在LT-spice中，仿真S参数核心在于使用".net"指令配合“.ac”进行小信号频率扫描。

以下将用两种方式仿真1nH电感双端口网络的S参数为例进行说明，本文主要讲述电路图仿真的方法，下一篇将讲述网表方法进行仿真并导出两端口S参数过程。

电路图法仿真

第一步：打开 LTspice，点击左上角的 File -> New Schematic（或使用快捷键 Ctrl + N），开启一个空白的画布。

第二步：按照以下说明在画布上放置器件：

        1.放置电感（待测器件 DUT）：

                （1）按下快捷键 L，画布上会出现一个电感符号，点击左键放置在画布中间。

                （2）在电感符号上右键，在 Value 中输入 1n（代表 1nH），点击 OK。

          2.放置负载电阻（端口 2 终端阻抗）：

                （1）按下快捷键 R，按 Ctrl + R 可以旋转方向，将其放置在电感的右侧。

                （2）在电阻符号上右键，将 Value 设为 50（代表 50 欧姆标准阻抗）。

                （3）为了方便后续输入指令，建议按住 Ctrl 键同时右键点击该电阻的标签（默认是 R1），将其 InstName 改为 Rout。

        3.放置激励源（端口 1 输入）：

                （1）按下快捷键 F2 打开器件库，输入 voltage，选中并放置在电感的左侧。

                （2）在电压源符号上右键，点击 Advanced 按钮进入高级设置（这一步最关键）：

               在右侧的 Series Resistance[Ω]（源内阻）输入 50。这代表 Port 1 的 50 欧姆特征阻抗。

                在右侧的 Small Signal AC Analysis 区域，找到 AC Amplitude 并输入 1。

                点击 OK。此时电压源下方会显示 AC 1 Rser=50。

        4.放置 GND（地）：

                按下快捷键 G，在电压源下方和负载电阻 Rout 下方各放置一个地符号。

第三步：连线

        （1）按下快捷键 F3 启动连线工具。

        （2）将电压源正极连接到电感左端。

        （3）将电感右端连接到电阻 Rout 上端。

        （4）将电压源负极和电阻下端分别连接到各自对应的 GND 上。

第四步：添加仿真和网络分析指令

我们需要在原理图上放置两行文本指令：

        1.添加 AC 扫描指令：

                （1）点击菜单栏的 Simulate -> Edit Simulation Cmd。

                （2）切换到 AC Analysis 选项卡。

                （3）Type of Sweep 选择 Linear；Number of points 输入 1001；Start Frequency 输入 100meg；Stop Frequency 输入 10g。

                （4）点击 OK，将生成的文本 .ac lin 1001 100meg 10g 放置在画布的空白处。

        2.添加 .net 网络分析指令：

                （1）按下快捷键 T（打开 SPICE Directive 文本框）。

                （2）在输入框中输入：.net I(Rout) V1（注：如果你的电压源编号不是 V1，请按实际的名字修改，如 V1、V2 等）。

                （3）点击 OK，将这行字也放置在画布的空白处。

得到如下可仿真原理图：

第五步：运行并查看 S 参数

1. 检查原理图无误后，点击工具栏上的 Run（绿图标）。

2. 在弹出的黑色波形窗口中右键，选择 Add Traces（或快捷键 Ctrl + A）。

3. 你会在变量列表中看到 S11(v1)、S21(v1) 等。双击它们即可直接看到幅频和相频特性。

4. 查看史密斯圆图：若想看 $S_{11}$ 的史密斯圆图，右键点击波形图的横坐标（频率轴），在 Representation 下拉菜单中由 Cartesian 改为 Smith Chart 即可。

以下是仿真后点击Add Traces后的操作，不仅可以查看S参数还有其他参数。

以下选中S11参数可以查看仿真结果

第六步：导出 S 参数

注意：确保处于add Traces界面即上图S参数界面

1. 鼠标点击选中波形窗口。

2. 点击顶部菜单栏的 File -> Export data as text。

3. 在弹出的窗口中：

   • Select traces to export：勾选 S11、S12、S21、S22（按住 Ctrl 可多选）。

   • Browse：选择你要保存的路径，命名为 inductor.txt。

   • Fomat:选择你要保存的S参数形式（dB和相位，实部和虚部）

4. 点击 OK，此时你会得到一个包含频点和 S 参数数据的文本文件。

⚠️ 核心痛点说明：此时导出的 .txt 文件还不能直接导入 ADS 或 CST，原因有两个：

1. 缺少 Touchstone 格式的文件头（如 # Hz S RI R 50）。

2. 列顺序错位：LTspice 导出数据的列顺序是按字母排序的（Freq, S11, S12, S21, S22）；而标准 .s2p 文件要求的列顺序是（Freq, S11, S21, S12, S22），即 S21和 S12 的位置是颠倒的。

此时可以考虑转换为标准的Touchstone文件，或者直接用txt文件在Python、MATLAB中进行处理数据时需要注意下文件格式问题。

第七步：转换为标注的Touchstone文件（.s2p）

编写一个简单的 Python 脚本，不仅可以自动补全标准 Touchstone 文件头，还能完美修复 S21 和 S12的列顺序。

def ltspice_txt_to_s2p(input_txt_path, output_s2p_path):
    with open(input_txt_path, 'r', encoding='utf-8') as f:
        lines = f.readlines()
    
    data_lines = []
    for line in lines:
        line_str = line.strip()
        # 跳过空行和表头行
        if line_str and not line_str.startswith('Freq'):
            data_lines.append(line_str.split())
            
    with open(output_s2p_path, 'w', encoding='utf-8') as f_out:
        # 1. 写入标准 Touchstone 文件头
        # # Hz S RI R 50 代表：频率单位Hz，S参数，实部/虚部(RI)格式，参考阻抗50欧姆
        f_out.write("! Created by Converting LTspice Export\n")
        f_out.write("# Hz S RI R 50\n\n")
        
        for cols in data_lines:
            if len(cols) < 5:
                continue
            
            freq = cols[0] # 频率 (Hz)
            
            # LTspice 导出的复数格式通常为 "实部,虚部" (例如: -0.001,0.05)
            def parse_ri(s_str):
                s_str = s_str.replace('(', '').replace(')', '') # 移除可能存在的括号
                parts = s_str.split(',')
                return float(parts[0]), float(parts[1])
            
            # LTspice 默认列顺序: 0:Freq, 1:S11, 2:S12, 3:S21, 4:S22
            s11_r, s11_i = parse_ri(cols[1])
            s12_r, s12_i = parse_ri(cols[2])
            s21_r, s21_i = parse_ri(cols[3])
            s22_r, s22_i = parse_ri(cols[4])
            
            # 2. 按照标准 s2p 顺序写入: Freq -> S11 -> S21 -> S12 -> S22
            f_out.write(f"{float(freq):.6e} "
                        f"{s11_r:.6e} {s11_i:.6e} "
                        f"{s21_r:.6e} {s21_i:.6e} "
                        f"{s12_r:.6e} {s12_i:.6e} "
                        f"{s22_r:.6e} {s22_i:.6e}\n")
    print(f"转换成功！标准 s2p 文件已保存至: {output_s2p_path}")

# 使用示例：将导出的 txt 文件路径传入即可
ltspice_txt_to_s2p('inductor.txt', 'inductor.s2p')

或者直接在文件的最顶部手动粘贴两行 Touchstone 规定文件头并保存为s2p文件。