[SI-LIST] Passivity of matrix with muted terms

  • From: "Dmitriev-Zdorov, Vladimir" <vladimir_dmitriev-zdorov@xxxxxxxxxx>
  • To: "si-list@xxxxxxxxxxxxx" <si-list@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 27 May 2020 17:30:55 +0000

Hi Lenny,
Yes, this may happen if you have more than two ports. You need to check that 
the largest eigenvalue of the matrix (S*S') doesn't exceed 1 (S' is a Hermitian 
conjugate of S). Because for passive S-parameters Hermitian matrix U - S*S' 
must be non-negative (U is unity matrix).
Reducing the norm of a single matrix component or setting it to zero may reduce 
the amount of reflected or transmitter power coming to/from a particular port, 
but for a multiport system we need to watch for a global passivity that 
considers multiple inter-reflections, in presence of an arbitrary passive load 
conditions.

Example: S below is an original matrix with maximal eigenvalue of S*S' equal 
1.0. Sx is obtained from S by zeroing out the components with indices (2,3) and 
(3,2). The maximal eigenvalue Sx*Sx' is 1.005390823157963 > 1:

S =
  0.647702905880147 + 0.117081243704661i  0.229759559503444 + 
0.534609362251502i  0.001650528801219 + 0.199828011536207i
  0.229759559503444 + 0.534609362251502i  0.547447911840171 - 
0.248798055988079i  0.024336911579367 + 0.009811227990395i
  0.001650528801219 + 0.199828011536207i  0.024336911579367 + 
0.009811227990395i  0.003538416914948 - 0.702120459562955i

Sx =
  0.647702905880147 + 0.117081243704661i  0.229759559503444 + 
0.534609362251502i  0.001650528801219 + 0.199828011536207i
  0.229759559503444 + 0.534609362251502i  0.547447911840171 - 
0.248798055988079i  0.000000000000000 + 0.000000000000000i
  0.001650528801219 + 0.199828011536207i  0.000000000000000 + 
0.000000000000000i  0.003538416914948 - 0.702120459562955i

Vladimir


Msg: #2 in digest
Date: Tue, 26 May 2020 19:28:24 +0000 (UTC)
From: "L R" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "lrayzman" for
Subject: [SI-LIST] Passivity of matrix with muted terms

Hi si-listers,
If I were to take a lossy (as in passive) and reciprocal s-parameter matrix and 
"mute" pairs of certain cross-coupling (off-diagonal) terms, by zeroing the 
term out for all frequencies,  my understanding (or more like intuition) tells 
me that the new matrix should become more passive than the original matrix.  
However from what I saw computing passivity for a matrix with muted terms 
apparently doesn't necessarily yield "passive" eigenvalues. Perhaps there is a 
constraint on which terms can be modified in such a matter. I am confident I am 
not clear on some important detail of the math behind this and would appreciate 
a pointer to an explanation.  
Best,
Lenny

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: