何为魔T?为何其如此“魔性”?
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Pasternack博客

何为魔T?为何其如此“魔性”?

魔T 为一种与由带状线或微带波导器件制成的环形耦合器类似的4端口波导结构。魔T也称E-H平面三通,其能够实现在将进入E平面端口和H平面端口的能量在两个处于同一直线上的共线端口之间分配的同时,将该E平面端口和H平面端口与所述两个共线端口彼此隔离这一非常“神奇”的功能。这类微波元件最初开发于二战期间,由W. A. Tyrell在1947年首次发表于IRE杂志。一般认为,L. Kyhi和Bob Dicke几乎于相同时间独立地发现并创造了魔T。

与其他的功率分配器或耦合器不同,魔T的E平面端口和H平面端口具有不同的功能。H平面端口(也称求和端口)对于所述两个共线端口而言为同相端口,而E平面端口对于该两个端口而言为180度反向端口。魔T的这一功能为对称功能,其将进入共线端口的能量在所述E平面端口和H平面端口之间分配。由此可见,魔T对进入共线端口的各信号进行同时分割,并在H平面端口处将分割后的信号相加,以及在E平面端口处将分割后的信号相减。

魔T的理想S参数如下:


来源:Wikipedia.org

然而,上述功能仅在理想或理论情况下才能实现。现实中,匹配度、平衡度和隔离度不同的魔T具有不同限制。首先,满足魔T工作之需的调谐和阻抗匹配机制带来了相应的频率范围限制、插入损耗、E-H端口隔离度限制及共线端口之间隔离度限制。其次,E平面端口和H平面端口所需的匹配对共线端口的匹配度具有影响。再次,由于E平面端口和H平面端口只有完全正交,才能保持较高的隔离度,因此组装质量也会影响魔T的性能。

魔T可用于多种用途,例如,其可作为阻抗测量工具,双工器,甚至混频器。利用魔T进行阻抗测量时,可先在E平面端口上连接零值指示器,并在H平面端口上连接微波源,然后平衡其与共线端口形成的抗阻电桥。当需要将魔T用作双工器时,可在其两个不同的共线端口上分别连接发射器和接收器,在E平面端口上连接天线,并将H平面端口以匹配的负载端接。当在魔T的E平面端口上连接天线,在H平面端口上连接本地振荡器,将其中的一个共线端口端接,并且在另一个共线端口上连接混频器电路时,可在该两个共线端口之间形成混频器。

如欲了解更多与魔T相关的数学运算,请参阅本链接