CAPITULO 8 LNEAS DE TRANSMISINIntroduccinUna lnea de transmisin es un sistema de conductores metlicos para transferir energa elctrica de un punto a otro, consiste en dos conductores separados por un aislador, como por ejemplo un par de alambres, puede tener desde unas pocas pulgadas hasta varios miles de millas de longitud.Ondas electromagnticas transversalesLa propagacin de energa elctrica por un alinea de transmisin se hace en forma de ondas electromagnticas transversales (EMT). Para una onda transversal, la direccin del desplazamiento es perpendicular a la direccin de propagacin.

Caractersticas de las ondas electromagnticasVelocidad de la onda.- Las ondas viajan a diversas velocidades, dependiendo del medio de propagacin, en el espacio libre (vacio) las ondas electromagnticas viajan a la velocidad de la luz c = 299,793,000m/s, pero en un medio de propagacin viajan a una velocidad mucha ms pequea.Frecuencia y longitud de onda.- La rapidez con que se repite la onda peridica es su frecuencia, y la distancia de un ciclo en el espacio se llama longitud de onda y se calcula por: =v/f.TIPOS DE LNEAS DE TRANSMISINBALANCEADASEn las lneas balanceadas de dos alambres ambos conductores llevan corriente; uno lleva la seal y el otro es el regreso. Este tipo de transmisin se llama transmisin diferencial o balanceada de seal.

Un para balanceado de alambres tiene la ventaja de que la mayor parte del ruido de interferencia (voltaje de modo comn) se induce por igual a ambos conductores, y produce corrientes longitudinales que se anulan en la carga (rechazo de modo comn CMR de40 a70 dB).Todo par de alambres puede trabajar en el modo balanceado, siempre que ninguno de ellos este al potencial de tierra. Aqu se incluye el cable coaxial que tiene dos conductores centrales y un blindaje.Un alambre esta al potencial de tierra, mientras que el otro tiene el potencial de una seal. A este tipo de transmisin se le llama transmisin de seal desbalanceada o asimtrica. El alambre de tierra puede ser tambin la referencia para otros conductores portadores de seal. Si es el caso, el alambre de tierra debe ir donde vaya cualquiera de los conductores de seal. A veces esto origina problemas ya que puede existir una pequea diferencia de potencial entre dos puntos cualesquiera en el conductor de tierra.

BalunesDispositivo que se usa para conectar una lnea de transmisin balanceada con una carga desbalanceada se llama baln (balanceado a desbalanceado).El baln debe tener un blindaje electroesttico conectado a tierra fsica, para reducir al mnimo los efectos de las capacitancias parasitas. Cuando las frecuencias son relativamente altas se usan balunes de varios tipos para lneas de transmisin.Balun de banda angosta (choke, forro o balun bazuca). Un choke de cuarto de onda se instala en torno al conductor externo de un cable coaxial y se conecta con l.Un alambre del par balanceado se puede conectar con el choke sin poner en corto la seal. El segundo conductor se conecta al conductor interno del cable coaxial.

Lneas de transmisin de conductores paralelosLnea de transmisin de alambre desnudo. Conductor de dos alambres paralelos a corta distancia y separados por aire (dielctrico). Se colocan espaciadores no conductores a intervalos peridicos, para sostenerlos y mantener constante la distancia entre ellos. De construccin sencilla, las perdidas por radiacin son altas y es susceptible de captar ruido. Estas lneas se trabajan normalmente en el modo balanceado.Conductores gemelos (cable de cinta). Son, en esencia, lo mismo que la lnea de transmisin de conductores desnudos, pero los distanciadores entre los dos conductores se reemplazan con un dielctrico macizo continuo. Normalmente la distancia entre los dos conductores es 5/16 de pulgada para el cable de transmisin de TV. Los dielctricos ms frecuentes son el tefln y el polietileno.Cable de par trenzado. Se forma torciendo entre s dos conductores aislados. Con frecuencia los pares se trenzan en unidades y las unidades se llevan en ncleos que a su vez se cubren con varios tipos de forros, dependiendo de la aplicacin. Su resistencia, inductancia, capacitancia y conductancia, que estn sujetas a variaciones de acuerdo con el ambiente fsico, como temperatura, humedad y esfuerzos mecnicos, y dependen de las diferencias de manufactura son sus constantes primarias.Par de cable Blindado. Formado por dos alambres conductores paralelos separados por un material dielctrico macizo. Toda la estructura se encierra en un tubo de conductor integrado por una malla, y despus se cubre por una capa protectora de plstico.

