在Matlab中进行射频电路S、Z、Y、ABCD等参数的转换

在Matlab中进行射频电路S、Z、Y、ABCD等参数的转换

在微带线的ABCD矩阵的推导、转换与级联-Matlab计算实例（S、Z、Y参数转换）中，简单介绍了二端口电路的S、Z、Y、ABCD等参数的转换公式，如下：

但是，这种转换方法非常麻烦，对于多端口的参数转换就更加难以计算了。

一种更加便捷的方法是使用Matlab来转换这些参数，因为Matlab中有现成的转换函数。

1、转换案例-3dB电桥

假设已知理想3dB电桥的Z参数矩阵：

使用如下的代码在Matlab中将Z参数转化为其他参数：

clc
clear

Z = [0, 0, -1j, -1j*sqrt(2);
    0, 0, -1j*sqrt(2), -1j;
    -1j, -1j*sqrt(2), 0, 0;
    -1j*sqrt(2), -1j, 0, 0];
Z0 = 1; % 特性阻抗

% 转换为S参数矩阵
S = z2s(Z, Z0);

% 转换为Z参数矩阵
Z=s2z(S,Z0);

% 转换为Y参数矩阵
Y=s2y(S,Z0);

% 转换为ABCD参数矩阵
ABCD=s2abcd(S,Z0);

% 输出结果
disp('The S-parameter matrix is:');
disp(S);

% 输出结果
disp('The Z-parameter matrix is:');
disp(Z);

% 输出结果
disp('The Y-parameter matrix is:');
disp(Y);

% 输出结果
disp('The ABCD-parameter matrix is:');
disp(ABCD);
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运行的结果如下：

The S-parameter matrix is:
   0.0000 + 0.0000i   0.7071 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 0.7071i
   0.7071 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 0.7071i   0.0000 + 0.0000i
   0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 0.7071i   0.0000 + 0.0000i   0.7071 + 0.0000i
   0.0000 - 0.7071i   0.0000 + 0.0000i   0.7071 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i

The Z-parameter matrix is:
   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 1.0000i   0.0000 - 1.4142i
   0.0000 + 0.0000i  -0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 1.4142i   0.0000 - 1.0000i
   0.0000 - 1.0000i   0.0000 - 1.4142i  -0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i
   0.0000 - 1.4142i   0.0000 - 1.0000i  -0.0000 + 0.0000i  -0.0000 + 0.0000i

The Y-parameter matrix is:
   0.0000 + 0.0000i  -0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 1.0000i   0.0000 + 1.4142i
   0.0000 + 0.0000i  -0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 1.4142i   0.0000 - 1.0000i
   0.0000 - 1.0000i   0.0000 + 1.4142i  -0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 0.0000i
   0.0000 + 1.4142i   0.0000 - 1.0000i   0.0000 + 0.0000i  -0.0000 + 0.0000i

The ABCD-parameter matrix is:
   0.0000 + 0.0000i   0.0000 - 0.0000i   0.0000 + 1.0000i   0.0000 + 1.4142i
   0.0000 - 0.0000i   0.0000 + 0.0000i   0.0000 + 1.4142i   0.0000 + 1.0000i
   0.0000 - 1.0000i   0.0000 + 1.4142i   0.0000 - 0.0000i   0.0000 - 0.0000i
   0.0000 + 1.4142i   0.0000 - 1.0000i   0.0000 - 0.0000i   0.0000 + 0.0000i

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2、将转换结果应用到ADS中制造理想3dB电桥器件

在ADS中，可以使用这些理想的S、Z、Y参数矩阵构造器件，实现理想的电路响应，这在理论验证时是非常有用的。使用时，直接将上面得到的结果填进去就行，但是要注意归一化阻抗的转换：

详细的仿真案例可以参考另一个博客：在ADS中使用传输端口参数构建理想元器件模型—以3dB电桥为例