> "S 파라미터" 와 "최대전력 전송" 과 "전송 효율"의 상관관계가 정립되지 않은 듯 합니다.
S -parameter = 네트워크의 전기적 속성을 입출력 전압 비로 표현한 것
최대 전력 전송 = 부하에서 전력이 최대가 되도록 전송하는 것
전송 효율 = 전압 관점, 전류 관점, 전력 관점에 따라 다를 수 있음
> 2 port 시스템이 있다고 하지요 중간에 전송선로가 있고요. (임피던스는 저항분만 존재한다고 가정)
네트워크를 묘사하는 s-parameter는 resistance 뿐만 아니라 reactance를 포함하며,
실제로 reactance가 더 중요합니다. 단지 resistance만 본다는 것은 DC에 중점을 둔다는 것이고
s-parameter는 AC에 중점을 두고 있습니다.
암든 네트워크를 DC 관점으로만 보고 싶다 정도로 이해 하겟습니다.
DC 관점으로 보면 과도기 상태의 응답은 알 수가 없고, 단지 정상 상태만 보겠다는 것입니다.
(그런데, VNA로 s-parameter를 측정하면 DC는 측정 불가 합니다.)
> 만약, 전원측 임피던스 Rs가 입력입피던스 Rin (즉, 선로임피던스 Rline 과 부하측 임피던스 Rload의 합)와 동일하면 최대전력이 전송이 됩니다. (when, Rs=Rin=Rline+Rload)
지금의 의도한 것은 1-port 네트워크로 전송선과 그 끝에 붙어 있는 부하를 하나의 네트워크로 보고생각을 하고 잇습니다.
> ★1. 이 때... 투과계수 S21 값은 "1" 인가요?
위 설명 처럼 1-port 네트워크로 보게되면 S21은 성립하지 않고 S11이 성립하게 되며,
S11은 0.5가 됩니다(반띵 하니까요).
만약 부하를 별도로 생각하고 전송선 자체만 네트워크로 보면 입력 전원과 부하 사이에 2-port 네트워크가 됩니다.
이때 전송선의 임피던스와 입력전원의 임피던스가 같으면 S21은 1이 되고,
네트워크로 들어온 전압의 크기가 손실없이 그대로 출력에 나오게 됩니다.
> ★★2. 그렇다면 S21이 "1" 이라고 한다면 전송효율 (Transmission Efficiency)는 50% 이지요?
> 입력 전력 Ps=Vs^2/Rs, 소비전력 Po=Vo^2/Rin^2 인데요,
> 이때 효율은 Po/Ps= Vo^2/Vs^2 이어서 S21^2 이 되는데 이 효율 자체가 50%를 못 넘기는 것이지요?
전원(Rs) - 전송선(Rline) - 부하(Rload) 의 구성이라고 가정하고,
전송선의 S21이 1이라고 가정한다면,
Rs = Rline = Rload가 됩니다.
전압 관점에서 보면 일정한 전압이 보장되는 최적의 구성이 됩니다.
그러나 , 최대 전력 전송 관점에서 보면 50%가 될 수 없지요.
부하에 50%의 전력을 전달하고 싶으면, Rline이 0이든지, Rs + Rline = Rload가 되어야 겠지요.
> Power system 전력계통 (보통 수백 Mega Watt를 다룸)에서는 실제 전송효율이 거의 90%를 넘어서요, 즉 전원측 입력임피던스가 거의 0에 가깝게 생각을 합니다. 마직막 질문으로
질문 내용이, 전압과 전력을 왔다 갔다하면서 헷갈리고 계십니다.
> ★★★3. 전원 임피던스 Rs가 거의 "0"에 가깝거나 아니면 이상적이어서 "0"이라고 한다면, S 파라미터는 전혀 의미가 없는 것인가요?
> 수식에 의하면 Rs=0이면 S 파라미터는 존재하지 않아서요.
Rs는 전원단이고, S-parameter는 전송선 네트워크 입니다.
따라서 Rs에 관계없이 S-parameter는 어떤 값을 갖는 것이고, 그것 나름의 의미가 있습니다.
다만 그런 네트워크를 입력 임피던스가 0인 소스에 붙여서 사용하는 하나의 특별한 상황입니다.
답변이 제대로 된 것이지 모르겠네요...
