UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Católica de Loja MICROONDAS INTEGRANTES: Franklin Cano Leonel Llivisaca FECHA: 10 de Noviembre del 2015 Redes Microondas Los circuitos a frecuencias bajas, en donde las dimensiones del circuito son pequeñas en relación con la longitud de onda, se analizan como una interconexión de componentes pasivos o activos referenciados tensiones y corrientes definidas en cualquier punto del circuito. En estos circuitos las dimensiones son lo suficientemente pequeñas tal que existe retardo de fase insignificante de un punto en el circuito a otro. Esto implica un tipo cuasi-estática de solución a las ecuaciones de Maxwell y a la tensión conocida Kirchhoff y las leyes actuales y conceptos de impedancia de la teoría de circuitos. Sin embargo, hay técnicas de análisis de circuitos de baja frecuencia que no se pueden aplicar directamente a los circuitos de microondas. En baja frecuencia, la teoría de circuitos nos dice que tanto inductores, capacitores como resistencias se comportan exactamente como tales y los cables que los unen son considerados nodos independientemente de su longitud. Dado que los componentes de un circuito de baja frecuencia son pequeños en relación a la longitud de onda del mismo, ellos pueden ser tratados como conexiones de elementos conglomerados activos o pasivos cuyos voltajes y corrientes pueden ser definidos en cualquier punto de dicho circuito. Existen muchas tecnicas para analizar dichos circuitos; sin embargo, no pueden ser aplicados directamente a circuitos de alta frecuencia, o circuitos de microondas. Además, en alta frecuencia los capacitores e inductores son representados a través de segmentos de líneas de transmisión, los mismos que pueden servir para interconectar circuitos. El uso de líneas de transmisión se ha extendido incluso hacia circuitos de componentes conglomerados puesto que sirven para modelar dichos elementos adecuadamente. Impedancia y Equivalente de Voltaje y Corriente Una línea de transmisión presenta una impedancia característica, se considera que la línea de transmisión se extiende al infinito. Si la impedancia de carga de una LT absorbiese todo el corriente incidente, entonces la fuente de voltaje vería una longitud eléctrica infinita. La razón En el caso de líneas de transmisión TEM. Su expresión estándar es: La corriente que fluye en el conductor positivo se determina a través de la ley de Ampere como: En el caso de líneas no-TEM. línea de microcinta o líneas de cinta. la impedancia también es dependiente de la dirección. Para ser útiles tal como lo son los voltajes y corrientes en la teoría de circuitos. las cuales dependen del tipo de línea o guía. del material y de la frecuencia de operación. circulares o de superficie. La medición de voltaje y corriente en circuitos que operen a alta frecuencia puede tornarse virtualmente imposible a menos que existan un par de terminales disponibles para ello. Dada su relación con las líneas de transmisión y los planos de propagación de onda. Hay diferentes tipos de impedancias y estas son: La impedancia intrínseca del medio η depende de las características materiales del medio y es igual a la impedancia de ondas para los planos de onda. para las ondas TE y TM se usan otras técnicas para obtenerla. Donde E y H son las variaciones de los campos transversales. Las ondas TEM. La impedancia de onda Zw es una característica que depende del tipo particular de la onda. Esta impedancia debe ser escogida arbitrariamente pero usualmente es seleccionada igual a la impedancia de la línea de transmisión o normalizada a la unidad. Los voltajes y corrientes equivalentes de ondas: . La razón entre el voltaje y la corriente para una única onda de propagación debe ser igual a la impedancia característica de la línea. los voltajes y corrientes equivalentes se pueden definir siguiendo ciertas consideraciones: El voltaje y corriente son definidos solo para un modo particular de guía de onda. La impedancia característica Z0 es la razón entre el voltaje y la corriente de una onda de propagación en una línea de transmisión. el voltaje V se considera como la integral del campo eléctrico desde el conductor de carga positivo hasta el de carga negativa. La impedancia es una manera de definir la característica de los campos E y H y del tipo de medio. los voltajes y Corrientes equivalentes deben ser definidos de tal manera que su multiplicación sea igual al flujo de potencia o al modo de la guía de onda. Son definidos de manera tal que el voltaje es proporcional a la corriente eléctrica transversa y la corriente es proporcional al campo magnético transversal. Los capos eléctrico y magnético están relacionados con la impedancia Zw.entre el voltaje y corriente en cualquier punto de dicha línea es constante e idéntica a la impedancia de carga. TM y TE tienen diferentes impedancias. Ese no es el caso de las líneas no-TEM como las guías de onda rectangulares. Esta esta solamente definida para ondas TEM. Usualmente este par de terminales están disponible en líneas de tipo TEM como el cable coaxial. Admitancia. En cada puerto hay un plano terminal. se puede utilizar las matrices de impedancia y admitancia de terminales o puertos cantidades entre sí. Las constantes de proporcionalidad están definidas por: Para el campo eléctrico transversal: Esta expresión en el ámbito temporal queda: Para el campo magnético transversal: Esta expresión en el ámbito temporal queda: Matrices de impedancia. son equivalentes proporcionales a los campos eléctrico y magnético.Donde: Esta definición representa que tanto el voltaje y la corriente. y por lo tanto para llegar esencialmente a una descripción de la matriz de la red. Ya que las tensiones y corrientes de una línea de transmisión se han definido en varios puntos en una red de microondas. así como corrientes y voltajes reflejados. . en el cual se puede contar con corrientes y voltajes incidentes. Efraín Zenteno Bolaños. 2014 . University of Massachusetts at Amherst. Patricia Raquel Castillo Araníbar. 𝑌𝑖𝑗 se obtiene al inducir el puerto j con voltaje 𝑉𝑗. David Pozar. cortocircuitar los otros puertos y medir a corriente en el corto circuito en el puerto i. Manuel Gustavo Sotomayor Polar. Microondas. Primera Edición. cortocircuitar los otros puertos y medir el voltaje de circuito abierto en el puerto i. Lee Victoria Gonzales Fuentes. marzo 2014. Propiedades Redes.Universidad Politécnica de Valencia. 4ta edición. Ebert Gabriel San Román Castillo. Mariano Baquero Escudero. Aplicaciones de Teoría de Ingeniería de Microondas. los voltajes y corrientes se relacionan: En su forma matricial: [𝑉]=[𝑍][𝐼] De forma similar la matriz de admitancia [Y]: En su forma matricial: [𝐼]=[𝑌][𝑉] En estas matrices se saca la relación entre los voltajes y corrientes de los puertos: 𝑍𝑖𝑗 se obtiene al inducir el puerto j con voltaje 𝐼𝑗. Referencias: Microwave Engineering.La matriz de impedancia [Z] de una red de microondas.