Lneas de transmisin concntricas o coaxialesSe usan mucho los conductores coaxiales en aplicaciones de alta frecuencia, para reducir las prdidas y para aislar las trayectorias de transmisin. El cable coaxial bsico consiste en un conductor central rodeado por un conductor externo concntrico, a distancia uniforme del centro. A frecuencias de trabajo relativamente altas, el conductor externo coaxial proporciona un excelente blindaje contra la interferencia externa. El conductor externo de un cable coaxial se conecta a tierra, y eso limita su empleo a aplicaciones desbalanceadas o asimtricas.En esencia hay dos tipos de cables coaxiales: lneas rgidas llenas de aire o lneas flexibles macizas. El conductor central esta coaxialmente rodeado por un conductor externo tubular, y que el material aislador es aire. Es relativamente costoso fabricar los cables coaxiales rgidos de aire, el aislador debe estar relativamente libre de humedad.Los cables coaxiales macizos tienen menos perdidas y son ms fciles de fabricar, aislar y mantener. Los dos tipos e cable coaxial son relativamente inmunes a la radiacin externa, irradian poco ellos mismos, y pueden funcionar a mayores frecuencias que sus contrapartes de conductores paralelos.Las desventajas bsicas de las lneas coaxiales de transmisin son su alto costo y que se deben usar en el modo desbalanceado.Circuito equivalente de una lnea de transmisinLneas uniformemente distribuidasLas caractersticas de un ala de transmisin estn determinadas por sus propiedades elctricas, como por ejemplo la conductividad de los alambres y la constante dielctrica del aislamiento, y sus propiedades fsicas, como dimetro del alambre y distancia entre conductores. Estas propiedades determinan las constantes elctricas primarias: resistencia de CD en serie (R), inductancia en serie (L), capacitancia en paralelo (C) y conductancia en paralelo (G), los parmetros distribuidos se agrupan entre s por unidad de longitud para formar un modelo elctrico artificial de la lnea.En la siguiente imagen se muestra un circuito equivalente de una lnea de transmisin metlica de dos conductores.Caractersticas de trasmisinLas caractersticas de transmisin de una lnea se llaman constantes secundarias, y se calculan a partir de las cuatro constantes primarias. Las constantes secundarias son la impedancia caracterstica y la constante de propagacin.Impedancia caracterstica (Zo) de una lnea de transmisin es una cantidad compleja que se expresa en ohms, y que en el caso ideal es independiente de la longitud de la lnea y que no se puede medir.Esa impedancia caracterstica, se define como la impedancia vista hacia una lnea de longitud infinita, o la impedancia vista hacia una lnea de longitud finita que termina una carga puramente resistiva igual a la impedancia caracterstica de la lnea. Muestra una sola seccin de una lnea de transmisin terminada en una carga Zl que es casi igual a Zo. La impedancia que se ve hacia una lnea de n de dichas secciones se calcula:Siendo n la cantidad infinita de secciones.Tambin se puede determinar la impedancia caracterstica de una lnea de transmisin con la ley de ohm. La impedancia caracterstica de una lnea de transmisin de dos conductores paralelos con dielctricos de aire se puede determinar a partir de sus dimensiones fsicas, donde D= distancia entre los centros de los dos conductores, r= radio del conductor (pulg) y D>>r;Constante de propagacin: que a veces se le llama coeficiente de propagacin se usa para expresar la atenuacin (prdida de seal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una lnea de transmisin. Cuando una onda se propaga por una lnea de transmisin disminuye su amplitud con la distancia recorrida.

= constante de propagacin,= coeficiente de atenuacin (nepers por unidad de longitud),= coeficiente de desplazamiento de fase (radianes por unidad de longitud).Propagacin de ondas en lnea de transmisinLas ondas electromagnticas viajan a la velocidad de la luz cuando se propagan en el vaco, y casi a la velocidad de la luz cuando lo hacen a travs de aire. Sin embargo, en la lneas metlicas de transmisin, donde el conductor suele se cobre, y en los materiales dielctricos, la velocidad vara mucho de acuerdo con el tipo de cable, y una onda electromagntica viaja con mucha mayor lentitud.Factor velocidad: llamado a veces constante de velocidad se define como la relacin de velocidad real de propagacin a travs de determinado medio, entre la velocidad de propagacin a travs del espacio vaco.Longitud elctrica de una lnea de transmisin: en relacin con la longitud de onda que se propaga por ella, es una consideracin importante al analizar el comportamiento de la lnea. En general se define como larga una lnea de transmisin si es mayor que un dieciseisavo de longitud de onda; si no es as, se considera como lnea corta.Lneas de retardo: son lneas de transmisin diseadas en forma intencional para introducir un retardo de tiempo en la trayectoria de una onda electromagntica. La cantidad de retardo es funcin de la inductancia y la capacitancia de lnea de transmisin.Prdidas en lneas de transmisinPara fines de anlisis las lneas de transmisin se consideran sin prdidas, pero en realidad hay varias formas en las que se pierde energa en una lnea de transmisin:Prdidas en el conductorComo la corriente pasa por una lnea de transmisin, sta tiene una resistencia finita, hay una prdida inherente e inevitable de potencia. A veces a esto se le llama prdida por conductor o prdida por el calentamiento del conductor, y es tan solo una prdida de la forma IR. Para reducir las prdidas en el conductor no hay ms que acortar la lnea de transmisin o usar un alambre de mayor dimetro (al cambiar el dimetro del alambre tambin cambia la impedancia caracterstica y, la corriente).La prdida en el conductor depende de la frecuencia debido a una accin llamada efecto de superficie. Cuando pasa la corriente por un alambre redondo aislado, el flujo magntico asociado con ella tiene la forma de crculo concntrico. Fig.8-13. Se puede demostrar que la densidad de flujo cerca del centro del conductor es mayor que cerca de la superficie. Entonces las lneas de flujo cercanas al centro del conductor encierran la corriente y reducen la movilidad de electrones encerrados. Es una forma de auto inductancia, y hace que la inductancia cercana al centro del conductor sea mayor que la superficie.Perdida por el calentamiento dielctrico.Una diferencia de potencial entre los conductores de una lnea de transmisin causa el calentamiento del dielctrico. El calor es una forma de energa que se debe tener en cuenta cuando se propaga energa por la lnea. Para las lneas con el dielctrico de aire, la prdida por el calentamiento es despreciable. Sin embargo, con las lneas rgidas el calentamiento del dielctrico aumenta con la frecuencia.Perdida por radiacin.Las prdidas por radiacin se reducen blindando el cable en forma adecuada. As, los cables coaxiales tienen menores prdidas por radiacin que las lneas de dos alambres paralelos. sta perdida por radiacin tambin es proporcional a la frecuencia.Prdida por acoplamiento.Esta se presenta siempre que se hace una conexin con o de una lnea de transmisin, o cuando se conectan dos tramos separados de lnea de transmisin.Efecto corona (o efecto de arco voltaico).Es una descarga luminosa que se produce entre dos conductores de una lnea de transmisin, cuando la diferencia de potencial entre ellos es mayor que el voltaje de ruptura del dielctrico aislante. En general, una vez que se produce el efecto de arco voltaico o efecto corona, la lnea de transmisin se destruye.Ondas incidentes y reflejadas.El voltaje que se propaga desde la fuente hacia la carga se llama voltaje incidente, y el que se propaga de la carga hacia la fuente se llama voltaje reflejado. En consecuencia, la potencia incidente se propaga hacia la carga y la potencia reflejada se propaga hacia la fuente.La potencia reflejada es la parte de la potencia incidente que no absorbi la carga, en consecuencia, la potencia reflejada nunca puede ser mayor que la potencia incidente.Lneas de transmisin resonante y no resonanteUna lnea de transmisin sin potencia reflejada se llama lnea plana o no resonante. Una lnea de transmisin es no resonante si su longitud es infinita o si termina es una carga resistiva igual al valor hmico de su impedancia caracterstica. Si la carga es un circuito cerrado o abierto, toda la potencia incidente se refleja hacia la fuente, si esta se sustituye por una abertura y un corto y la lnea fuera sin perdidas, la energa presente en ella se reflejara de un lado a otro entre los extremos de la fuente y la carga, de modo parecido a cuando la energa va y viene entre el capacitor y el inductor de un circuito LC y a esto se le llama lnea de transmisin resonante.Coeficiente de reflexinEs una cantidad vectorial que representa la relacin del voltaje reflejado entre el voltaje incidente, o la corriente reflejada entre la corriente incidente.

