매직 티는 0°와 180° 위상 관계로 신호를 분배·합성하는 4포트 도파관 하이브리드입니다. 두 공선 포트, 합 포트 Σ와 차 포트 Δ를 갖습니다. 두 측면 포트가 모두 같은 차 포트라는 설명은 잘못입니다.
포트와 위상 기준을 먼저 정의
여기서는 공선 포트를 A·B, H면 분기를 Σ, E면 분기를 Δ라 부릅니다. 제조사의 포트 번호는 다를 수 있으므로 도면과 기준면을 먼저 확인합니다.
관을 단순히 십자형으로 연결한다고 이상적인 정합이 생기는 것은 아닙니다. 내부 치수와 정합 요소를 대역에 맞게 설계합니다. 모든 경로에서 TE10을 TE20으로 바꾸기 때문에 작동하는 구조도 아닙니다.
합 포트 Σ로 입력
이상적으로 정합된 회로에서 Σ 입력은 A와 B로 같은 진폭과 같은 위상으로 나뉘며 Δ와는 격리됩니다. 각 출력 전력은 입력의 절반으로 약 3.01 dB 낮습니다.
이는 분배에 따른 감소이며 전력 절반이 반드시 열이 된다는 뜻은 아닙니다. 실제 부품의 추가 손실, 진폭 불균형과 위상 오차는 따로 평가합니다.
차 포트 Δ로 입력
Δ 입력은 A·B로 같은 진폭, 180°의 위상차로 분배됩니다. 이상적 모델에서 Σ와 Δ 사이에는 격리가 있습니다.
위상차는 지정한 기준면에서의 값입니다. 외부 케이블이나 도파관의 길이가 다르면 부품이 대칭이어도 측정 위치의 위상 관계는 변합니다.
A와 B 신호의 합성
하나의 적절한 위상 규약에서 정규화 복소 진행파는 bΣ = (aA + aB)/√2, bΔ = (aA − aB)/√2로 표현합니다.
동일 진폭과 동상이면 Σ에서 합쳐지고 Δ에서 상쇄됩니다. 역상이면 반대입니다. 진폭 또는 위상이 어긋나면 원래 영점이어야 할 포트에도 신호가 남습니다.
| 이상적 입력 | 결과 |
|---|---|
| Σ만 | A·B로 동상 등분배, Δ 격리. |
| Δ만 | A·B로 역상 등분배, Σ 격리. |
| A만 | Σ·Δ로 분배, B 격리. |
| A·B 동일 진폭과 동상 | Σ에서 합성. |
합·차 채널을 쓰는 회로
측정 브리지, 평형 회로와 분배망 등에 활용합니다. 각도 측정 시스템도 합·차 신호를 쓸 수 있지만 전체 시스템의 정확도를 티 하나가 보장하지는 않습니다.
합성하는 신호의 주파수, 위상과 허용 부하를 맞춥니다. 종단이 필요한 포트에는 실제 전력을 처리할 수 있는 정합 부하를 연결합니다.
VNA로 검증
대역 전체에서 각 포트 반사, 원하는 경로의 전송, Σ–Δ와 A–B 격리, 진폭·위상 균형을 측정합니다. 측정하지 않는 포트의 종단 조건도 지정합니다.
격리가 측정계 잡음이나 누화에 가까우면 화면의 숫자만으로 더 높은 성능을 보증하지 않습니다. 재연결, 교정과 외부 경로의 영향을 기록합니다.
사양 및 다른 부품과의 차이
격리 30 dB 이상, VSWR 1.2 이하 또는 위상 오차 2°는 전 제품의 공통 요구가 아닙니다. 대역, 평균·피크 전력, 플랜지와 환경은 모델별로 확인합니다.
페라이트 위상기는 위상을 제어하는 별도 부품입니다. ECSS라는 명칭이나 저항기 규격을 인용하는 것만으로 매직 티의 요구사항을 증명하지 못합니다.
Microwaves101 매직 티 해설에서 형상과 위상 관계를 참고할 수 있습니다. 파형, 기준면과 종단을 명확히 해야 분배·합성 결과를 재현할 수 있습니다.
