Magisk t-shirt
En magisk tee (eller magic T eller hybrid tee ) är en hybrid eller 3 dB-kopplare som används i mikrovågssystem . Det är ett alternativ till råttracekopplingen . I motsats till råttloppet gör den tredimensionella strukturen hos den magiska t-shirten den mindre lätt att konstruera i plana teknologier som microstrip eller stripline .
Magin kommer från hur den förhindrar signaler från att spridas mellan vissa portar under specifika förhållanden . Detta gör att den kan användas som en duplexenhet ; den kan till exempel användas för att isolera sändaren och mottagaren i ett radarsystem samtidigt som antennen delas. I praktiska exempel används den för att både isolera kretsar och blanda signaler, till exempel i en COHO- radar.
Den magiska t-shirten utvecklades ursprungligen under andra världskriget och publicerades först av WA Tyrell från Bell Labs i en IRE-tidning från 1947. Robert L. Kyhl och Bob Dicke skapade oberoende av varandra magiska tees ungefär samtidigt.
Strukturera
Den magiska t-shirten är en kombination av E- och H-plan- t-shirts. Arm 3 bildar en H-plan tee med arm 1 och 2. Arm 4 bildar en E-plan tee med armar 1 och 2. Armar 1 och 2 kallas ibland sido- eller collinear armar . Port 3 kallas H-plansporten och kallas även Σ-porten , summaporten eller P-porten (för "parallell"). Port 4 är E-plansporten och kallas även Δ-porten , skillnadsporten eller S-porten (för "serier"). Det finns inte en enda etablerad konvention om numrering av hamnarna.
För att fungera korrekt måste den magiska t-shirten ha en inre matchande struktur. Denna struktur består typiskt av en stolpe inuti H-planets T-stycke och en induktiv iris inuti E-planets lem, även om många alternativa strukturer har föreslagits. Beroende på matchningsstrukturen innebär att den magiska tee bara fungerar över ett begränsat frekvensband.
Drift
Namnet magic tee kommer från det sätt på vilket makten är fördelad mellan de olika portarna. En signal som injiceras i H-plansporten kommer att delas lika mellan portarna 1 och 2 och kommer att vara i fas. En signal som injiceras i E-plansporten kommer också att delas lika mellan portarna 1 och 2, men kommer att vara 180 grader ur fas. Om signaler matas in genom portarna 1 och 2, adderas de vid H-plansporten och subtraheras vid E-plansporten. Således, med portarna numrerade som visas, och inom en fasfaktor, är den fulla spridningsmatrisen för en idealisk magisk tee
(tecknen för elementen i den fjärde raden och fjärde kolumnen i denna matris kan vara omvända, beroende på den antagna polariteten för port 4).
Magi
Om E-planets (skillnad) och H-planets (summa) portarna, med hjälp av en lämplig inre struktur, samtidigt matchas, kan det genom symmetri , reciprocitet och energibesparing visas att de två kolinjära portarna också matchas , och är "magiskt" isolerade från varandra.
vågledarens breda vägg . Signalerna i E-plans- och H-plansportarna har därför ortogonala polarisationer, och så (med tanke på strukturens symmetri) kan det inte finnas någon kommunikation mellan dessa två portar.
För en signal som kommer in i H-plansporten kommer en väldesignad matchningsstruktur att förhindra att någon av kraften i signalen reflekteras tillbaka ut från samma port. Eftersom det inte kan finnas någon kommunikation med E-plansporten, och återigen med tanke på strukturens symmetri, måste effekten i denna signal delas lika mellan de två kolinjära portarna.
På liknande sätt för E-plansporten, om den matchande strukturen eliminerar all reflektion från denna port, måste kraften som kommer in i den delas lika mellan de två kolinjära portarna.
Nu genom ömsesidighet är kopplingen mellan alla portpar densamma i båda riktningarna (spridningsmatrisen är symmetrisk ). Så om H-plansporten matchas, kommer hälften av kraften som kommer in i någon av de kolinjära portarna att lämna av H-plansporten. Om E-plansporten också matchas, kommer halv kraft att lämnas av E-plansporten. I detta fall finns det ingen "överbliven" kraft som varken reflekteras från den första kolinjära porten eller överförs till den andra kolinjära porten. Trots att de tydligen är i direkt kommunikation med varandra är de två kolinjära portarna "magiskt" isolerade.
Isoleringen mellan E-planet och H-plansportarna är bredbandigt och är lika perfekt som enhetens symmetri. Isoleringen mellan de kolinjära portarna är emellertid begränsad av prestandan hos den matchande strukturen.