Ondas Estacionarias.Cuando Zo=ZL, toda la potencia incidente es absorbida por la carga (lnea compensada) y cuando ZOZLalgo de la potencia incidente queda absorbida en la carga y algo se refleja (lnea descompensada). En una lnea no compensada hay dos ondas electromagnticas que viajan en direcciones opuestas al mismo tiempo (ondas viajeras). Las dos ondas viajeras establecen un patrn de interferencia llamada onda estacionaria.Relacin de onda estacionaria.SWR de standing-wave ratio, se define como la relacin del voltaje mximo al voltaje mnimo, o de la corriente mxima entre la corriente mnima de una onda estacionaria en una lnea de transmisin. Es una medida de la falta de compensacin entre la impedancia de carga y la impedancia caracterstica de la lnea de transmisin.

Ondas estacionarias en una lnea abierta.Cuando las ondas incidentes de voltaje y corriente llegan a una terminacin abierta, nada de energa se absorbe; se refleja por todo el trayecto hacia la fuente. Al pasar las ondas incidente y reflejada, se producen en la lnea ondas estacionarias.Las principales caractersticas de una lnea de transmisin terminada en una abertura son:1.- La onda incidente de voltaje se refleja y regresa exactamente como si hubiera de continuar, es decir sin inversin de fase.2.- La onda incidente de corriente se refleja y regresa a 180 respecto a cmo hubiera continuado.3.-La suma de las formas de onda de corriente incidente y reflejada es mnima en la abertura.4.-La suma de las formas de onda de voltaje incidente y reflejado es mxima en la abertura.

