방향성 결합기는 진행 방향을 구별해 RF를 샘플링하는 회로이고, 탭은 보통 주 경로에서 일부 신호를 꺼내는 기능 또는 제품 명칭입니다. 탭이 방향성 결합기로 구현될 수도 있으므로 두 이름을 항상 반대 구조로 나누면 안 됩니다.
1. 이름보다 내부 기능을 비교
방향성 결합기는 입력, 통과, 결합과 격리의 네 기능 포트를 갖는 모델로 설명합니다. 입력 방향을 바꾸면 결합과 격리 역할도 바뀝니다.
탭은 샘플 포트, 분기기 또는 분배망의 분기 장치를 뜻할 수 있습니다. 저항식 분배기라는 정의로 한정하지 말고 블록도와 포트별 사양을 확인합니다. 균등 분배기는 별도의 분배 요구이며 모든 탭이 50:50으로 나누지는 않습니다.
2. 진행파 분리와 지향도
같은 입력 기준에서 결합 손실 C, 격리 I를 양의 dB로 정의하면 지향도 D = I−C입니다. 예를 들어 C = 20 dB, I = 50 dB이면 D = 30 dB입니다.
작은 반사파를 측정할 때 반대 방향 신호가 섞이면 오차가 생깁니다. 단순 분기 샘플만으로는 진행파와 반사파를 구분했다고 말할 수 없습니다.
지향도는 주파수, 종단과 구조에 따라 달라집니다. 모든 결합기가 40 dB를 제공하거나 두 방향을 동시에 측정할 수 있는 외부 포트를 갖는 것은 아닙니다.
3. 외부 포트 수와 종단
네 포트 중 하나가 내부에서 정합 종단되면 외부에는 세 포트만 보일 수 있습니다. 외부 포트 수만으로 방향성이 없다고 결론 내리지 않습니다.
정방향·역방향 샘플을 별도로 제공하는 구성에서는 포트 매핑과 교정값을 확인합니다. 내부 종단이 있는 부품의 방향을 바꾸는 것은 미종단 4포트 모델과 같은 사용 조건이 아닐 수 있습니다.
사용하지 않는 포트는 제조사가 지정한 부하와 전력 조건으로 처리합니다. 열린 포트는 설계된 응답을 바꿀 수 있습니다.
4. 결합량과 통과 손실
결합 손실이 C dB이면 이상적 샘플 전력비는 10−C/10입니다. 10 dB는 10%, 20 dB는 1%에 해당합니다.
정합·무손실 모델에서 나머지가 통과한다면 10 dB 결합기의 통과 감소는 −10 log10(0.90) ≈ 0.46 dB, 20 dB에서는 약 0.044 dB입니다. 실제에는 도체·유전체 손실과 반사 등이 더해집니다.
따라서 10 dB 결합 포트가 있다는 이유로 주 경로도 10 dB 줄어드는 것은 아닙니다. 또한 모든 결합기의 통과 손실이 0.3 dB 미만이라는 주장도 성립하지 않습니다.
이상적인 균등 2분배는 각 출력에 약 3.01 dB 감소를 만들지만, 모든 탭이 이 구조를 사용하는 것은 아닙니다. 분배에 따른 전력 감소와 열로 사라지는 추가 손실도 구별합니다.
5. 대역·임피던스와 실제 용도
협대역과 광대역 설계가 모두 가능합니다. 모든 탭이 중심 주파수 ±5%에 제한되거나 모든 결합기가 2～18 GHz를 지원하는 것은 아닙니다.
RF 측정 경로와 75 Ω 배선 분배망 등은 기준 임피던스와 인터페이스가 다를 수 있습니다. 대역, 정합, DC 통과, 평균·피크 전력을 확인합니다.
| 요구 | 확인할 사양 |
|---|---|
| 반사 측정 | 방향성, 지향도, 종단과 교정. |
| 레벨 모니터 | 결합량, 주파수 평탄도와 검출기 범위. |
| 여러 분기 공급 | 각 분기 레벨, 통과 손실과 포트 격리. |
| 고전력 운용 | 주 경로·샘플·종단 각각의 정격. |
선택과 검증
동일 주파수와 기준면에서 포트별 S파라미터를 비교하고 설치 방향을 기록합니다. 샘플 레벨을 교정해 주 경로 전력으로 환산할 때 케이블과 검출기 오차도 포함합니다.
방향성 결합기의 포트 및 정의는 내부 종단과 지향도의 의미를 설명합니다. 상품명보다 실제 회로와 사양으로 차이를 판단합니다.
