有(yǒu)反射，經過長(cháng)距離的(de)傳輸線後，S21的(de)值就會變得很(hěn)小(xiǎo)，表示能量在傳輸過程中還(hái)沒到達目的(de)地(dì)，就已經消耗在路(lù)上(shàng)了。

對(duì)于由2根或以上(shàng)的(de)傳輸線組成的(de)網絡，還(hái)會有(yǒu)傳輸線間(jiān)的(de)互參數，可以理(lǐ)解為(wèi)近(jìn)端串擾系數、遠(yuǎn)端串擾系統，注意在奇模激勵和(hé)偶模激勵下(xià)的(de)S參數值不同。

需要說(shuō)明(míng)的(de)是，S參數表示的(de)是全頻(pín)段的(de)信息，由于傳輸線的(de)帶寬限制，一般在高(gāo)頻(pín)的(de)衰減比較大，S參數的(de)指标隻要在由信号的(de)邊緣速率表示的(de)EMI發射帶寬範圍內(nèi)滿足要求就可以了。

回波損耗、反射系數、電(diàn)壓駐波比,、S11這(zhè)幾個(gè)參數在射頻(pín)微(wēi)波應用中經常會碰到，他(tā)們各自(zì)的(de)含義如下(xià)：

回波損耗(Return Loss)：入射功率/反射功率, 為(wèi)dB數值

反射系數(Г)：反射電(diàn)壓/入射電(diàn)壓, 為(wèi)标量

電(diàn)壓駐波比(Voltage Standing Wave Ration): 波腹電(diàn)壓/波節電(diàn)壓

S參數：S12為(wèi)反向傳輸系數，也就是隔離。S21為(wèi)正向傳輸系數，也就是增益。S11為(wèi)輸入反射系數，也就是輸入回波損耗，S22為(wèi)輸出反射系數，也就是輸出回波損耗。

四者的(de)關系：
VSWR=(1+Г)/(1-Г) (1)
S11=20lg(Г) (2)
RL=-S11 (3)

回波損耗與VSWR之間(jiān)的(de)轉換關系，讀者可以采用上(shàng)面的(de)式子(zǐ)1和(hé)2來(lái)手動計(jì)算(suàn)。

天饋線匹配：阻抗匹配的(de)優劣一般用四個(gè)參數來(lái)衡量，即反射系數，行波系數，駐波比和(hé)回波損耗，四個(gè)參數之間(jiān)有(yǒu)固定的(de)數值關系，使用那(nà)一個(gè)均出于習(xí)慣。通(tōng)常用的(de)較多的(de)是駐波比和(hé)回波損耗。

比： 它是行波系數的(de)倒數，其值在1到無窮大之間(jiān)。駐波比為(wèi)1，表示完全匹配；駐波比為(wèi)無窮大表示全反射，完全失配。在移動通(tōng)信系統中，一般要求駐波比小(xiǎo)于1.5。

回波損耗： 它是反射系數絕對(duì)值的(de)倒數，以分貝值表示。回波損耗的(de)值在0dB的(de)到無窮大之間(jiān)，回波損耗越大表示匹配越好(hǎo)。0表示全反射，無窮大表示完全匹配。在移動通(tōng)信系統中，一般要求回波損耗大于14dB。

駐波比:

S＝電(diàn)壓最大值/電(diàn)壓最小(xiǎo)值
＝Umax/Umin

行波系數:

K＝電(diàn)壓最小(xiǎo)值/電(diàn)壓最大值＝Umin/Umax
＝(入射波振幅-反射波振幅)/(反射波振幅+入射波振幅)

反射系數:

P＝反射波振幅/入射波振幅
＝(傳輸線特性阻抗-負載阻抗)/(傳輸線特性阻抗+負載阻抗)
即P＝︱（Zb-Za）/（Zb+Za）︱ 取絕對(duì)值

回波損耗：

L＝1/P＝︱（Zb+Za）/（Zb-Za）︱

駐波比與反射系數：

S＝（1+P）/（1-P）

VSWR翻譯為(wèi)電(diàn)壓駐波比(Voltage Standing Wave Ratio)，一般簡稱駐波比。 電(diàn)磁波從(cóng)甲介質傳導到乙介質,會由于介質不同,電(diàn)磁波的(de)能量會有(yǒu)一部分被反射，從(cóng)而在甲區(qū)域形成“行駐波”。 電(diàn)壓駐波比,指的(de)就是行駐波的(de)電(diàn)壓峰值與電(diàn)壓谷值之比，此值可以通(tōng)過反射系數的(de)模值計(jì)算(suàn)： VSWR=(1+反射系數模值)/(1-反射系數模值）。 而入射波能量與反射波能量的(de)比值為(wèi) 1：(反射系數模的(de)平方)

從(cóng)能量傳輸的(de)角度考慮，理(lǐ)想的(de)VSWR為(wèi) 1:1 ，即此時(shí)為(wèi)行波傳速狀态，在傳輸線中，稱為(wèi)阻抗匹配；最差時(shí)VSWR無窮大，此時(shí)反射系數模為(wèi)1，為(wèi)純駐波狀态，稱為(wèi)全反射，沒有(yǒu)能量傳輸。

由上(shàng)可知,駐波比越大,反射功率越高(gāo)，傳輸效率越低(dī)。

電(diàn)壓駐波比（VSWR）是射頻(pín)技(jì)術中最常用的(de)參數，用來(lái)衡量部件(jiàn)之間(jiān)的(de)匹配是否良好(hǎo)。當業(yè)餘無線電(diàn)愛好(hǎo)者進行聯絡時(shí)，當然首先會想到測量一下(xià)天線系統的(de)駐波比是否接近(jìn)1:1，

如果接近(jìn)1:1，當然好(hǎo)。常常聽(tīng)到這(zhè)樣的(de)問(wèn)題：但(dàn)如果不能達到1，會怎樣呢(ne)？駐波比小(xiǎo)到幾，天線才算(suàn)合格？為(wèi)什麽大小(xiǎo)81這(zhè)類老(lǎo)式的(de)軍用電(diàn)台上(shàng)沒有(yǒu)駐波表？

發射機(jī)與天線匹配的(de)條件(jiàn)是兩者阻抗的(de)電(diàn)阻分量相(xiàng)同、感抗部分互相(xiàng)抵消。如果發射機(jī)的(de)阻抗不同，要求天線的(de)阻抗也不同。在電(diàn)子(zǐ)管時(shí)代，一方面電(diàn)子(zǐ)管本輸出阻抗高(gāo)，另一方面低(dī)阻抗的(de)同軸電(diàn)纜還(hái)沒有(yǒu)得到推廣，流行的(de)是特性阻抗為(wèi)幾百歐的(de)平行饋線，因此發射機(jī)的(de)輸出阻抗多為(wèi)幾百歐姆。而現(xiàn)代商品固态無線電(diàn)通(tōng)信機(jī)的(de)天線标稱阻抗則多為(wèi)50歐姆，因此商品VSWR表也是按50歐姆設計(jì)标度的(de)。

如果你(nǐ)擁有(yǒu)一台輸出阻抗為(wèi)600歐姆的(de)老(lǎo)電(diàn)台，那(nà)就大可不必費(fèi)心血用50歐姆的(de)VSWR計(jì)來(lái)修理(lǐ)你(nǐ)的(de)天線，因為(wèi)那(nà)樣反而幫倒忙。隻要設法調到你(nǐ)的(de)天線電(diàn)流最大就可以了。

正因為(wèi)VSWR除了1以外(wài)的(de)數值不值得那(nà)麽精确地(dì)認定（除非有(yǒu)特殊需要），所以多數VSWR表并沒有(yǒu)象電(diàn)壓表、電(diàn)阻表那(nà)樣認真标定，甚至很(hěn)少有(yǒu)VSWR給出它的(de)誤差等級數據。由于表內(nèi)射頻(pín)耦合元件(jiàn)的(de)相(xiàng)頻(pín)特性和(hé)二極管非線性的(de)影響，多數VSWR表在不同頻(pín)率、不同功率下(xià)的(de)誤差并不均勻。

