关于3dB电桥的一个问题请教大神

onesimus

( f, S; v9 ^; r7 p/ h5 |
% N, ]1 K( _: r! t; pPort 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
Port 4     -3 dB, -90?     -3 dB, 0?           Isolated       Input
那么有一个问题
, W+ y, k; H3 a$ t7 b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）
' v/ \/ H% X1 G4 Q
1 U4 p! @; ^0 f* n; x  }0 Qport4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。
0 j$ X: S% B7 i5 ?- S$ O2 q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
port 2: x2 = (x1+x2)/2 + (x2-x1)/2
- ]/ S& f1 h* y8 `, [- G, v合成器是严格线性元件，所有分开计算共模和差模信号。
; X! s% R+ W0 L7 H1 a3 B+ s# ?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,
( Y! O1 `6 v$ b% L( F2 i5 K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)
: z& v, }, {* p) b: c
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)
3 r; ~% h  c, W; o! Y7 C1 \3 M
# d; v  X6 |" J( e6 \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

& C6 z) H3 p; R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。
. G2 b3 a, z& p& A5 J1 j0 |0 q& M

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。
4 \1 l: M) l% \9 o, t! v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。
3 w2 N# F9 i  I! e) x

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。