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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA COMUNICACIONES DE RADIO FRECUENCIA Annabel Rondón CI: V- 17.646.872 Sección: 2 Nro. 7 San Cristóbal, Mayo del 2008. LÍNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS. CARTA DE SMITH.

CRF Secc2 7 Presentacion3

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TCHIRA DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA COMUNICACIONES DE RADIO FRECUENCIA

LNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS. CARTA DE SMITH.

Annabel Rondn CI: V17.646.872 Seccin: 2 Nro. San Cristbal, Mayo del 2008. 7

LNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS

Cuando la carga que se conecta a una lnea es diferente que su impedancia caracterstica existe desacople de impedancias

Cuando una lnea de transmisin se halla correctamente acoplada, la impedancia tiene un valor constante en cualquier punto de su longitud, es decir, las amplitudes de tensin y corriente son constantes a lo largo de toda la lnea. Pero si la lnea no se halla correctamente acoplada, aparecen en ella ondas estacionarias de tensin y corriente

LAS ONDAS ESTACIONARIAS EN LA LNEA DE TRANSMISIN

LNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS

PROPIEDADES ELCTRICAS Y FSICAS DE LA LNEA DE TRANSMISIN

A LO LARGO DE LA LNEA Z LA TENSIN VA A CAMBIAR A MXIMOS Y MNIMOS DE MANERA PERIDICA A 2Z

M MXIMNIM

O

O

LNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS

Lnea desacoplada y lugar geomtrico del coeficiente de reflexin asociado con la onda estacionaria de voltaje. El desplazarse hacia el generador equivale a girar en el sentido de las manecillas del reloj en el plano complejo.

VSWR en espaol ROE, mejor conocida como Razn de Onda Estacionaria

REFLEXIONES EN EL GENERADOR

La impedancia de entrada Zi ser igual Zo si la lnea esta acoplada con la carga (Zl= Zo); pero si no hay acoplamiento Zi ser funcin de la combinacin entre Zo y Zl. Para una lnea sin perdidas: La conexin ideal para que se le entregue mxima potencia a la lnea y no haya reflexiones es que:

Z = Zo = ZR

L

MATRIZ DE TRANSMISIN

Si consideramos una lnea sin perdidas, tenemos que

VOLTAJES Y CORRIENTES EN FUNCIN DE LAS VARIABLES DE ENTRADA

Donde: Si consideramos una lnea sin perdidas, tenemos que

LA CARTA DE SMITH

La carta de Smith es un tipo de nomograma, que muestra cmo vara la impedancia compleja de una lnea de transmisin a lo largo de su longitud. Se usa frecuentemente para simplificar la adaptacin de la impedancia de una lnea de transmisin con su carga. La carta de Smith es un diagrama polar especial que contiene crculos de resistencia constante, crculos de reactancia constante, crculos de relacin de onda estacionaria constante y curvas radiales que representan los lugares geomtricos de desfase en una lnea de valor constante; se utiliza en la resolucin de problemas de guas de ondas y lneas de transmisin.

LA CARTA DE SMITHLa carta de Smith es una relacin grfica entre la impedancia de entrada normalizada y el coeficiente de reflexin del voltaje en el mismo punto de la lnea, y los que utilizan la carta se evitan los laboriosos clculos con nmeros complejos para conocer la impedancia de entrada a la lnea o el coeficiente de reflexin, por lo que son de mucha utilidad en el acoplamiento de las lneas de transmisin y en el clculo del inverso de un nmero complejo.

LA CARTA DE SMITH

Crculos de la resistencia normalizada R, sobre el plano complejo u-jv del coeficiente de reflexin

Crculos de la reactancia normalizada X, sobre el plano complejo u-jv del coeficiente de reflexin

Impedancia Normalizada:

Coeficiente de Reflexion:

PERDIDAS EN UNA LNEA Y EFICIENCIA DE TRANSMISIN DE POTENCIA

Toda lnea de transmisin tiene prdidas. Hay situaciones (larga distancia) en las que es necesario tomar en consideracin el efecto del coeficiente de reflexin, la impedancia de entrada, y la potencia que finalmente es entregada a la carga.

Qu efecto puede tener el hecho de que sobre el coeficiente de reflexin de voltajes?

USO DE LA CARTA DE SMITH PARA LNEAS CON PERDIDAS.La impedancia normalizada: Para una lnea sin perdidas: Si aadimos un efecto de atenuacin de

(perdidas)

Por lo tanto:

Y se mantiene:

Es posible trabajar sobre la misma carta de Smith diseada para lneas sin perdidas, haciendo los ajustes necesarios, aunque se requiere a altas frecuencias, la atenuacin de la lnea y su corta longitud son tales que permiten analizarla como si no tuviese perdidas.

ACOPLAMIENTO DE UNA SECCIN

Para altas frecuencias, la atenuacin de la lnea y su corta longitud son tales que permiten analizarla como si ni tuviese perdidas. Bajo esta consideracin, el factor que influye sobre la eficiencia de transmisin de potencia a la carga es el grado de desacoplamiento que haya entre esta y la impedancia caracterstica de la lnea

ACOPLAMIENTO DE IMPEDANCIAS

Para acoplar una lnea hay varias opciones: (b)intercalando el tramo /4 de impedancia caracterstica Za, a una distancias Ia de la carga. (c)conectando en paralelo un Stub de longitud L1 a una distancia l1 de la carga (d)conectando dos Stubs en paralelo (e)empleando tres Stubs

ACOPLAMIENTO DE UNA SECCIN

Si la lnea tiene una seccin /4: Por lo tanto:

Pero ahora veamos como se puede aprovechar una lnea de /4 como adaptador o acoplador de impedancias. Este mtodo es sencillo y se puede emplear especialmente cuando la carga es resistiva. Sin embargo si la frecuencia cambia, su longitud ya no ser exactamente /4. Por lo tanto, el mtodo es sensible a los cambios de frecuencia.

Como Zo es real, se observa que una lnea que mida /4 se comporta como un inversor de impedancias, pues a la entrada se ve el inverso de Zl multiplicado por un factor real.

USO DE LA CARTA DE SMITH EN SU FORMA DE ADMITANCIAS

ACOPLAMIENTO CON UN EQUILIBRADOR REACTIVO (STUB)

El equilibrador reactivo debe compensar o equilibrar la susceptancia de la carga transferida con su propia susceptancia de entrada. Conforme uno avance desde la carga hacia el generador, habr una l1 para la cual Si en ese lugar se une un Stub en paralelo cuya admitancia de estrada valga . entonces, la admitancia de entrada total ser: Y la lnea estar acoplada.

Otra forma es usando admitancias normalizadas y la carta de Smith, en cuyo caso se requiere: