Guías De Onda

Introducción

Las guías de ondas son estructuras de un solo conductor que permiten transmitir señales por medio de microondas, por lo general de sección circular o rectangular, también se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores etc.

La principales ventajas de la guías de ondas son que reducen las perdidas en el cobre comparado por el par trenzado, perdida dieléctrica mas baja, perdida por radiación muy baja de allí su estudio y la importancia que tienen ya que señales llegan con una mejor calidad.

En el presente informe hablaremos sobre las guías de ondas sus formas, propagación de la energía de la onda, adaptación de la impedancia en una guía de onda

Guías de Ondas Estacionarias

Son estructuras que consisten de un solo conductor. Hay dos tipos usados comúnmente: de sección rectangular y de sección circular, cuanto más baja es la frecuencia, mayor es la guía de onda. Las guías de onda son muy adecuadas para transmitir señales debido a su bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su ancho de banda limitado y volumen, mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia. También se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.

Sus formas pueden ser: elípticas, rectangulares o redondas. El ancho o “a” determina el rango de frecuencia de la guía de onda y el alto o dimensión pequeña “b” determina la capacidad en manejo de potencia. La energía es transportada a través de la Guía de Onda por al interacción del campo eléctrico y magnético. El diseño de una guía de onda es determinada por la frecuencia y el nivel de potencia de la energía electromagnética que llevará.

Propagación de Energía en Guías de Onda:

Los campos eléctrico y magnético, están presentes en la Guía de Onda, y la interacción de estos campos hace que la energía viaje a través de la misma.

Campo Eléctrico: Un campo eléctrico existe cuando una diferencia de potencial causa una fuerza en el dieléctrico entre dos puntos. El campo eléctrico simple es una forma entre las placas de un capacitor cuando una placa es mas positiva que la otra. La fuerza creada en el dieléctrico es un campo eléctrico. Los campos eléctricos son representados por flechas que salen desde el positivo hacia el negativo. El numero de flechas muestra la fuerza o intensidad relativa de el campo eléctrico.

Campo Magnético: El campo magnético en una guía de onda está compuesta por líneas de fuerza magnética que se deben por el flujo de corriente a través del material conductor de la guía de onda. Líneas de fuerza magnética, llamadas líneas H, son continuos los circuitos cerrados. Todas las líneas H asociado con las actuales son llamados en conjunto un campo magnético o campo H. La fuerza del campo H, indicado por el número de H líneas en una zona determinada, varía directamente con la cantidad de corriente.

Condiciones de Frontera en una guía de onda

La energía en una guía de onda se limita a los límites físicos de la guía. Existen dos condiciones que deben ser satisfechas para que la energía viaje a través de la Guía de Onda.

1. Para un campo eléctrico que exista en la superficie de un conductor debe ser perpendicular al conductor.

2. Para un campo magnético variable a existir, debe formar bucles cerrados en paralelo con los conductores y ser perpendicular al campo eléctrico.

Modos de Operación de la Guía de Onda.

La fuerza del campo se indica mediante la separación de las líneas, es decir, cuanto más cerca de las líneas, la más fuerte es el campo. Para cumplir con las condiciones de frontera, el campo debe ser siempre igual a cero en las paredes "b". El seno-medio de campo es sólo una de muchas configuraciones de campo, o los modos, que puede existir en una guía de onda rectangular.

Modos de Propagación Transversal.

En forma general una guía de onda es una región limitada por paredes conductoras paralelas a la dirección de propagación y de sección transversal uniforme.

Modo Transversal Eléctrico: Una onda de radio que se propaga a lo largo de una guía hueca de paredes metálicas tendrá como consecuencia que las componentes del campo eléctrico paralelas a la dirección de propagación (eje de la guía) se anulen. Parte del campo magnético es paralelo al eje de longitud. El campo eléctrico es perpendicular a las paredes “a”.

Modo Transversal Magnético: No existe ninguna componente del campo magnético en la dirección de propagación, es todo en el plano transversal.

Dispositivos de Entrada y Salida en Guías de Ondas.

Sondas: cuando una pequeña sonda que se introduce en una guía de onda y se suministra con la energía de microondas, actúa como antena de cuarto de onda. El lugar más eficiente para localizar la sonda está en el centro de la pared “a” en paralelo con la pared “b”. La cantidad de transferencia

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