关于3dB电桥的一个问题请教大神

onesimus

5 n9 J( \" o7 P, X" M6 w- I. q
Port 1     Input             Isolated        -3 dB, 0?     -3 dB, -90?
Port 2     Isolated          Input           -3 dB, -90?    -3 dB, 0?
Port 3     -3 dB, 0?        -3 dB, -90?        Input         Isolated
- a: n, a& L6 k/ T% iPort 4     -3 dB, -90?     -3 dB, 0?           Isolated       Input
- {, w$ Z8 _* u; E9 g3 B1 d, U那么有一个问题
- j7 _! W9 U, a6 f如果在port1输入0dBm，0?信号，  那么port3输出-3 dBm, 0?      port4输出-3 dBm, -90?
如果在port2输入0dBm，-90?信号，那么port3输出-3 dBm,-180?  port4输出-3 dBm, -90?
那么理论上同时输入以上所述信号
那么 port3应输出-3 dBm, 0?＋-3 dBm,-180?＝0 （无信号）
  W* G, g: X0 c
port4应输出-3 dBm, -90?＋-3 dBm, -90?＝0dBm，-90?
1 U+ H* ]7 l. O2 ]0 Y1 `可是实际上3dB电桥用于功率合成的时候 port4却是输出3dBm信号。（否则也不叫功率合成了）
在书上也看过了电桥的奇偶模分析，还是无法解释。百思不得其解，还望有大神能从最基本的概念分析指教一二。最好给出一些公式推导。非常感谢!

cariban

合路器的输出功率和输入信号的相关性有关，用共模差模的概念更容易理解。
对于一般信号(噪音也是信号之一!)，假设两路信号输入分别为x1, x2，可以把它们分解成共模和差模两部分:
4 G$ C7 c6 Q& f+ ~8 A' h- bport 1: x1 = (x1+x2)/2 + (x1-x2)/2
port 2: x2 = (x1+x2)/2 + (x2-x1)/2
: [% K3 T" v' S+ S2 i, |合成器是严格线性元件，所有分开计算共模和差模信号。
差模信号合成功率为0，因为相位相反。最后的信号输出是sqrt(2)*(x1+x2)/2,
; I( f7 v1 Q0 {2 M2 o: l. M) |输出功率为(E[x1^2] + E[x2^2])/2 + E[x1*x2], 输出功率和输入信号的相关性有关。假如输入信号均值为0，Pout = (P1 + P2)/2 + r(x1,x2)*sqrt(P1*P2)

共模信号: 两路信号完全相同x1=x2=x，输入功率为P,那么每路信号先衰减3dB，合成时因为相位相同，增加6dB，最后输出功率为2P，也就是合路器没有带来能量损耗. 这个结论和公式结果一样(P1=P2=P, r(x1,x2)=1)
9 [& k- h/ s5 X1 q; E
/ f* b2 F) H" F( m  v% m差模信号: x1=-x2，输出功率为0，所有的能量都损失在合路器里面。 P1=P2=P, r(x1,x2)=-1

2 D+ i/ |- _- g8 d0 d4 K对于一般的不相关信号，r(x1,x2)=0, Pout = (P1+P2)/2, 每路信号各损失3dB。
, Q" }# _( f3 I* T) E

comeone

看了半天，明白楼主要问的问题。但平时没有进一步这样想过。功率分路的时候，是很容易分析的。
; B9 p0 \8 {" t6 e0 g8 Y而这是一个无源微波网络，所以符合互易性，那就当然推出功率合成的状态了。
! w0 V; d7 f" L

comeone

功率合成的状态，有两个同频信号源。这与S参数定义有矛盾。
8 S( h# B4 h8 Q4 t" B" X所以常被带进沟里。