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GUÍAS DE ONDA
Ricardo Cesar Gómez Vargas
USTA
2011
INTRODUCCIÓN
Si la longitud transversal del medio de
propagación resulta mucho mayor que la
longitud de onda de la señal que se propaga, el
análisis circuital no sirve.
En este caso es mejor asumir que la señal se
propaga como una onda plana
PLACAS PARALELAS
PLACAS PARALELAS
PLACAS PARALELAS
Los posibles valores de la separación a entre
las placas están dados por
Aparece una nueva longitud de onda propia de
la guía denominada λg que esta dada por
PLACAS PARALELAS
Teniendo en cuneta la longitud a encontrada
podemos decir que
De aquí podemos determinar el valor de λc
mínimo también
FRECUENCIA DE CORTE
La frecuencia correspondiente a la anterior
longitud de onda ser
Combinando las anteriores ecuaciones y
haciendo que sean independientes de θ
tenemos
FRECUENCIA DE CORTE
Reemplazando por el valor de la longitud de
onda de corte tenemos
Podemos encontrar otra forma de ver la
longitud de onda en la guía
EJERCICIO
Una onda se propaga por una guía de onda de
placas paralelas con una distancia entre estas
de 5cm, la frecuencia de la señal es de 8GHz.
Determine ¿Cuántos modos de transmisión
existen? y ¿Cuánto mide la longitud de onda en
la guía para cada modo?
MODOS TE
Solución final
MODO TE
El valor para gama será:
De aquí podemos concluir que el valor de gama
será o real o imaginario puro
MODO TE
Si gama es real se presenta una atenuación
y la señal no se propagara, si es imaginaria
pura la señal no tendrá perdidas y
presentara un cambio de fase.
El valor limite entre estas condiciones esta
dada por fama igual a cero
MODOS TE
MODO TE
MODO TE
La componente en x del campo sera
MODOS TE
EJERCICIO
¿Cuál es la separación máxima permisible
entre dos placas paralelas para que de los
modos TE sólo puedan propagarse el
primero, a una frecuencia de 10GHz?.
Suponer que entre las placas hay aire.
VELOCIDADES EN LOS MODOS TM Y TE
Se observa que si Beta tiene una relación
lineal con respecto a la frecuencia, entonces
la velocidad tendrá una relación lineal con la
frecuencia.
Si lo anterior no se da, se dice que la onda
sufre dispersiones en la señal
VELOCIDADES EN LOS MODOS TM Y TE
Sabemos que λg es mayor que λo, esto hace que la
señal se propague con mayor velocidad en
dirección a la guía que en la dirección de la onda
VELOCIDAD DE FASE EN LA GUÍA
Podemos definir entonces la velocidad de fase a lo largo de la guía de onda como
Esta velocidad podrá ser mayor que lavelocidad de la luz, sin embargo las potenciade la señal no posee esta velocidad, sino lavelocidad de fase en dirección a la propagación
VELOCIDAD DE GRUPO
Es la velocidad con la que se propaga la
amplitud de la señal, por lo tanto la potencia
de la señal y la información de la misma.
para desarrollar el ejemplo debemos
considerar el caso de una señal modulada en
AM
VELOCIDAD DE GRUPO
VELOCIDAD DE GRUPO
En la señal modulada la salida será
VELOCIDAD DE GRUPO
DIAGRAMA DE DISPERSIÓN
Al graficar w contra beta podemos revisar la
linealidad de las señales en la guía.
Lo que observamos es que se presenta una
linealidad en los modos TE y TM dada por la
ecuación
VELOCIDAD EN LOS MODOS TE Y TM
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
VELOCIDADES EN LOS MODOS TE Y TM
EJERCICIO
Obtenga el diagrama w-B para el modo TE1 de
propagación dentro de dos placas paralelas,
considere que la separación entre ambas es de
3cm y que el medio de propagación es aire
EJERCICIO
Calcule Las velocidades de grupo y de fase de
todos los modos que puedan propagar a una
frecuencia de 12GHz entre dos placas de
cobre, separadas entre si 4 cm
Grafique la relación B-W para los modos 3 y 2
IMPEDANCIA DE LOS MODOS TE Y TM
Para los modos TE la impedancia esta dada por
Para los modos TM tenemos