VSWR都(dōu)＝1不等于都(dōu)是好(hǎo)天線

影響天線效果的(de)最重要因素：諧振讓我們用弦樂(yuè)器(qì)的(de)弦來(lái)加以說(shuō)明(míng)。無論是提琴還(hái)是古筝，它的(de)每一根弦在特定的(de)長(cháng)度和(hé)張力下(xià)，都(dōu)會有(yǒu)自(zì)己的(de)固有(yǒu)頻(pín)率。當弦以固有(yǒu)頻(pín)率振動時(shí)，兩端被固定不能移動，但(dàn)振動方向的(de)張力最大。中間(jiān)擺動最大，但(dàn)振動張力最松弛。這(zhè)相(xiàng)當于自(zì)由諧振的(de)總長(cháng)度為(wèi)1/2波長(cháng)的(de)天線，兩端沒有(yǒu)電(diàn)流（電(diàn)流波谷）而電(diàn)壓幅度最大（電(diàn)壓波腹），中間(jiān)電(diàn)流最大（電(diàn)流波腹）而相(xiàng)鄰兩點的(de)電(diàn)壓最小(xiǎo)（電(diàn)壓波谷）。

我們要使這(zhè)根弦發出最強的(de)聲音(yīn)，一是所要的(de)聲音(yīn)隻能是弦的(de)固有(yǒu)頻(pín)率，二是驅動點的(de)張力與擺幅之比要恰當，即驅動源要和(hé)弦上(shàng)驅動點的(de)阻抗相(xiàng)匹配。具體(tǐ)表現(xiàn)就是拉弦的(de)琴弓或者彈撥的(de)手指要選在弦的(de)适當位置上(shàng)。我們在實際中不難發現(xiàn)，拉弓或者撥弦位置錯(cuò)誤會影響弦的(de)發聲強度，但(dàn)稍有(yǒu)不當還(hái)不至于影響太多，而要發出與琴弦固有(yǒu)頻(pín)率不同的(de)聲響卻是十分困難的(de)，此時(shí)弦上(shàng)各點的(de)振動狀态十分複雜(zá)、混亂，即使振動起來(lái)，各點對(duì)空氣的(de)推動不是齊心合力的(de)，發聲效率很(hěn)低(dī)。

天線也是同樣，要使天線發射的(de)電(diàn)磁場(chǎng)最強，一是發射頻(pín)率必須和(hé)天線的(de)固有(yǒu)頻(pín)率相(xiàng)同，二是驅動點要選在天線的(de)适當位置。如果驅動點不恰當而天線與信号頻(pín)率諧振，效果會略受影響，但(dàn)是如果天線與信号頻(pín)率不諧振，則發射效率會大打折扣。

所以，在天線匹配需要做到的(de)兩點中，諧振是最關鍵的(de)因素。

在早期的(de)發信機(jī)，例如本期介紹的(de)71型報話(huà)機(jī)中，天線電(diàn)路(lù)隻用串聯電(diàn)感、電(diàn)容的(de)辦法取得與工(gōng)作(zuò)頻(pín)率的(de)嚴格諧振，而進一步的(de)阻抗配合是由線圈之間(jiān)的(de)固定耦合确定死的(de)，在不同頻(pín)率下(xià)未必真正達到阻抗的(de)嚴格匹配，但(dàn)是實際效果證明(míng)隻要諧振就足以好(hǎo)好(hǎo)工(gōng)作(zuò)了。

因此在沒有(yǒu)條件(jiàn)做到VSWR絕對(duì)為(wèi)1時(shí)，業(yè)餘電(diàn)台天線最重要的(de)調整是使整個(gè)天線電(diàn)路(lù)與工(gōng)作(zuò)頻(pín)率諧振。

天線的(de)VSWR需要在天線的(de)饋電(diàn)端測量。但(dàn)天線饋電(diàn)點常常高(gāo)懸在空中，我們隻能在天線電(diàn)纜的(de)下(xià)端測量VSWR，這(zhè)樣測量的(de)是包括電(diàn)纜的(de)整個(gè)天線系統的(de)VSWR。當天線本身(shēn)的(de)阻抗确實為(wèi)50歐姆純電(diàn)阻、電(diàn)纜的(de)特性阻抗也确實是50歐姆時(shí)，測出的(de)結果是正确的(de)。

