Magické tričko - Magic tee

Magické T skládající se ze čtyř obdélníkových vlnovody setkání v jediném trojrozměrném spojení

A magické tričko (nebo magie T nebo hybridní tričko) je hybridní nebo 3 dB vazební člen použito v mikrovlnná trouba systémy. Jedná se o alternativu k krysí závod. Na rozdíl od krysí rasy je díky trojrozměrné struktuře magického odpaliště méně snadno zabudována planární technologie jako mikropáskový nebo páskové vedení.

The kouzlo pochází ze způsobu, jakým zabraňuje šíření signálů mezi určitými porty za určitých podmínek. To umožňuje jeho použití jako duplexní jednotka; lze jej například použít k izolaci vysílače a přijímače v a radar systému při sdílení antény. V praktických příkladech se používá k izolaci obvodů a směšování signálů, například v a COHO radar.

Kouzelné tričko bylo původně vyvinuto ve druhé světové válce a poprvé vydáno W. A. ​​Tyrellem z Bell Labs v IRE papíru z roku 1947.^[1] Robert L. Kyhl a Bob Dicke nezávisle vytvořená magická odpaliště přibližně ve stejnou dobu.

Struktura

Kouzelné tričko je kombinací E a H letadlo odpaliště Rameno 3 tvoří tričko roviny H s rukama 1 a 2. Rameno 4 tvoří tričko roviny E s rameny 1 a 2. Paže 1 a 2 se někdy nazývají boční nebo kolineární zbraně. Port 3 se nazývá Port H-letadlo, a je také nazýván 危 port, součet port nebo P-port (pro „paralelní“). Port 4 je Port E-letadlo, a je také nazýván 螖 port, rozdílový portnebo Sport (pro „sérii“). Neexistuje jediná zavedená konvence týkající se číslování portů.

Aby správně fungovalo, musí magické tričko obsahovat vnitřní strukturu shody. Tato struktura se obvykle skládá ze sloupku uvnitř odpaliště H-roviny a indukční duhovky uvnitř končetiny E-roviny, ačkoli bylo navrženo mnoho alternativních struktur. Závislost na shodné struktuře znamená, že magické odpaliště bude fungovat pouze v omezeném frekvenčním pásmu.

Úkon

Název magické tričko je odvozeno ze způsobu, jakým je síla rozdělena mezi různé porty. Signál injektovaný do portu H-roviny bude rozdělen rovnoměrně mezi porty 1 a 2 a bude ve fázi. Signál injektovaný do portu E-letadlo bude také rozdělen rovnoměrně mezi porty 1 a 2, ale bude 180 stupňů mimo fázi. Pokud jsou signály přiváděny přes porty 1 a 2, přidávají se v portu roviny H a odečítají se v portu roviny E.^[2] Takže s porty očíslovanými podle obrázku a v rámci fázového faktoru plné rozptylová matice pro ideální magické tričko je

${displaystyle S = {frac {1} {sqrt {2}}} {egin {pmatrix} 0 & 0 & 1 & 1 0 & 0 & 1 & -1 1 & 1 & 0 & 0 1 & -1 & 0 & 0end {pmatrix}}}$

(značky prvků ve čtvrtém řádku a čtvrtém sloupci této matice mohou být obráceny, v závislosti na polaritě předpokládané pro port 4).

Kouzlo

Pokud jsou pomocí vhodné vnitřní struktury současně porovnány porty E-roviny (rozdíl) a H-roviny (součet), pak symetrie, vzájemnost a uchování energie lze ukázat, že dva kolineární porty jsou také uzavřeny a jsou „magicky“ izolovány od sebe navzájem.

E-pole dominantního režimu v každém portu je kolmé na širokou zeď vlnovod. Signály v portech E-roviny a H-roviny proto mají ortogonální polarizace, a tak (s ohledem na symetrii struktury) nemůže mezi těmito dvěma porty existovat žádná komunikace.

U signálu vstupujícího do portu v rovině H zabrání dobře navržená srovnávací struktura, aby se jakákoli síla v signálu odrazila zpět ze stejného portu. Protože nemůže docházet k žádné komunikaci s portem E-roviny, a opět s ohledem na symetrii struktury, musí být síla v tomto signálu rovnoměrně rozdělena mezi dva kolineární porty.

Podobně pro port E-letadlo, pokud odpovídající struktura eliminuje jakýkoli odraz od tohoto portu, musí být síla vstupující do něj rovnoměrně rozdělena mezi dva kolineární porty.

Nyní pomocí vzájemnosti je vazba mezi jakoukoli dvojicí portů stejná v obou směrech (matice rozptylu je symetrický ). Pokud je tedy port v rovině H uzavřen, pak polovina energie vstupující do jednoho z kolineárních portů opustí port v rovině H. Pokud je také uzavřen port E-letadlo, pak port E-letadlo opustí polovinu energie. Za těchto okolností nezůstává žádná síla, která by se odrážela od prvního kolineárního portu nebo aby se přenášela do druhého kolineárního portu. Navzdory zjevné vzájemné přímé komunikaci jsou dva kolineární porty „magicky“ izolované.

Izolace mezi porty E-roviny a H-roviny je širokopásmová a je stejně dokonalá jako symetrie zařízení. Izolace mezi kolineárními porty je však omezena výkonem odpovídající struktury.

Reference