关于3dB电桥的一个问题请教大神

onesimus

9 h8 V! g7 o1 o: _) I7 {8 ?- ~Port 1     Input             Isolated        -3 dB, 0?     -3 dB, -90?
Port 2     Isolated          Input           -3 dB, -90?    -3 dB, 0?
! K6 d( L1 z& a  ?& W! _Port 3     -3 dB, 0?        -3 dB, -90?        Input         Isolated
Port 4     -3 dB, -90?     -3 dB, 0?           Isolated       Input
7 M# o0 p# H) R# }5 s: _那么有一个问题
8 W$ ^& |( {; x4 O- I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?
: [$ Y2 n% }# k; G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）
' d9 ]4 W8 J) f  B( X
port4应输出-3 dBm, -90?＋-3 dBm, -90?＝0dBm，-90?
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:
port 1: x1 = (x1+x2)/2 + (x1-x2)/2
) S; a0 x- E- Eport 2: x2 = (x1+x2)/2 + (x2-x1)/2
5 f5 |0 p: L/ x6 q9 A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,
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)
6 d) v0 X' R, a) t/ v
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
3 K2 K& J8 x1 K8 M  e
6 Z) U, u- g1 w, y1 z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。

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。
- D+ w* M! Q0 y6 U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。
' M  @$ A. o6 C; k- y" ^

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。
所以常被带进沟里。