Ondas estacionarias en una lneaen cortoCuando la lnea est en corto, el voltaje y la corriente incidentes se refleja y regresan en la forma contraria. La onda de voltaje se refleja con una fase invertida de 180 respecto a la que tendra si continuara por una lnea infinitamente larga, y la onda de corriente se refleja exactamente de la misma manera que si no hubiera corto.Las caractersticas de una lnea de transmisin terminada en corto:1. La onda estacionaria de voltaje se refleja y se invierte 180 respecto a la forma en que continuara.2. La onda estacionaria de corriente se refleja del mismo modo que si hubiera continuado.3. La suma de las formas de onda incidente y reflejada de corriente es mxima en el corto.4. La suma de las formas de onda incidente y reflejada de voltaje es cero en el corto.Para una lnea de trasmisin terminada en circuito cerrado o abierto, el coeficiente de reflexin es 1 y la SWR (Relacin de onda estacionaria) es infinita.IMPEDANCIA DE ENTRADA DE UNA LNEA DE TRANSMISINCuando se termina una lnea de transmisinen un corto circuito o circuito abierto, hay una inversin de impedancia cada cuarto de onda.Para una lnea sin prdidas, la impedancia varia de infinito a cero. Pero cuando si hay perdidas de energa, la amplitud de la onda reflejada siempre es menor que la de la onda incidente. La impedancia de entrada de una lnea sin perdida, vista hacia una lnea de transmisin que termina en un corto o en circuito abierto, puede ser resistiva, inductiva o capacitiva, dependiendo de la distancia a la terminacin.Anlisis fasorial de la impedancia de entrada: lnea abiertaEl anlisis fasorial se usa para analizar la impedancia de entrada de una lnea de transmisin, por ser sencillos y dar una representacin grafica de las relaciones de fase de corriente y voltaje.Anlisis fasorial de la impedancia de entrada: lnea en corto circuitoLa forma de onda de voltaje se regresa con una inversin de fase de 180, mientras que la onda de corriente se refleja como si no hubiera corto.Acoplamiento de impedancias en lnea de transmisinLa potencia se transfiere a una carga cuando no hay ondas reflejadas, esto es, cuando la carga es puramente resistiva e igual a Zo. Siempre que la impedancia caracterstica de una lnea de transmisin con su carga no est balanceada, habr ondas estacionarias en la lnea, y no se transfiere la potencia mxima a la carga. Las ondas estacionarias causan prdida de potencia, falla del dielctrico, ruido, radiacin y seales fantasmas.REFLECTOMETRIA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO (TDR).La reflectometra en el dominio del tiempo es una tcnica que se usa para ubicar un defecto en un cable metlico con precisin de algunos pies en distancias de 10 millas. Cuando las lneas de transmisin sufren algn corto o abertura, hacen que una parte de la seal incidente regrese a la fuente. La cantidad de retorno de la seal transmitida depende de la clase y la magnitud del defecto. Para calcular la distancia exacta entre el defecto y la fuente se utiliza la siguiente frmula:d= (v X t)/ 2d=Distancia de la discontinuidad (metros)v=velocidad real (metros por segundo)v=k X c (metros por segundo)k=factor de velocidad (v/c) (adimensional)c=velocidad de la luz en el vaco (3 X 108metros por segundo)t=Tiempo trascurrido (segundos)LNEAS DE TRANSMISIN DE MICROCINTA Y DE CINTAPara aplicaciones altas de frecuencia de 300 a 3000MHz, se han desarrollado lneas especiales de transmisin hechas con patrones de cobre en una tarjeta de circuito impreso y lnea de cinta, para interconectar componentes en las tarjetas de PC.Microcinta.Una microcinta no es ms que un conductor plano separado de un plano de tierra con un material dielctrico aislante.El plano de tierra sirve como un punto comn del circuito, y debe ser cuando menos 10 veces ms acho que el conductor superior, y debe conectarse a tierra.En general, la microcinta es de un cuarto o media longitud de onda. A la frecuencia de operacin,y equivale a una lnea de transmisin desbalanceada.Se prefieren las lneas en corto sobre las lneas abiertas, porque estas tienen mayor tendencia a irradiar.Lnea de cinta.La lnea de cinta no es ms que un conductor plano emparedado entre dos planos de tierra, Aunque es ms difcil fabricar que la microcinta, es menos propensa a irradiar y as sus prdidas son menores que las de la microcinta. De nuevo la longitud de una lnea de cinta puede ser de un cuarto de media longitud de onda, y se usan con ms frecuencia las lneas en corto que las abiertas.CAPITULO 10 ANTENAS Y GUAS DE ONDA.Guas de onda.Las lneas de transmisin de hilos paralelos, incluyendo los cables coaxiales, no pueden propagar con eficiencia la energa electromagntica arriba de unos 20Ghz, por la atenuacin causada por el defecto de superficie y las perdidas por radiacin. Adems, las lneas de transmisin de hilos paralelos no se pueden usar para propagar seales de alta potencia, por los altos voltajes asociados con ellas, que causaran la disrupcin del dielctrico que separa los dos conductores.En consecuencia las lneas de transmisin de hilos paralelos son imprcticas en muchas aplicaciones de UHF y de microondas. Hay varias alternativas, que incluyen cables de fibra ptica y guas de onda.Gua de onda rectangular.Las guas de ondas rectangulares son las que ms se usan.Para comprender como funcionan es necesario comprender el comportamiento bsico de las ondas que se reflejan en una superficie conductora.La energa electromagntica se propaga por el espacio libre en forma de ondas electromagnticas transversales, y su campo magntico, campo elctrico y direccin de propagacin son