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2ポートコンバイナの片方のポートにだけ入力信号を与えたとき,出力信号のパワーが 入力の1/2 になってしまうのはなぜですか?
出力側が2ポートのハイブリッド型パワーディバイダに入力信号パワー A を与えたとき,各ポートには A / 2 のパワーが出力されると思います。
①同じディバイダを逆向きにコンバイナとして使用することにして,各ポートに任意の入力信号パワー A, B を与えると,2つの入力信号の和 A+B が出力されると思います。
②コンバイナの入力の2ポートのうち,片方のポートを50オームに終端し,もう一方のポートだけから信号Aを入力したとすると,出力信号は A / 2 になると思います。
①の原理を②にそのまま適用するのであれば,出力信号は A+0になり,入力信号パワー A がそのまま出力されるように思いますが,なぜそうならないのでしょうか?
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
不条理は、①の仮定から生じていそうです。
電力の A+B は、任意電力比では成立せず、A, B が同一電力の場合に限定されるのではありませんか。両入力ポートから出力へのゲインが等しく、2つの同一入力電力に対して電力が2倍なら、電圧は √2 倍になります。当該コンバイナは「線形回路」でしょうから「電圧に関して重ねの理」が成立せざるを得ません。また片方の入力ポートから他入力ポートには信号が抜けないようになっていて、返せば、入力ポートは他入力状況によらず 50Ω 一定です。これら3条件を満たすとなれば、出力電圧は、
( Va + Vb ) / √2
のように合成される機構しか許されないでしょう。
従って、片入力の場合、出力電圧は入力電圧の 1/ √2、電力は 1/2 です。この時、もし当該コンバイナが 4ポートならば外付抵抗、3ポートならば内蔵抵抗に半分の電力が吸収されています。両ポートに同一電力が入力されると、この抵抗の消費は無くなります。ポートインピーダンスを一定に保ちつつ「任意電力比」の無損失合成は、回路定数可変なくしては不可能に思えますが、如何でしょう。なお、ディバイダとして用いた時、他出力の短絡開放に関わらず、 1/2 電力が得られますが、この場合の余剰電力の吸収も当抵抗によるものです。
SPICE でシミュレーションしてみると感じが掴めると思います。ウィルキンソンディバイダが入力容易でしょう、
No.1
- 回答日時:
> 2ポートコンバイナの片方のポートにだけ入力信号を与えたとき,出力信号のパワーが 入力の1/2 になってしまうのはなぜですか?
→ 2つの入力を1つの出力に合成するものですね。
なりません。若干の通過ロス(挿入損失)はありますが全電力が出て来ます。
もし半分しか出て来ないなら残りの半分はどこへ行くのでしょう? もしかして挿入損失が大きいために「半分」になったように見えるのかも?
> 出力側が2ポートのハイブリッド型パワーディバイダに入力信号パワー A を与えたとき,各ポートには A / 2 のパワーが出力されると思います。
→ そのとおり。
> ①同じディバイダを逆向きにコンバイナとして使用することにして,各ポートに任意の入力信号パワー A, B を与えると,2つの入力信号の和 A+B が出力されると思います。
→ 逆向きにも使用可能な装置ならそうなります。
> ②コンバイナの入力の2ポートのうち,片方のポートを50オームに終端し,もう一方のポートだけから信号Aを入力したとすると,出力信号は A / 2 になると思います。
→ なりません。Aが出て来ます(挿入損失のため若干は下がりますが)。
A/2しか出て来ないなら残ったA/2は反射として信号源に戻ることになりますね。好ましいことではないですね。
またA入力に入れた電力の一部がB入力から出てきてもダメです(若干は洩れてきますが)。
> ①の原理を②にそのまま適用するのであれば,出力信号は A+0になり,入力信号パワー A がそのまま出力されるように思いますが,なぜそうならないのでしょうか?
→ Aがそのまま出るはずです。そうならないのなら挿入損失が相当大きいのかもしれないです。
それ、逆向きにも使える装置ですか? 挿入損失は十分に小さいですか?
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