Magické T

Magické T je hybridný alebo 3dB zlučovač (spojka) používaný v mikrovlnnej technike. Magické T je alternatíva k rovno výkonovému rozbočovaču označovanom tiež Rat- Race. V porovnaní so spomínaným rozbočovačom je magické T ľahšie skonštruovateľné rovinnými technológiami s využitím mikropasikových a pásikových vedení.

Vývoj

Magické T bolo po prvýkrát skonštruované počas druhej svetovej vojny, podarilo sa to nezávisle od seba W.A. Tyrellovi a dvojici Robert L. Kyhl a Bob Dicke. Konštrukcia bola publikovaná až okolo roku 1947.

Štruktúra

Štruktúra magického T

Magické T je kombinácia E a H odbočiek. Pozostáva zo štyroch obdĺžnikových vlnovodov, ktoré sa stretávajú v trojrozmernom uzle.

Magické T tvoria štyri ramená. Rameno 3 sa zvykne nazývať H pripojenie alebo tiež paralelné pripojenie. Rameno 4 sa nazýva E pripojenie alebo tiež sériové pripojenie. Správnu činnosť magického T zabezpečuje príslušná vnútorná štruktúra. Táto štruktúra pozostáva z H odbočky a z induktívnej clony vo vnútri ramena E. Frekvenčný rozsah, pri ktorom magické T pracuje je závislý od spomínanej štruktúry.

Magické T má názov odvodený od spôsobu, akým delí elektromagnetickú energiu medzi jednotlivými ramenami:

• Signál vstupujúci cez rameno H bude po vstupe do magického T rovnomerne rozdelený medzi dvojicu priamych ramien 1 a 2 a vystupujúci signál bude vo fáze
• Signál vstupujúci cez rameno E bude po vstupe takisto rovnomerne rozdelený medzi ramená 1 a 2 avšak budú voči sebe fázovo posunuté o 180°
• Ak je magické T napájané cez ramená 1 a 2, tak na výstupe cez rameno H budú tieto dva signály spočítané a na výstupe z ramena E budú naopak odčítané.

Z predchádzajúceho vyplýva, že rozptylová matica s ohľadom na fázový posun má pre magické T nasledujúci tvar:

$S={\frac {1}{\sqrt {2}}}{\begin{pmatrix}0&0&1&1\\0&0&1&-1\\1&1&0&0\\1&-1&0&0\end{pmatrix}}$

Pri vhodnej vnútornej štruktúre je možné súčasne uzavrieť E a H ramená a následne symetria, reciprocita a zachovanie energie spôsobia, že dvojica priamych ramien 1 a 2 sú navzájom od seba odizolované. Elektrickej zložke elektromagnetického poľa odpovedá rameno E, ktoré je kolmé na širšiu stranu vlnovodu. H magnetickej zložke odpovedá rameno H kolmé na užšiu stranu.

Popis činnosti

Signál prechádzajúci E a H ramenom má ortogonálnu polarizáciu a teda nedochádza k vzájomnému pôsobeniu medzi týmito ramenami. Pre signály, ktoré vstupujú do magického T ramenom H navrhnutá štruktúra zabezpečuje, aby nedošlo k odrazeniu ktoréhokoľvek signálu do toho istého ramena, ktorým signál vstupoval. Nakoľko medzi ramenom H a E nedochádza k vzájomnému pôsobeniu a vzhľadom k symetrickej štruktúre, musí byť výkon vstupujúceho signálu takisto rovnomerne rozdelený medzi priame ramená. Obdobne to platí pre rameno E.

Pri uzavretí ramien E a H polovica vstupujúceho signálu prechádza danými ramenami. Na základe vzájomnosti spojenie medzi nejakým párom ramien je rovnaké v oboch smeroch (rozptylová matica je symetrická). A tak aj napriek tomu, že signály vstupujúce priamymi ramenami na seba vzájomne pôsobia, nedochádza k ich rušeniu sú tzv. magicky izolované. Izolácia medzi E a H ramenami je širokopásmová a jej kvalita závisí na symetrii pripojeného zariadenia. Avšak izolácia medzi priamymi ramenami je limitovaná výkonom uzatváracej štruktúry.

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Magic tee na anglickej Wikipédii (číslo revízie nebolo určené).