perpendiculares entre s. Para que exista una onda electromagntica en una gua de onda debe satisfacer la ecuacin de maxwell en su interior.La onda no puede viajar por una gua de onda en forma directa sin reflejarse en sus paredes, porque necesitara existir el campo elctrico se pondra en corto por las mismas paredes. Para propagar bien una TEM a travs de una gua de onda, la onda debe propagarse por ella en zigzag, con el mximo del campo elctrico en el centro de la gua y cero en la superficie de las paredes.En las lneas de transmisin, la velocidad de la onda no depende de su frecuencia, y cuando los dielctricos son aire o vacio, esa velocidad es igual a la velocidad en el espacio libre.OTROS TIPOS DE GUA DE ONDAGua de onda circular.Las guas de onda rectangulares, son por mucho las ms comunes, sin embargo en radar y con aplicaciones de microondas se usan guas de onda circulares, cuando es necesario o hay ventajas al propagar ondas polarizadas vertical y horizontalmente por la misma gua.El comportamiento de la ondas electromagnticas en las guas de onda circulares es igual que en las rectangulares.Sin embargo, debido a la distinta geometra algunos de los clculos se hacen en una forma poco distinta.Gua de onda rgida.Hay dos clases de gua de onda rgida. Esta clase de gua es ms costosa en su fabricacin que las rectangulares normales. Sin embargo permite tambin el funcionamiento a menores frecuencias, para determinado tamao. En consecuencia, es posible tener menores dimensiones generales de gua de onda cuando son con entrantes. Esa caracterstica, combinada con su mayor costo, limita su utilidad a aplicaciones especializadas.Gua de onda flexible.Consiste en bandas en espiral, de latn o cobre. El exterior se cubre son un recubrimiento dielctrico suave, con frecuencia de hule, para mantener hermtica la gua de onda al aire y al agua. En los sistemas de microondas se usan tramos cortos de gua de onda flexible, cuando se interconectan varios transmisores y receptores con una unidad compleja de combinacin o de separacin. Tambin se usan mucho las guas de onda flexibles en los equipos de pruebas de microondas.WIKIPEDIAGUA DE ONDAEs cualquier estructura fsica que guaondas electromagnticas.HistoriaLa primera gua de onda fue propuesta porJoseph John Thompsonen1893y experimentalmente verificada por O. J. Lodge en1894.IntroduccinEnaltas frecuenciaslaslneas de transmisiny loscables coaxialespresentanatenuacionesmuy elevadas por lo que impiden que la transmisin de lainformacinsea la adecuada, son imprcticos para aplicaciones en HF(alta frecuencia) o de bajo consumo de potencia, especialmente en el caso de lassealescuyaslongitudes de ondason del orden de centmetros, esto es,microondas. En las guas, los camposy loscampos magnticosestn confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay prdidas de potencia por radiacin y las prdidas en eldielctricoson muy bajas debido a que suele ser aire. Generalmente, cuanto ms baja es la frecuencia, mayor es la gua de onda.AplicacionesSe usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de lneas impresas ocoaxialespara la misma frecuencia, son especialmente importantes, y lo sern ms en el futuro, las guas de onda dielctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadasfibra ptica, tiles para transportar informacin de banda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefnicas y, en general, las redes de datos.MICROONDAS.Las Microondas sonondas electromagnticas definidas en un rango de frecuencias determinado; entre 300 MHz y 300 GHz y longitud de onda en el rango de 1 m a 1mm.El rango de las microondas est incluido en las bandas de radiofrecuencia, en las de UHF (ultra-high frequency- frecuencia ultra alta) 0,33 GHz, SHF (super-high frequency- frecuencia sper alta) 330 GHz y EHF (extremely-high frequency- frecuencia extremadamente alta) 30300 GHz.Las microondas pueden ser generadas de varias maneras: dispositivos de estado slido y dispositivos basados en tubos de vaco. Los dispositivos de estado slido para microondas estn basados en semiconductores de silicio o arsenuro de galioLos dispositivos basados en tubos de vaco operan teniendo en cuenta el movimiento balstico de un electrn en el vaco bajo la influencia de campos elctricos o magnticos.UsosUna de las aplicaciones ms conocidas es el horno de microondas, que puede producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz.En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusin, ya que estas pasan fcilmente a travs de la atmsfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayoresUsualmente son usadas en programas informativos de televisin para transmitir una seal desde una localizacin remota a una estacin de televisin mediante una camioneta especialmente equipada. Algunas redes de telefona celular tambin usan bajas frecuencias de microondas.La tecnologa de microondas es utilizada por los radares, para detectar el rango, velocidad, informacin meteorolgica y en el mser, dispositivo semejante a un lser pero que trabaja con frecuencias de microondas.Tecnologas usadas en la transmisin por medio de microondasLa tecnologa de microondas, fue construyendo dispositivos de gua de onda: llamados "fontaneros". Circuito integrado de microondas (MIC en ingls)Para que luego los componentes discretos se construyeran en el mismo sustrato que las lneas de transmisin. La produccin en masa y los dispositivos compactos: Tecnologas MMICPero existen algunos casos en los que no son posibles los dispositivos monolticos: RFICBandas de frecuenciaMicroondas EE.UU.BandaRango de frecuenciaOrigen del nombre,

