2포트 회로망 파라미터 (Two-Port Network Parameters)
쉽게 풀면
증폭기나 필터처럼 입력 한 쌍과 출력 한 쌍의 단자를 가진 회로는, 내부에 소자가 몇 개 들어 있든 바깥에서 보면 입력 전압·전류와 출력 전압·전류 네 개의 양으로만 관찰됩니다. 이 네 양 사이의 관계를 행렬 형태로 정리한 것이 2포트 파라미터입니다. 어떤 양을 원인으로 두고 어떤 양을 결과로 둘지에 따라 Z, Y, h, ABCD 등 여러 표현이 생기지만, 서로 변환이 가능해 같은 회로를 다른 각도에서 본 것에 지나지 않습니다.
왜 중요한가
회로를 블록 단위로 다룰 수 있게 해 주기 때문에, 여러 단을 이어 붙인 시스템을 행렬 곱셈만으로 해석할 수 있습니다. 특히 ABCD 파라미터는 종속 연결에 곱셈이 그대로 대응해 전송선과 정합회로 해석에 널리 쓰입니다. 고주파에서는 이 개념이 산란계수로 이어지므로, 증폭기와 안테나 설계 논문을 읽으려면 반드시 거쳐야 하는 언어이기도 합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
파라미터 사이의 변환을 이용해 여러 단을 이어 붙인 회로를 한꺼번에 해석한 사례입니다.
조금 더 깊게 보면
Z 파라미터는 두 포트의 전류를 입력으로 두고 전압을 출력으로 두며, 각 계수는 다른 포트를 개방한 상태에서 정의됩니다. Y 파라미터는 반대로 포트를 단락한 상태에서 정의되고, h 파라미터는 입력 전류와 출력 전압을 원인으로 섞어 쓰기 때문에 트랜지스터 소신호 모델에서 전통적으로 애용되었습니다. ABCD 파라미터는 출력 전압·전류를 원인으로 두어 회로를 직렬로 이었을 때 행렬이 그대로 곱해지는 성질을 가집니다. 고주파에서는 개방과 단락 조건을 정확히 만들기 어려워 정합된 종단 조건에서 정의되는 산란계수가 대신 쓰입니다.
주의할 점
파라미터마다 정의에 쓰이는 단자 조건이 다르므로, 한 표현의 계수를 다른 표현에 그대로 대입하면 안 됩니다. 고주파에서 쓰는 산란계수는 2포트 파라미터 가운데 한 종류에 해당하며, 이 항목은 그 상위의 일반적인 틀을 다룹니다.