분배기(Divider)는 말 그대로 신호를 분배한다 나눈다는 의미입니다.주로 Filter에서 나온 신호를 둘로 나누어 주거나 안테나로 신호를 나누어 내보낼 때 사용하게 됩니다.분배기는 입력으로 들어온 신호를 출력포트의 수대로 나누어 출력시킵니다. 이때 각 출력 포트의 위상과 신호는 모두 동일하며 전력만이 나누어집니다. 그래서 전력 분배기(Power divider)라고 부르기도 합니다.분배기의 출력이 2개면 2-way divider, 4개면 4-way divider, 8개일 때는 8-way divider라고 부릅니다. 


아래에 대표적인 divider Wilkinson Divider를 예로 들어 분배기에 대한 이해를 도와 드리겠습니다.


 


일반적으로 RF는 임피던스를 50Ω에 매칭시키므로 특성임피던스 Z0=50Ω이라고 하면, λ/4 전송선로의 임피던스는 70.7Ω이 되고 분배기 회로의 안정성을 확보하기 위해 출력 포트 가운데에 추가한 저항값은 100Ω이 됩니다.


 


위 분배기의 입력쪽에 0dBm의 신호를 입력하면 출력포트의 각각에서는 -3dB만큼 떨어진 -3dBm의 신호가 똑같이 출력됩니다. 그래서 다른 말로는 -3dB 분배기라고 부르기도 합니다.


그러면 2-way divider는 이해를 했고 4-way 8-way divider의 출력 전력을 알아보겠습니다.4-way2-way divider에서 1/2(-3dB)로 나누어진 출력의 각각에 또 분배기를 추가했다고 생각하면 쉽습니다. 4개의 출력 포트로 1/4(-6dB)의 신호가 출력됩니다. 8-way도 같은 방식으로 이해할 수 있습니다. 아울러 2-way divider 1/2(-3dB), 4-way divider 1/4(-6dB), 8-way divider 1/8(-9dB)의 고유 Loss를 각각의 Port에서 가지게 됩니다. 항상 divider Insertion Loss를 거론 할 때는 이점을 감안하여 이야기 하여야 합니다.


그런데 위의 Wilkinson 분배기의 두 선로 중 한쪽 선로의 임피던스값을 바꾸면 어떻게 될까요?예를 들어 선로 한쪽은 70.7Ω이고 다른 한쪽이 35Ω이라면 그 때에도 양쪽 출력포트로 출력되는 파워가 같을까요? 당연히 임피던스가 낮은 쪽으로 더 많은 전력이 전달되고 임피던스가 높은 쪽으로는 적은 전력이 전달될 것입니다. , 70.7Ω 35Ω의 출력은 1:2의 비율을 갖게 될 것입니다.이렇게 분배기는 출력 전력의 비율도 사용자의 입맛에 맞게 조절할 수 있으며 이동통신 시스템중에서 건물안(In-building) 시설공사용으로 적용되곤 합니다.


Divider Splitter 라고도 부르는데 이름만 다를 뿐 똑 같은 제품을 부르는 말입니다.만약 이 divider의 출력 포트 2개에 신호를 인가해주면 입력 포트로 두 신호가 합쳐져서 나오는데 이렇게 사용될 때에는 combiner라고 부릅니다.이때 입력되는 두 신호의 주파수가 같으면 파워가 합쳐지게 됩니다.



입력 주파수가 서로 다르면 두 신호가 하나의 포트를 통해 그대로 출력됩니다.



다시 말해 divider combiner는 같은 제품을 어디에 어떤 용도로 사용하느냐에 따라 부르는 이름만 달라지는 것입니다. 입력과 출력의 방향에 따라서 다르게 부른다고 보셔도 됩니다.


분배기를 고를 때에는 다른 제품과 마찬가지로 반사손실과 삽입손실을 따져보아야 합니다.아래 Wilkinson divider 그림을 다시 보겠습니다.반사손실은 S11뿐만이 아니라 S22, S33 모두 살펴보아야 하고 모든 값이 -20dB 이하여야 합니다.출력 포트가 2개이고 동일한 신호가 동일한 파워로 출력되어야 하므로 S21와 함께 S31도 고려해야 합니다. 그리고 이 값은 -3dB에 선로의 손실을 조금 더한 정도에서 같아야 합니다.



그리고 또 하나 중요한 요소가 있습니다.바로 2번과 3번 포트 사이의 격리도(isolation)입니다. 두 개의 출력 포트가 격리되어 있지 않다면 이 분배기는 Combiner로 사용할 경우 2번과 3번 포트로 신호가 입력되었을 때 2번 포트로 입력된 신호가 3번 포트로도 넘어갈 수 있게 됩니다. 물론 반대로 3번 포트의 신호도 2번 포트로 넘어갈 수 있습니다. 보통 격리도(S23, S32)-18dB 이하를 만족해야 합니다.위와 같은 원리를 이용하여 100W이상 고출력의 Divider도 제작 할 수 있습니다. 물론 아주 동일한 구조는 아니지요. 고출력에 알맞은 구조로 설계한 300W급 이상의 제품도 있습니다. 본 책자의 Divider장을 참조 하시면 다양한 용도의 고출력 Divider를 경험 하실 수 있으실 것 입니다.



  
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N J2way Utype Power divider
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N J3way Utype Power divider
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N J3way Utype Power divider
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7/16 DIN J2way Ttype Power divider
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Divider SMA J2way 0.7~2.7GHz
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Divider SMA J4way 1.4~4.0GHz
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Divider SMA J8way 0.7~2.7GHz
   
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