Banda Ihasta 0,2 GHz

Banda G0,2 a 0,25 GHz

Banda P0,25 a 0,5 GHzPrevious, dado que los primerosrdaresdelReino Unidoutilizaron esta banda, pero luego pasaron a frecuencias ms altas

Banda L / LW0,5 a 1,5 GHzLong wave (Onda larga)

Banda S / SW2 a 4 GHzShort wave (Onda corta)

Banda C4 a 8 GHzCompromiso entre S y X

Banda X8 a 12 GHzUsada en la II Guerra Mundial por los sistemas de control de fuego, X de cruz (como la cruz de la retcula de puntera)

Banda Ku12 a 18 GHzKurz-unten (bajo la corta)

Banda K18 a 26 GHzAlemnKurz (corta)

Banda Ka26 a 40 GHzKurz-above (sobre la corta)

Banda V40 a 75 GHzVery high frequency (Muy alta frecuencia)

Banda W75 a 111 GHzWsigue a V en el alfabeto

Microondas UE, OTANBandaRango de frecuencia

Banda Ahasta 0,25 GHz

Banda B0,25 a 0,5 GHz

Banda C0,5 a 1 GHz

Banda D1 a 2 GHz

Banda E2 a 3 GHz

Banda F3 a 4 GHz

Banda G4 a 6 GHz

Banda H6 a 8 GHz

Banda I8 a 10 GHz

Banda J10 a 20 GHz

Banda K20 a 40 GHz

Banda L40 a 60 GHz

Banda M60 a 100 GHz

RADIOCOMUNICACIONES POR MICROONDASLos sistemas terrestres de radio repetidoras de microondas que usan portadores moduladas en frecuencia (FM) o moduladas digitalmente ya sea enQAM enPSK, siguen constituyendo el 35% del total de los circuitos de transporte de informacin en losEstados Unidos.Microondas analgicas y digitalesLa gran mayora de los sistemas actuales de radio de microondas es de modulacin de frecuencia, que es de naturaleza analgica, se han elaborado nuevos sistemas que usan modulacin por conmutacin de fase, o por amplitud en cuadratura, que son formas bsicamente de modulacin digital. La diferencia principal entre los sistemas satelitales y terrestres de radio, es que los sistemas satelitales propagansealesfuera de laatmsfera terrestre, por lo que son capaces de llevar seales mucho ms lejanas.Modulacin de frecuencia y amplitudLas seales deamplitud moduladason ms sensibles a no linealidades de amplitud tambin son inherentes a los amplificadores de microondas de banda ancha. En cambio las seales emitidas en frecuencia modulada son relativamente ms robustos a esta clase de distorsin no lineal, y se pueden transmitir por amplificadores que tenganno linealidadde compresin o de amplitud, con relativamente poco demerito. Elruidode intermodulacin es un factor imprescindible en el diseo de sistemas de radio FM. En los sistemas de AM, este ruido es provocado a la no linealidad de amplitud en la repetidora.Radiotransmisor de microondas de FM

