射频工程师笔试题目与答案

从特征阻抗的公式出发，找到电路中的等效电感和等效电容，然后从电感电容等比例缩放的原则去匹配阻抗，有点颠覆我十多年的“经验”。

  今天有同学在群里讨论一个笔试题，记不清是哪家大厂了。我们看一下这道题到底怎么解呢？ 题目：3dB、10dB的衰减器一端接阻抗为50欧姆的矢量网络分析仪，另一端开路。此时，矢量网络分析仪测得到的VSWR分别为多少? 我们看一下这个解题过程

3dB和10dB的衰减器，指的是衰减器的S21分别是3dB和10dB。 S11没有提及，我们可以默认和VNA的连接是完全匹配的， 另一端开路，网分测量的是衰减器的单端口性能。这个问题也就转换成了一个测单端开路衰减器的VSWR. 我们知道，VSWR和反射系数s11的关系式

那么我们知道知道这个①端口的s11 就可以了。

  s11的定义是端口1 上反射的波和入射波的比值

  为方便计算，我们假设入射波a1的功率为10dBm，进入衰减器之后会被分别衰减3dB和10dB，这样到达开路口分别还剩7dBm和0dBm，开路口全反射，反射波信号会再次进入衰减器，这样到达测试口的时候，反射波还有4dBm和-10dBm。这样我们就可以快速得到反射波的功率了。已知反射波的功率，这样就可以快速算出测试口的S11（dB）了。 这个口的S11（dB）是多少呢？ -6dB 和 -20dB （这里引入了dB计算，省去了很大部分的乘除运算，所以直接口算就可得出结果） 那么转化为反射系数s11，进而就可以算出它的驻波比VSWR了。 算起来还是挺麻烦的，还要各种对数指数转换，下面用表格快速计算了一下，结果如下。

其实有心的同学可以很快给出答案，因为S11和VSWR的对应关系的几个常用数值是很有必要牢记的，6dB和20dB就是这个常用值，还有26.5dB，14dB等等。

有同学利用ChatGPT给出了答案，如下图所示，和这个结果是一样的。不过感觉绕了好多。可能是GPT太聪明了......

我们再延伸一下，看第二道题： 如果衰减器的另一端不是开路，而是接一个VSWR=3 的失配负载，那么网分测出的VSWR又分别是多少呢？ 我们接着按照反射系数基本公式来推算。 还是用上文提到的方法， 假设入射波a1的功率为10dBm，进入衰减器之后会被分别衰减3dB和10dB，这样到达失配负载分别还剩（10-3）7dBm/（10-10）0dBm，失配负载反射系数6dB，反射波信号分别有1dBm（10-3-6）/ -6dBm（10-10-6）会再次进入衰减器，这样经过衰减器之后，测试口的反射波还有（1-3）-2dBm/（-6-10）-16dBm。测试口的反射波功率知道了，入射功率是10dBm，那么这个测试口的回波损耗是多少呢？-12dB/-26dB。这两个S11dB 和VSWR的对应值也是一个射频设计中非常常用的值，我们可以快速得出，VSWR分别是1.67 /1.11。

通过这两道题大家有没有发现一个规律，衰减器对系统的回波损耗RL有着2倍衰减值的改善。 比如第一道题，开路口的S11 =0dB，经过3dB/10dB衰减器之后分别变为6dB和20dB；而第二道题，失配负载的S11=6dB，经过3dB/10dB衰减器之后改善到了12dB和26dB。 在有些射频电路中，我们可以用衰减器来改善端口的匹配，比如加Π衰，但是这样对于宝贵的射频信号会造成浪费，尽可能避免使用，但是在系统测试的时候，加衰减器不仅可以保护测试仪器，还可以改善端口匹配。 其实射频招聘中的笔试，对基础知识的考量是很全面的，所以像对待大学里的考试一样对待每一次的笔试，肯定会拿到高分。

编辑：黄飞