Mikrowellentechnik - Rat-Race Junction

Diese Mikrowellenvorrichtung wird verwendet, wenn zwei Signale ohne Phasendifferenz kombiniert und Signale mit einer Wegdifferenz vermieden werden müssen.

Ein normaler Drei-Port-Tee-Übergang wird genommen und ein vierter Port wird hinzugefügt, um ihn zu einem Ratrace-Übergang zu machen. Alle diese Ports sind in gleichen Abständen in eckigen Ringformen über serielle oder parallele Übergänge verbunden.

Der mittlere Umfang des Gesamtrennens beträgt 1,5 & lgr; und jeder der vier Ports ist durch einen Abstand von & lgr; / 4 getrennt. Die folgende Abbildung zeigt das Bild einer Ratten-Renn-Kreuzung.

Betrachten wir einige Fälle, um die Funktionsweise einer Kreuzung zwischen Ratten und Rennen zu verstehen.

Fall 1

Wenn die Eingangsleistung an Port 1 angelegt wird, wird sie gleichmäßig in zwei Ports aufgeteilt, jedoch für Port 2 im Uhrzeigersinn und für Port 4 gegen den Uhrzeigersinn. Port 3 hat absolut keinen Ausgang.

Der Grund dafür ist, dass an den Ports 2 und 4 die Leistungen in Phase kombiniert werden, während an Port 3 die Aufhebung aufgrund der λ / 2-Wegdifferenz erfolgt.

Fall 2

Wenn die Eingangsleistung an Port 3 angelegt wird, wird die Leistung gleichmäßig zwischen Port 2 und Port 4 aufgeteilt. An Port 1 wird jedoch kein Ausgang ausgegeben.

Fall 3

Wenn zwei ungleiche Signale an Port 1 selbst angelegt werden, ist der Ausgang proportional zur Summe der beiden Eingangssignale, die zwischen Port 2 und 4 aufgeteilt wird. An Port 3 erscheint nun der Differenzausgang.

Die Streumatrix für die Kreuzung zwischen Ratten und Rennen wird als dargestellt

$$ [S] = \ begin {bmatrix} 0 & S_ {12} & 0 & S_ {14} \\ S_ {21} & 0 & S_ {23} & 0 \\ 0 & S_ {32} & 0 & S_ {34} \ \ S_ {41} & 0 & S_ {43} & 0 \ end {bmatrix} $$

Anwendungen

Der Rat-Race-Übergang wird verwendet, um zwei Signale zu kombinieren und ein Signal in zwei Hälften zu teilen.