En la transmisin de microondas de FM que se muestra un diagrama de bloques del transmisor, una red de prenfasis es el que antecede al desviador de FM. Esta red de prenfasis proporciona un impulso artificial a la amplitud de las frecuencias de la banda base superior. Permitiendo que las frecuencias de la banda base inferior modulen la frecuencia de la portadora de F1, y que la frecuencia de la banda base superior modulen la fase de esa portadora.Radio receptor de microondas de FM

Se muestra el radio receptor de microondas de FM, donde el bloque de la red separadora de canales proporciona el aislamiento y el filtrado necesario para separar canales de microondas individuales, y dirigidos hacia sus respectivos receptores.RadarEl radar (deteccin y medicin de distancias por radio) es un sistema que usa ondas electromagnticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estticos o mviles.Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objeto y se recibe tpicamente en la misma posicin del emisor. A partir de este eco se puede extraer gran cantidad de informacin.Ecuacin radarLa potenciaPrreflejada a la antena de recepcin est dada por la ecuacin radar:

donde Pt= potencia transmitida Gt= ganancia de la antena de transmisin Ar= apertura efectiva (rea) de la antena de recepcin = seccin transversal del radar, o coeficiente de decaimiento del objetivo F= factor de propagacin del patrn Rt= distancia del transmisor al objetivo Rr= distancia del objetivo al receptor.En el caso comn donde el transmisor y el receptor estn en el mismo lugar,Rt=Rry el trminoRtRr puede ser reemplazado porR4, dondeRes la distancia. Esto resulta en:

Esto dice que la potencia en el receptor se reduce proporcionalmente a la cuarta potencia de la distancia, lo que significa que la potencia reflejada desde el objetivo distante es muy pequea.Elgirotrntiene alta potencia enlongitudes de ondamilimtricas (decenas de MW, dependiendo de la frecuencia) porque, a diferencia de los anteriores tubos de vaco convencionales, las dimensiones del tubo en este caso pueden ser mucho mayores que la longitud de onda y no se depende de las propiedades de los materiales que conforman el tubo.Como se ha comentado anteriormente, en los tubos de haz lineal, se aceleraban y desaceleraban los electrones dentro de uncampo magnticoporque se pretenda conseguir una aglomeracin o concentracin de stos para, posteriormente, inducir una corriente a la salida del tubo. En el caso delgirotrnocurre algo parecido, solo que se pretende potenciar una microonda electromagntica a la salida. En este caso, el haz de electrones entra en la cavidad hueca de resonancia del tubo, que se encuentra en un campo magntico axial y la agrupacin de electrones depende de un efecto relativista llamadoCyclotronResonanceMaserInstability. Esto quiere decir que la velocidad del haz de electrones en ungirotrnes ligeramente relativista (comparable a, pero no igual a la velocidad de la luz).A su vez,mseres un acrnimo deMicrowaveAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation(amplificador de microondas por la emisin estimulada de radiacin). El mser es un fenmeno de amplificacin similar allser, pero que opera en la regin de frecuencia a la que pertenecen las microondas. Cuando unamolculao untomose hallan en un estado energtico adecuado y pasa cerca de una onda electromagntica, sta puede inducirles a emitir energa en forma de otra radiacin electromagntica con la misma longitud de onda que refuerza la onda de paso y desencadena una cascada de fenmenos que llevan a aumentar mucho la intensidad de la onda electromagntica original.

Potencia obtenida y rango de frecuencias de operacin para diferentes tubos de vaco, comnmente empleados en el rango de las microondas.MagnetrnUnmagnetrnes un dispositivo que transforma laenerga elctricaenenerga electromagnticaen forma demicroonda. Fue desarrollado hacia el final de los aos 30 con el fin de alimentar alradarmediante una fuente radioelctrica potente (varios cientos devatios) y con unalongitud de ondacentimtrica, por lo tanto unas frecuencias elevadas para la poca de 300 MHz a 3 GHz (ondas decimtricas) y ms all de 3 GHz (ondascentimtricas).Usos: El radar y elhorno microondas.KlistrnElklistrnoklystronEs unavlvula de vacodeelectronesen la cual una modulacin inicial de velocidad impartida a los electrones da una modulacin del haz de electrones. Se utiliza comoamplificadoren la banda demicroondaso comooscilador.