當天線阻抗不是50歐姆時(shí)而電(diàn)纜為(wèi)50歐姆時(shí)，測出的(de)VSWR值會嚴重受到天線長(cháng)度的(de)影響，隻有(yǒu)當電(diàn)纜的(de)電(diàn)器(qì)長(cháng)度正好(hǎo)為(wèi)波長(cháng)的(de)整倍數時(shí)、而且電(diàn)纜損耗可以忽略不計(jì)時(shí)，電(diàn)纜下(xià)端呈現(xiàn)的(de)阻抗正好(hǎo)和(hé)天線的(de)阻抗完全一樣。但(dàn)即便電(diàn)纜長(cháng)度是整倍波長(cháng)，但(dàn)電(diàn)纜有(yǒu)損耗，例如電(diàn)纜較細、電(diàn)纜的(de)電(diàn)氣長(cháng)度達到波長(cháng)的(de)幾十倍以上(shàng)，那(nà)麽電(diàn)纜下(xià)端測出的(de)VSWR還(hái)是會比天線的(de)實際VSWR低(dī)。

所以，測量VSWR時(shí)，尤其在UHF以上(shàng)頻(pín)段，不要忽略電(diàn)纜的(de)影響。

我們知道(dào)偶極天線每臂電(diàn)氣長(cháng)度應為(wèi)1/4波長(cháng)。那(nà)麽如果兩臂長(cháng)度不同，它的(de)諧振波長(cháng)如何計(jì)算(suàn)？是否會出現(xiàn)兩個(gè)諧振點？

如果想清了上(shàng)述琴弦的(de)例子(zǐ)，答(dá)案就清楚了。系統總長(cháng)度不足3/4波長(cháng)的(de)偶極天線（或者以地(dì)球、地(dì)網為(wèi)鏡象的(de)單臂天線）隻有(yǒu)一個(gè)諧振頻(pín)率，取決于兩臂的(de)總長(cháng)度。兩臂對(duì)稱，相(xiàng)當于在阻抗最低(dī)點加以驅動，得到的(de)是最低(dī)的(de)阻抗。兩臂長(cháng)度不等，相(xiàng)當于把弓子(zǐ)偏近(jìn)琴馬拉弦，費(fèi)的(de)力不同，驅動點的(de)阻抗比較高(gāo)一些，但(dàn)是諧振頻(pín)率仍舊(jiù)是一個(gè)，由兩臂的(de)總長(cháng)度決定。如果偏到極端，一臂加長(cháng)到1/2波長(cháng)而另一臂縮短到0，驅動點阻抗增大到幾乎無窮大，則成為(wèi)端饋天線，稱為(wèi)無線電(diàn)發展早期用在汽艇上(shàng)的(de)齊柏林(lín)天線和(hé)現(xiàn)代的(de)1/2波長(cháng)R7000垂直天線，當然這(zhè)時(shí)必須增加必要的(de)匹配電(diàn)路(lù)才能連接到50歐姆的(de)低(dī)阻抗發射機(jī)上(shàng)。

偶極天線兩臂不對(duì)稱，或者兩臂周圍導電(diàn)物(wù)體(tǐ)的(de)影響不對(duì)稱，會使諧振時(shí)的(de)阻抗變高(gāo)。但(dàn)隻要總電(diàn)氣長(cháng)度保持1/2波長(cháng)，不對(duì)稱不是十分嚴重，那(nà)麽雖然特性阻抗會變高(gāo)，一定程度上(shàng)影響VSWR，但(dàn)是實際發射效果還(hái)不至于有(yǒu)十分明(míng)顯的(de)惡化(huà)。

當VSWR過高(gāo)時(shí)，主要是天線系統不諧振時(shí)，因而阻抗存在很(hěn)大電(diàn)抗分量時(shí)，發射機(jī)末級器(qì)件(jiàn)可能需要承受較大的(de)瞬間(jiān)過電(diàn)壓。早期技(jì)術不很(hěn)成熟時(shí)，高(gāo)VSWR容易造成射頻(pín)末級功率器(qì)件(jiàn)的(de)損壞。因此，将VSWR控制在較低(dī)的(de)數值，例如3以內(nèi)，是必要的(de)。

現(xiàn)在有(yǒu)些設備具有(yǒu)比較完備的(de)高(gāo)VSWR保護，當在線測量到的(de)VSWR過高(gāo)時(shí)，會自(zì)動降低(dī)驅動功率，所以燒末級的(de)危險比20年(nián)以前降低(dī)了很(hěn)多。但(dàn)是仍然不要大意。

不過對(duì)于QRP玩(wán)家(jiā)講來(lái)，末級功率有(yǒu)時(shí)小(xiǎo)到幾乎沒有(yǒu)燒末級的(de)可能性。移動運用時(shí)要将便攜的(de)臨時(shí)天線調到VSWR＝1卻因為(wèi)環境的(de)變幻而要絞盡腦汁。這(zhè)時(shí)不必太喪氣。1988－1989年(nián)筆(bǐ)者為(wèi)BY1PK試驗4W的(de)CW/QRP，使用長(cháng)度不足1.5米的(de)三樓窗簾鐵(tiě)絲和(hé)長(cháng)度為(wèi)1.5米左右的(de)塑料線做饋線，用串并電(diàn)容的(de)辦法調到天線電(diàn)流最大，測得VSWR為(wèi)無窮大，卻也聯到了JA、VK、U9、OH等電(diàn)台。後來(lái)做了一個(gè)小(xiǎo)天調，把VSWR調到 1，但(dàn)對(duì)比試驗中遠(yuǎn)方友(yǒu)台報告說(shuō)，VSWR的(de)極大變化(huà)并沒有(yǒu)給信号帶來(lái)什麽改進，好(hǎo)像信号還(hái)變弱了些，可能本來(lái)就微(wēi)弱的(de)信号被天調的(de)損耗又(yòu)吃(chī)掉了一些吧(ba)。

總之，VSWR道(dào)理(lǐ)多多。既然有(yǒu)了業(yè)餘電(diàn)台，總是免不了和(hé)VSWR打交道(dào)，不妨多觀察、積累、交流各自(zì)的(de)心得吧(ba)。

天線系統和(hé)輸出阻抗為(wèi)50歐的(de)發信機(jī)的(de)匹配條件(jiàn)是天線系統阻抗為(wèi)50歐純電(diàn)阻。要滿足這(zhè)個(gè)條件(jiàn)，需要做到兩點：第一，天線電(diàn)路(lù)與工(gōng)作(zuò)頻(pín)率諧振（否則天線阻抗就不是純電(diàn)阻）；第二，選擇适當的(de)饋電(diàn)點。

一些國(guó)外(wài)雜(zá)志(zhì)文(wén)章(zhāng)在介紹天線時(shí)經常給出VSWR的(de)曲線。有(yǒu)時(shí)會因此産生(shēng)一種錯(cuò)覺，隻要VSWR＝1，總會是好(hǎo)天線。其實，VSWR＝1隻能說(shuō)明(míng)發射機(jī)的(de)能量可以有(yǒu)效地(dì)傳輸到天線系統。但(dàn)是這(zhè)些能量是否能有(yǒu)效地(dì)輻射到空間(jiān)，那(nà)是另一個(gè)問(wèn)題。一副按理(lǐ)論長(cháng)度作(zuò)制作(zuò)的(de)偶極天線，和(hé)一副長(cháng)度隻有(yǒu)1/20的(de)縮短型天線，隻要采取适當措施，它們都(dōu)可能做到VSWR＝1，但(dàn)發射效果肯定大相(xiàng)徑庭，不能同日(rì)而語。做為(wèi)極端例子(zǐ)，一個(gè)50歐姆的(de)電(diàn)阻，它的(de)VSWR十分理(lǐ)想地(dì)等于1，但(dàn)是它的(de)發射效率是0。

而如果VSWR不等于1，譬如說(shuō)等于4，那(nà)麽可能性會有(yǒu)很(hěn)多：天線感性失諧，天線容性失諧，天線諧振但(dàn)是饋電(diàn)點不對(duì)，等等。在阻抗園圖上(shàng)，每一個(gè)VSWR數值都(dōu)是一個(gè)園，擁有(yǒu)無窮多個(gè)點。也就是說(shuō)，VSWR數值相(xiàng)同時(shí)，天線系統的(de)狀态有(yǒu)很(hěn)多種可能性，因此兩根天線之間(jiān)僅用VSWR數值來(lái)做簡單的(de)互相(xiàng)比較沒有(yǒu)太嚴格的(de)意義。

天線VSWR＝1說(shuō)明(míng)天線系統和(hé)發信機(jī)滿足匹配條件(jiàn)，發信機(jī)的(de)能量可以最有(yǒu)效地(dì)輸送到天線上(shàng)，匹配的(de)情況隻有(yǒu)這(zhè)一種。