Un magic tee est un hybride à quatre ports en guide d’ondes, utilisé pour répartir ou combiner des signaux avec une relation de phase de 0° ou 180°. Il possède deux bras colinéaires, un port somme Σ et un port différence Δ. Les deux bras latéraux ne sont donc pas tous deux des ports différence.
Identifier les ports avant de calculer
Les numéros varient entre fabricants. Nous appelons ici A et B les bras colinéaires, Σ le bras en plan H et Δ le bras en plan E. Vérifiez le dessin et les plans de référence du produit plutôt que de supposer que le port 1 a toujours la même fonction.
Une structure brute en T n’offre pas automatiquement l’adaptation idéale. Des éléments de réglage et une géométrie appropriée servent à obtenir les performances sur la bande prévue.
Alimenter le port somme
Dans le modèle idéal adapté, une entrée par Σ se partage également entre A et B, en phase. Le port Δ est isolé. Chaque sortie reçoit la moitié de la puissance, soit une réduction de 3,01 dB.
Cette réduction est un partage, pas nécessairement de la chaleur dissipée. Le composant réel ajoute ses propres pertes et erreurs d’équilibre.
Alimenter le port différence
Une entrée par Δ se partage également entre A et B avec une différence de phase de 180°. Le port Σ est isolé dans le modèle idéal.
La phase est définie aux plans de référence. Deux câbles ou sections de longueurs différentes après le composant peuvent modifier la relation observée aux instruments.
Combiner deux entrées colinéaires
Avec des amplitudes complexes incidentes aA et aB, une convention idéale donne bΣ = (aA + aB)/√2 et bΔ = (aA − aB)/√2. Les phases communes dépendent des références choisies.
Deux signaux égaux en phase se combinent vers Σ et s’annulent vers Δ. Deux signaux égaux opposés en phase donnent l’inverse. Un défaut d’amplitude ou de phase laisse une puissance résiduelle dans le port censé être nul.
| Excitation idéale | Résultat |
|---|---|
| Σ seul | A et B égaux, en phase ; Δ isolé. |
| Δ seul | A et B égaux, en opposition ; Σ isolé. |
| A seul | Répartition vers Σ et Δ ; B isolé. |
| A et B égaux, en phase | Combinaison vers Σ. |
Applications de somme et différence
Le composant peut participer à des réseaux d’alimentation, comparateurs, mesures ou montages équilibrés. Dans un système monopulse, les voies somme et différence contribuent à une estimation d’erreur angulaire ; elles ne définissent pas seules la précision du radar.
La combinaison de sources doit tenir compte de phase, fréquence, charge et puissance dans chaque port. Terminez les ports requis avec des charges appropriées à leur puissance réelle.
Ce qu’il faut mesurer
- Adaptation de chaque port dans les états prévus.
- Perte supplémentaire au partage idéal.
- Équilibre d’amplitude et de phase des voies.
- Isolation Σ–Δ et A–B selon les terminaisons.
- Bande et limites de puissance moyenne et de crête.
Il n’existe pas une garantie universelle d’isolation supérieure à 30 dB ou de VSWR inférieur à 1,2. En VNA, calibrez jusqu’aux plans appropriés et terminez les ports non mesurés. Une mesure proche du plancher de bruit doit être présentée avec sa limite.
La géométrie et les relations de phase sont illustrées dans Microwaves101 : Magic Tees. Pour sélectionner le composant, associez ces fonctions à la bande, aux flasques et aux conditions de mesure du modèle.
