在射频（RF）和微波频率下进行器材表征时会呈现纹波。RF工程师需求确保丈量设备经过正确校准和匹配，以防止纹波带来的丈量差错。设备中不匹配和过错的互连、线缆、连接器、SMA发动等都会引起纹波，然后导致增益、输出功率、OIP3、回波损耗和OIP2等器材性能参数丈量时呈现差错。线缆、评价板线路和封装中阻抗错配会引起多个电磁场反射，导致纹波的构成。因而，进行RF器材表征时，需注意运用正确的丈量设备，以最小化这类差错的呈现。本陈述将为读者具体介绍这些纹波构成背面的理论剖析。别的，咱们还会评论一些根本模仿支撑的试验室丈量。
有时，在RF器材参数表征（例如：增益、线性和回波损耗等）时会呈现纹波。呈现这些纹波的原因是线缆、连接器、评价板线路、受测器材（DUT）和封装内传输信号的屡次反射。这些纹波由这些互连结点的阻抗错配所引起。
图1．（a）根本传输线（b）同轴传输线（c）微波传输带传输线（d）榜首错配层鸿沟，和（e）电介质块等价物。
图1a显现了电源VS、电源阻抗ZS、传输线特性阻抗ZO和负载阻抗ZL的根本传输线。为确保输入入射波能完好传输，传输线应匹配电源和负载，例如：ZS=ZO=ZL=50欧姆。假如该传输线（比方：图1b所示同轴线或许图2b所示微波传输带线）的特性阻抗不等于50欧姆，则错配层便会有反射。错配层能够被看作是具有不同电介质特点的两种介质的鸿沟。特性阻抗不等于50欧姆的传输线部分能够标明为肯定介电系数ε2介质，而50欧姆电源和负载能够标明为肯定介电系数ε1介质（图1d和1e）。
经过细心研讨阻抗错配层的电磁波相互作用状况，咱们能够更深化地了解阻抗错配发生的反射。在这些层的电磁波的相互作用导致介质鸿沟呈现波反射和传输，其别离被量化标明为反射系数Γ和传输系数τ。反射系数是反射Er和入射Ei电场强度的比率。传输系数是传输Et和入射Ei电场强度的比率：
这些系数直接与增益、输出功率、线性和回波损耗有关。要想了解阻抗错配引起的纹波，咱们首要有必要了解反射和传输系数，以及在阻抗错配鸿沟电磁场的相互作用。这些系数所反映的内容终究都将呈现在性能参数丈量中。
理论剖析
反射和传输系数与穿过鸿沟的资料或许介质的结构性参数（介电常数、透磁率和传导性）、波传达方向（入射角）以及电场及磁场的方向（波极化）有关。电磁波以横向电磁波形式（TEM）传达，这种形式的特点是：传输线路中没有纵向磁场，线路由两个或许更多导体（同轴线或许微波传输带线）组成。在传达方向上没有电场重量E和磁场重量H的波传达，应呈现在图1d所示两个介质的鸿沟处，而且入射角为θi（歪斜入射角）。
斜入射角波。经过电磁波平行U或许笔直┴极化的状况，可获得斜入射角的反射和传输系数。大多数线缆和传输线介质资料相对磁导率μr相同。μr=1时平行极化反射系数ΓU、平行极化传输系数τU、笔直极化反射系数Γ┴和笔直极化传输系数τ┴的菲涅耳（Fresnel）方程式，请别离见方程式3-6。参阅[1]有这些方程式的具体解说。下标“i”、“r”和“t”别离代表入射、反射和传输场。
正常入射波
两个导体传输线内的波传达经过正常入射角为θi=0°的这段传输线。当θi变为0时，菲涅耳场反射和传输系数变得与极化无关。方程式3和5的反射系数以及方程式4和6的传输系数所得到的成果与方程式7和8相同。下标“12”标明波从介质1入射，然后传输至图1d的介质2中。
屡次反射时的反射与传输系数
咱们将在本末节中核算图1e所示电介质模块屡次反射时的反射和传输系数。图2显现了该电介质模块内正常入射平面波屡次相互作用。
电介质模块入射的正常平行或许笔直极化平面波可被看作：
其间，w为角频率，d为电介质模块内波传输的间隔，而γ为电介质模块的传达常数，其如方程式10所示。传达常数的实数部分为衰减常量α(Np/m)，而虚数部分为波长常数β(rad/m)。方程式10中εr和μr为电介质模块（即波传达介质）的相对介电常数和透磁率。
图2．电介质模块内的屡次反射。
因为方程式7，介质1到介质2以及介质2到介质1的入射波反射系数如方程式11和12所示。
由方程式8，介质1到介质2以及介质2到介质1的入射波传输系数如方程式13和14所示。
图4显现了总反射电场ErT，其等于单个反射电场（Er1、Er2、Er3…）之和。
其间，每个重量为：
因而，总反射场为：
屡次反射的电介质模块的总反射系数ΓT为：
相同，图2所示总传输电场EtT等于单个传输电场（Et1、Et2、Et3…）之和。
因而，屡次反射的电介质模块的总传输系数τT为：
无屡次反射时，反射与传输系数见图3。
图3．电介质模块内无反射装备。
请考虑图3所示电介质模块中无屡次反射的假定状况。由方程式7和8，咱们能够轻松地写出无屡次反射的反射和传输系数，其如方程式23和24所示。下标“nr”代表“无反射”。在一些运用中，会运用一种时域选通（Time Gating）技能来去除屡次反射。参阅文献[2]阐明晰选通剖析。
理论举例
图4显现的曲线图为：方程式18—屡次反射的反射系数；方程式22—屡次反射的传输系数；方程式23—无屡次反射的反射系数；方程式24—无屡次反射的传输系数。为了便于阐明，规则电介质模块的相对介电常数为“10”，长度为10cm，而且介质1的相对介电常数为“1”。图4标明，反射和传输系数仅在“屡次反射”状况下才呈现纹波，其为屡次反射的成果。可是，“无反射”呼应并没有显现出任何纹波。经过图5所示时域呼应和传输系数时域呼应，咱们能够看到更好的屡次反射。在“无屡次反射”状况下，咱们只能看到一个大峰值（原因是Et1）。但是，在具有大峰值的“屡次反射”状况下，呈现两个相对更高水平的峰值（原因是Et2和Et3），标明电介质模块内存在屡次反射。
图4．电介质模块内有/无屡次反射时的反射和传输系数的频域。
图5．电介质模块内有/无屡次反射时的反射和传输系数的时域。
模块观测
图6a显现了50欧姆微波带传输线，图6b显现了30欧姆分流电阻器，咱们有意将其放置于传输线的输入和输出端，意图是在输入和输出端构成错配。图7中，赤色线条标明50欧姆传输线的传输系数，而且其为0（入射波功率悉数供应负载）。不存在纹波，就意味着没有反射。图7中蓝色线条为图6b所示原理图的传输系数，其约为-12dB（标明因为错配，大部分功率被反射）。别的，因为传输线内的屡次反射，纹波随之呈现。
图6．ADS原理图：（a）50欧姆微波带传输线；（b）30欧姆分流电阻器输入和输出端呈现的错配。
图7．有/无屡次反射时的模仿传输系数。
试验验证
图8为前面末节中模仿传输线的评价电路板相片。咱们将30欧姆电阻器放置于评价电路板（EVM）输入和输出SMA连接器结点处，其以黄色圈出。图9显现了堆叠于蓝色模仿线上的赤色传输线的丈量得传输系数。该丈量数据还显现了传输线输入和输出处30欧姆电阻器错配引起反射带来的纹波呼应。
RF器材表征有时会呈现纹波，首要表现在性能参数（例如：增益、线性、回波损耗等）丈量进程中。这些参数直接与反射和传输系数相关。本文中，咱们评论了由模仿和试验室丈量供给支撑的理论剖析，以阐明反射和传输系数中纹波的构成进程。而且阻抗错配会引起电磁波屡次反射，继而导致纹波的发生。
图8．50欧姆传输线评价电路板。
图9．丈量和模仿传输系数。
