Inżynieria mikrofalowa - skrzyżowanie wyścigów szczurów

To urządzenie mikrofalowe jest używane, gdy istnieje potrzeba połączenia dwóch sygnałów bez różnicy faz i unikania sygnałów z różnicą ścieżek.

Bierze się normalne trójportowe złącze trójnikowe i dodaje się do niego czwarty port, aby było to skrzyżowanie ratrace. Wszystkie te porty są połączone w kątowe pierścienie w równych odstępach za pomocą połączeń szeregowych lub równoległych.

Średni obwód całego wyścigu wynosi 1,5 λ, a każdy z czterech portów jest oddalony o λ / 4. Poniższy rysunek przedstawia obraz skrzyżowania wyścigów szczurów.

Rozważmy kilka przypadków, aby zrozumieć działanie skrzyżowania rasy szczurów.

Przypadek 1

Jeśli moc wejściowa jest doprowadzana do portu 1, jest równo dzielona na dwa porty, ale w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara dla portu 2 i w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara dla portu 4. Port 3 nie ma absolutnie żadnego wyjścia.

Powodem jest to, że na portach 2 i 4 moce łączą się w fazie, podczas gdy w porcie 3 następuje anulowanie z powodu różnicy ścieżek λ / 2.

Przypadek 2

Jeśli moc wejściowa zostanie podłączona do portu 3, moc zostanie równo podzielona między port 2 i port 4. Jednak na porcie 1 nie będzie wyjścia.

Przypadek 3

Jeśli dwa nierówne sygnały zostaną zastosowane w samym porcie 1, to sygnał wyjściowy będzie proporcjonalny do sumy dwóch sygnałów wejściowych, która jest podzielona między port 2 i 4. Teraz w porcie 3 pojawia się wyjście różnicowe.

Macierz rozproszenia dla skrzyżowania rasy szczurów jest reprezentowana jako

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

Aplikacje

Złącze „wyścig szczurów” służy do łączenia dwóch sygnałów i dzielenia sygnału na dwie połowy.