4. Pasywne elementy i złącza mikrofalowe
4.1. Parametry rozpraszania (S)
Złącza mikrofalowe z wieloma portami są charakteryzowane przez macierz rozpraszania (macierz S) . Elementy tej macierzy, zwane parametrami S, opisują zależność między falami padającymi (a_n) a falami odbitymi/przesłanymi (b_n) w każdym porcie.
- Równanie: [b] = [S][a]
- Charakterystyka: Macierz S jest macierzą kwadratową, symetryczną (S_{ij} = S_{ji}) i unitarną ([S][S]^* = [I]) dla wzajemnego, bezstratnego węzła.
4.2. Złącza trójnikowe falowodowe
Złącza trójnikowe to urządzenia trójportowe służące do rozdzielania lub łączenia mocy w układzie falowodowym.
- Koszulka E-Plane (koszulka seryjna): Ramię boczne jest przymocowane do szerszego wymiaru głównego falowodu, równolegle do pola elektrycznego. Sygnały wyjściowe z portów kolinearnych (1 i 2) są przesunięte w fazie o 180° względem sygnału wejściowego na ramieniu bocznym (port 3).
- Macierz S: [S] = \begin{bmatrix} 1/2 i 1/2 i 1/\sqrt{2} \\ 1/2 i 1/2 i -1/\sqrt{2} \\ 1/\sqrt{2} i -1/\sqrt{2} i 0 \end{bmatrix}
- Trójnik typu H (trójnik bocznikowy): Ramię boczne jest przymocowane do węższego wymiaru, równolegle do pola H. Sygnały wyjściowe z portów kolinearnych są w fazie względem sygnału wejściowego na ramieniu bocznym.
- Macierz S: [S] = \begin{bmatrix} 1/2 i -1/2 i 1/\sqrt{2} \\ -1/2 i 1/2 i 1/\sqrt{2} \\ 1/\sqrt{2} i 1/\sqrt{2} i 0 \end{bmatrix}
- Koszulka EH Plane Tee (Magic Tee lub Hybrid Tee): Czteroportowe złącze łączące ramiona płaszczyzny E i H.
- Porty: Port 1 i 2 (współliniowy), Port 3 (ramię H, port sumaryczny), Port 4 (ramię E, port różnicowy).
- Charakterystyka:
- Sygnał wejściowy na ramieniu H (3) jest dzielony równo i w fazie pomiędzy portami 1 i 2, przy czym na porcie 4 nie ma sygnału wyjściowego.
- Sygnał wejściowy na ramieniu E (4) rozdziela się równo i z przesunięciem fazowym o 180° pomiędzy portami 1 i 2, przy braku sygnału wyjściowego na porcie 3.
- Sygnał wejściowy do portu kolinearnego (1 lub 2) nie powoduje sygnału wyjściowego do drugiego portu kolinearnego.
- Ramię H i ramię E są od siebie odizolowane.
- Aplikacje: Stosowany w mostkach pomiarowych impedancji, duplekserach i mikserach.
- Macierz S: [S] = \begin{bmatrix} 0 i 0 i 1/\sqrt{2} i 1/\sqrt{2} \\ 0 i 0 i 1/\sqrt{2} i -1/\sqrt{2} \\ 1/\sqrt{2} i 1/\sqrt{2} i 0 i 0 \\ 1/\sqrt{2} i -1/\sqrt{2} i 0 i 0 \end{bmatrix}
4.3. Inne złącza i łączniki
- Skrzyżowanie wyścigu szczurów: Czteroportowe, okrągłe złącze hybrydowe. Wejście portu 1 rozdziela się równo na porty 2 i 4, natomiast port 3 jest izolowany. Służy do łączenia i dzielenia sygnałów.
- Sprzęgacz kierunkowy: Urządzenie czteroportowe, które pobiera niewielką ilość mocy z falowodu pierwotnego do falowodu wtórnego w celach pomiarowych.
- Parametry wydajności:
- Współczynnik sprzężenia (C): Stosunek mocy padającej (P_i) do mocy sprzężonej w kierunku przewodzenia (P_f). C = 10 \log_{10}(P_i/P_f).
- Kierunkowość (D): Stosunek mocy sprzężonej w przód (P_f) do mocy sprzężonej w tył (P_b). D = 10 \log_{10}(P_f/P_b).
- Izolacja (I): Stosunek mocy padającej (P_i) do mocy wstecznej (P_b). I = 10 \log_{10}(P_i/P_b).
- Parametry wydajności: