UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZOFACULTAD DE INGENIERÌA

ELECTRÒNICA Y TELECOMUNICACIONESSISTEMA DE MICROONDAS

Integrantes: Iván A. Calero Cristian Molina María Fernanda Pilco

ACOPLAMIENTO

DE

IMPEDANCIAS

Acoplamiento de Impedancias

En muchas situaciones será necesario realizar un acoplamiento de impedancias en guías de onda, similar al acoplamiento de líneas de dos conductores. Es decir, para reducir el VSWR o ROE y obtener un valor cercano a la unidad, se añaden admitancias en paralelo en la guía, como “stubs” en paralelo en las líneas de dos conductores.

Las admitancias en paralelo utilizadas en las guías de ondas son realizadas con diafragmas o láminas delgadas llamadas irises.

Fig. 1 Tipos de irises

Otra forma de producir las admitancias es introduciendo postes o tornillos .

Fig. 2 Tipos de postes

Estas discontinuidades físicas deben satisfacer las condiciones de frontera electromagnéticas en sus superficies. Aunque se esté transmitiendo en el modo dominante TE10, estas condiciones adicionales requieren de modos superiores de propagación, lo cual complica el análisis matemático. Afortunadamente, dichos modos superiores desaparecen cuando la guía trabaja en el modo dominante.

Un iris es una placa de metal delgado a través de la guía de onda con uno o más hoyos. Es usada para acoplar dos guía de onda y es una manera de introducir una discontinuidad

Un filtro de iris acoplado consiste de una cascada de transformadores de impedancia en la forma de cavidades resonantes de guía de onda acopladas con irises

El iris

El iris

Para un iris como el de la Fig. 1 a, la expresión aproximada (5% de error) para calcular la susceptancia capacitiva normalizada producida es:

Donde:Y10 = admitancia característica en el modo dominante TE10 (reciproco de Z10)λg = longitud de onda en la guía

Cuando el iris está colocado como en la Fig. 2 en Iris Inductivo, la expresión aproximada para calcular la susceptancia inductiva normalizada producida es:

Los irises deben colocarse cerca de las fuentes que producen los ondas reflejadas. El iris inductivo tiene ciertas ventajas sobre el capacitivo en aplicaciones de transmisión de alta potencia.

Es posible combinar los efectos de los dos irises y formar un iris resonante (Fig. 3 a). En las guías circulares se utiliza un iris resonante (Fig. 3 b), cuya susceptancia es inductiva.

Fig. 3 Tipos de guías de onda con irises

Fig. 4 Guía de onda con caballetes o salientes

También pueden emplearse iris asimétricos (una sola lámina en un lado de la guía), o estructuras en forma de caballete, como se muestra en la Fig. 4.

Muy frecuentemente, la información conocida sobre las admitancias de los obstáculos se obtiene en forma experimental, a partir de mediciones de las ondas estacionarias.

El PosteOtro de los elementos empleado para obtener impedancias equivalentes corresponde a los postes, los cuales son inductivos o capacitivos según sea su disposiciónEn la Figura se muestra la configuración de los postes tanto inductivo como capacitivo.

La impedancia de un poste en guías de ondas rectangulares se puede calcular por el modo dominante, correspondiente a una corriente senoidal distribuida en el poste.

El poste tiene dimensiones h (longitud) y r (radio) a una distancia d (d<a/2) medida desde el extremo de la guía, y la reactancia se puede calcular por medio de la siguiente expresión.

El diámetro de un poste es de solo una fracción de la longitud de onda y la susceptancia que produce se puede ajustar fácilmente al usar un tornillo de penetración variable.

Este tipo de acoplamiento de impedancias es igual (análogo) al de usar un sintonizador, equilibrador o «stub» en una línea de dos conductores

Si en vez de usar un poste fijo sobre la guía, se tiene la libertad de moverlo a lo largo de una ranura entonces se puede obtener un rango más amplio de susceptancias.

La variación en fase se produce cambiando la posición del poste a lo largo de una ranura central sobre el lado ancho de la guía.

También se puede usar sintonizadores de banda ancha, que consisten de 2 o más tornillos con posición fija y penetración variable que es análogo al usar 2 o más «stubs» en una línea de dos conductores.

Es más común ver sintonizadores de 3 tornillos.

Las correcciones necesarias de admitancias para acoplar la guía se logra mediante una combinación adecuada de las inserciones de los postes.