退货损失是正的还是负的?在工程界,这是一个两极分化的问题。开云体育双赢彩票询问射频工程师,大多数人的回答是肯定的。问信号完整性工程师,所有人都会说否定的。哪个是正确的?我认为,在这个时间点上,适应增长的趋势比争取历史的准确性更有效。

2009年,IEEE天线与传播会刊主编特雷弗·伯德在2009年4月的《IEEE天线与传播杂志》上发表了一篇社论:退货损失的定义和滥用”。

在信中,他对他注意到的“退货损失”一词的腐败表示遗憾:

“我注意到,在过去一年左右的时间里,偶尔对回报损失一词的错误使用,现在已经发展成大量的误用。在过去12个月提交给《交易》的所有天线论文中,可能有30%以上错误地使用了退货损失。”

这只是射频工程师的情况。

问题来了。退货损失的定义为:

E1

对于线性无源互连,返回或反射的功率总是小于入射功率。这意味着返回损失总是正的。你会认为这回答了问题。但事实要复杂得多。

虽然这是定义,但返回损失的行为是非常不直观的:如果我们把反射的直觉与返回损失联系起来,这个术语的行为与我们天真的期望相反。反射减少导致回波损失增加。增加的反射,就像从一个较差的互连,是减少的回波损失。

收益损失之所以有如此不直观的定义,是因为它最初的测量方式,在引入第一个自动化之前60年代早期的网络分析器惠普公司。

在“过去”,测量被测设备(DUT)的回波损耗使用射频功率源和功率计,功率计之间带有定向耦合器,需要两步过程。

首先,去除DUT后,输出功率从电源的开口端反射回来,通过定向耦合器进行测量。这是来自源的参考功率。它是一个从开口端反射的总功率的度量。

然后DUT连接到电源的一端,所有未使用的端口上都有端子。将DUT连接到电源减少了返回到功率表的功率。与功率计的开放端相比,添加DUT会导致反射信号中的功率损失。

这个过程如图1所示。

F1
图1所示。旧的方法来衡量回报损失。通过定向耦合器返回的所有测量功率都用作参考。

回波损耗是衡量反射功率损失的指标,相比于开放的,通过添加DUT。一个非常匹配的DUT将导致一个很大的功率损失从开放反映,这意味着一个更高的回报损失。一个糟糕的DUT,有很多的反射,不会有那么多的反射功率损失相比开放,它的回波损失也会很小。

最初对收益损失的定义存在的问题是,我们不再这样衡量收益损失了。相反,我们使用网络分析仪在宽频率范围内获得所有s参数,包括幅度和相位信息,而不仅仅是功率。

s参数项S11与收益损失的历史定义有关,但它们并不相同。s参数元素,S11,实际上是反射系数。这是S11的一个明确的定义,如果你把S11称为反射系数,你永远不会被射频工程师反驳。

当反射很小时,就像在一个匹配良好的系统中,S11的模也很小,就像一个小分数。对于反射小的DUT, S11的值以dB表示,是一个很大的负数,也是一个很小的数字。

当我们称S11为返回损失时,我们引入了混淆。返回损失以dB为单位,总是正的。S11,以dB为单位,总是负的。虽然这两个项的关系是S11[dB] = -RL,但它们并不相同,它们的行为是相反的。

如果我们总是把S11称为反射系数,每个人都能理解我们的意思。为了更透明的互连,我们需要更小的反射系数。这将对应更大的回报损失。我们希望反射信号的损失比开口反射的损失更大。还有比这更令人困惑的吗?

在信号完整性领域,我们错误地给出了术语S11,即“返回损耗”的昵称。我们不应该这么做。我们应该继续称S11为反射系数。

但是这个行业已经向前发展了。我们必须适应。十多年前,特雷弗·伯德(Trevor Bird)试图将手指伸进他眼中的大坝裂缝中,但这并没有阻止混乱的浪潮。

我可能比大多数人更有散播混乱的罪恶感。当我向工程师教授s参数时,他们中的许多人都有射频背景,我强迫他们使用“回波损失”这个术语作为反射系数的同义词。当我在科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado, Boulder)教授研究生时,这种争论有时会变得激烈起来,他们在射频课程中被灌输了如何正确使用“回报损失”一词。他们抱怨说,他们在别的课上用一种方式,而在我的课上用另一种方式。

我不建议我们将“收益损失”一词的使用改为历史定义,而是建议我们都使用情景感知:

当我们看到S11时,我们会想到它,并尝试使用反射系数这个术语来指代它,无论是用幅度还是dB来表示。我们尽量避免使用退货损失这个术语。

当我们听到有人不小心说了return loss而不是reflection coefficient时,我们会看看它的使用背景。这个人使用的返回损失是正dB值还是负dB值?如果他们正确地将其作为正dB值使用,那么在我们的头脑中,将反射系数转换为负的返回损失。如果他们不正确地使用了这个术语,作为一个负的dB值,这是口语用法,那么就把它想象成S11,反射系数。

如果你改进了一个互连,它的反射减少了,并且你试图决定这意味着返回损失变得更大(历史正确)还是更小(口头正确),不要使用返回损失这个术语,使用术语反射系数或S11。

s参数已经够让人困惑的了。困惑只会增加熵,我们的目标之一应该是减少宇宙中的熵。

当然,工程师并不是唯一可以根据上下文以相反的方式看待同一个术语的人。试图减少宇宙中的熵是一个很好的想法,它是“坏的”。这是一件很酷的事情,它很“热”。