在射頻電路設計領域，阻抗匹配是一個永恒的話題。之所以不斷探討這個問題，根本原因在于射頻功率十分 “昂貴”，我們不希望有絲毫的浪費。進行阻抗匹配的終目標是實現(xiàn)的功率傳輸和的功率反射。

阻抗失配的影響

當射頻電路的源阻抗 Zs 和負載阻抗 ZL 不匹配時，傳輸線上會因阻抗失配產(chǎn)生反射波，進而引發(fā)一系列問題。首先，反射波和入射波疊加會形成駐波，這會影響傳輸功率。其次，反射波會引起信號相位畸變，降低傳輸信號的質量。此外，高頻反射可能導致功率放大器、LNA（低噪聲放大器）等器件因過載而損壞。

為了準確表征阻抗匹配程度，射頻領域的前輩們發(fā)明了一系列參數(shù)，常見的有電壓駐波比（VSWR）、反射系數(shù)（Γ）、回波損耗（RL）和失配損耗等。

電壓駐波比（VSWR）

電壓駐波比是衡量阻抗匹配程度的常用參量，它定義為傳輸線上電壓值與電壓值之比，用于評估 RF 功率從電源通過傳輸線傳輸?shù)截撦d的效率。

當反射波和入射波疊加時，會形成駐波。駐波的波腹（電壓值）和波谷（電壓值）位置固定，幅度隨時間變化。電壓駐波比就是駐波上波腹和波谷的比值：

當沒有反射波時，VSWR = 1，表示理想匹配；當發(fā)生全反射時，VSWR = +∞，形成純駐波。雖然純駐波看似無用，但微波中的諧振器正是利用了純駐波的原理。在實際工程設計中，一般要求 VSWR < 1.5，對于一些連接器或大功率設備，甚至要求 VSWR < 1.1 或更低。

反射系數(shù)（Γ）

反射系數(shù)相對更容易理解，它是反射波和入射波的比值。

該公式簡潔地給出了反射系數(shù) Γ 的定義及其與阻抗的關系。當負載阻抗 ZL 等于源阻抗 Zs 時，反射系數(shù)為零，沒有反射；當負載阻抗 ZL 為無窮大（開路）時，反射系數(shù)等于 1，發(fā)生全反射；當負載阻抗 ZL 等于 0（短路）時，反射系數(shù)等于 -1，同樣是全反射。當負載阻抗 ZL 大于源阻抗 Zs 時，反射系數(shù)為正值，意味著信號反射為同相位，反射電壓與入射電壓同相；當負載阻抗 ZL 小于源阻抗 Zs 時，反射系數(shù)為負值，表明信號反射為反相位，反射電壓與入射電壓反相。

實際上，VSWR 和反射系數(shù)有明確的數(shù)學關系：

由于反射系數(shù)更為簡單明了，許多年輕工程師更喜歡使用這個參數(shù)。直接對反射系數(shù)取對數(shù)就得到了回波損耗（RL）：

這里取 20log10 是因為反射系數(shù)實際上是電壓反射系數(shù)。在取對數(shù)時，電壓、電流取 20log10，而功率取 10log10。回波損耗 RL 是一個非常實用的參量，例如已知入射信號為 40dBm，回波損耗 RL 為 15dB，那么反射波就是 40dBm - 15dB = 25dBm。

失配損耗（ML）

失配損耗（Mismatch Loss，簡稱 ML）是射頻電路中由于阻抗不匹配導致的功率損失，具體表現(xiàn)為信號在傳輸過程中因反射而未能完全傳遞到負載的功率損耗。它是衡量阻抗匹配效果的重要指標，直接影響系統(tǒng)效率和信號完整性。

雖然失配損耗在實際應用中使用相對較少，但在一些材料中會有所涉及。