Génie des micro-ondes - Jonction Rat-race

Ce dispositif hyperfréquence est utilisé lorsqu'il est nécessaire de combiner deux signaux sans différence de phase et d'éviter les signaux avec une différence de chemin.

Une jonction normale en T à trois ports est prise et un quatrième port y est ajouté, pour en faire une jonction de course de rat. Tous ces ports sont connectés sous forme d'anneau angulaire à intervalles égaux en utilisant des jonctions série ou parallèle.

La circonférence moyenne de la course totale est de 1,5λ et chacun des quatre ports est séparé par une distance de λ / 4. La figure suivante montre l'image d'une jonction Rat-race.

Considérons quelques cas pour comprendre le fonctionnement d'une jonction Rat-race.

Cas 1

Si l'alimentation d'entrée est appliquée au port 1, elle est également divisée en deux ports, mais dans le sens horaire pour le port 2 et dans le sens antihoraire pour le port 4. Le port 3 n'a absolument aucune sortie.

La raison en est qu'aux ports 2 et 4, les puissances se combinent en phase, alors qu'au port 3, l'annulation se produit en raison de la différence de trajet λ / 2.

Cas 2

Si la puissance d'entrée est appliquée au port 3, la puissance est également répartie entre le port 2 et le port 4. Mais il n'y aura pas de sortie sur le port 1.

Cas 3

Si deux signaux inégaux sont appliqués au port 1 lui-même, alors la sortie sera proportionnelle à la somme des deux signaux d'entrée, qui est divisée entre les ports 2 et 4. Maintenant, au port 3, la sortie différentielle apparaît.

La matrice de dispersion pour la jonction Rat-race est représentée par

$$ [S] = \ begin {bmatrix} 0 & S_ {12} & 0 & S_ {14} \\ S_ {21} & 0 & S_ {23} & 0 \\ 0 & S_ {32} & 0 & S_ {34} \ \ S_ {41} & 0 & S_ {43} & 0 \ end {bmatrix} $$

Applications

La jonction de race de rat est utilisée pour combiner deux signaux et diviser un signal en deux moitiés.