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UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA GUIAS DE ONDAS
MEDICIONES DE ATENUACIN
Vctor Hugo Galvis Botia (701500)[email protected]
Diego Mauricio Betancourt Gualteros (701646)
[email protected] Heidy Bareo Martinez(701604)
[email protected]
INTRODUCCIN.
OBJETIVOS
GENERALES
- Realizar diversas mediciones en una gua de onda para
comprender los principios de operacin de una medicin de
Atenuacin.
- Al terminar el usted ser capaz de medir atenuaciones y
perdidas por insercin utilizando el mtodo de sustitucin RF tambin
se familiarizara con las mediciones de onda estacionarias
(SWR).
ESPECIFICOS
- Identificar los componentes que se deben utilizar para la
medicin de atenuacin.
- Aplicar los conceptos vistos en clase y verificarlos en la
prctica.
- identificar el funcionamiento del circuito del montaje
MARCO TEORICO
*Oscilador Gunn: es un dispositivo oscilador de alta frecuencia
el cual utiliza un diodo gunn. Este oscilador genera una seal de
10.5GHz y su salida de potencia es de aproximadamente 10mW.
*Atenuador Variable: Es un elemento utilizado para reducir el
nivel de potencia en la entrada de un componente de microondas y
para realizar mediciones de atenuacin.
*Montaje del termistor: es un elemento resistivo cuya
resistencia esta en funcin de su temperatura interna y se utiliza
para hacer mxima la potencia de microondas que llega a este.
*Medidor De Potencia: Mide la potencia de una seal de microondas
generada. Y nos permite calcular cosas como atenuacin y potencia
mxima.
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*Soporte De La Gua De Onda: se usa para asegurar la estabilidad
de la instalacin de microondas. Este est compuesto por dos partes,
que son una base y una varilla.
MEDIDOR DE SWR: (relacin de onda estacionaria) metros mide la
relacin de onda estacionaria en una lnea de transmisin. El medidor
se puede utilizar para indicar el grado de desajuste entre una lnea
de transmisin y su carga (por lo general una antena de radio ), o
evaluar la eficacia de la adaptacin de impedancia esfuerzos.
Atenuacin: En telecomunicacin, se denomina atenuacin de una
seal, sea esta acstica, elctrica u ptica, a la prdida de potencia
sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de
transmisin.
si introducimos una seal elctrica con una potencia P2 en un
circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrir una
atenuacin y al final de dicho circuito obtendremos una potencia
P1. La atenuacin () ser igual a la diferencia entre ambas
potencias.
La atenuacin del sonido es el reparto de energa de la onda entre
un volumen de aire cada vez mayor.
No obstante, la atenuacin no suele expresarse como diferencia de
potencias sino en unidades logartmicas como el decibelio, de manejo
ms cmodo a la hora de efectuar clculos.
La atenuacin, en el caso del ejemplo anterior vendra, de este
modo, expresada en decibelios por la siguiente frmula:en trminos de
potencia
en trminos de tension
Medidor de onda estacionaria: Un medidor de ondas estacionarias
indica la relacin entre las amplitudes relativas de las ondas
reflejadas y directas que viajan por una lnea de transmisin
. Estas dos ondas se combinan para crear una onda estacionaria.
Cuando la lnea se conecta a una carga que tiene una impedancia
exacta, no hay ondas estacionarias. Si hay un desacople de
impedancias, aparecen las ondas estacionarias. Para medir las ondas
estacionarias, se deben alsar las ondas reflejadas de las ondas
directas. Esto se puede realizar por medio de ms lineas de
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muestreo que estn bien acopladas en uno de sus extremos y
desacopladas en el otro. Como bien acopladas, se refiere a que
tienen una carga con la impedancia adecuada y desacopladas cuando
no la tienen.
Cuando se transmite la energa de RF a la lnea de muestreo, el
extremo desacoplado del instrumento devuelve una parte de esta
energa hacia el extremo bien acoplado, realizndose el mismo proceso
que ocurre en la lnea de transmisin. Sin embargo, esta reflexin
produce una onda adicional que tiene una direccin opuesta a la onda
estacionaria de la lnea de transmisin. Esta onda puede ser el
componente directo o reflejado de la energa de donde se conecten
las cargas acoplada y desacoplada.
La primera figura nos muestra que las dos lneas de muestreo son
idnticas, la diferencia est en la localizacin del extremo acoplado
(resistencia) y desacoplado (diodo, condensador y medidor). En las
dos lineas la ubicacin de estos componentes est invertida con
respecto a la lnea de transmisin. Las ondas reflejadas en estas
lneas viajan desde el extremo desacoplado al extremo acoplado, por
lo tanto, se mueven en direcciones opuestas. Solamente en una de
estas lneas las ondas reflejadas estn en direccin opuesta a las
ondas reflejadas de la lnea de transmisin. De esta manera, las
ondas reflejadas de esta lnea de muestreo estn fuera de fase o
desfasadas.
En la otra lnea de muestreo, en donde las ondas reflejadas
tienen la misma direccin, el componente reflejado se refuerza y el
componente directo se elimina. Esto ocurre en el circuito sensor
inverso, y el medidor Ml mostrar la magnitud relativa de la onda
reflejada en la lnea de transmisin. Cuando
las ondas reflejadas en la lnea de muestreo viajan en la
direccin opuesta a las ondas reflejadas en la lnea de transmisin,
el componente reflejado se cancela, y en el medidor se muestra la
onda directa.
En este proyecto se utiliza un slo medidor Ml y un suiche para
intercambiar su posicin. El diagrama completo puede apreciarse en
la segunda figura. La pieza clave de este medidor son las lneas de
muestreo que van instaladas en forma paralela a la lnea central de
transmisin. En el medidor, estas tres lneas van montadas en una
"gua de ondas" cuyos detalles de construccin y sus medidas se
muestran en la tercera figura. Esta "gua de ondas" se monta en una
pequea caja de aluminio que a su vez se asegura en el chasis del
medidor.
En el frente de este chasis se montan el microampermetro y el
suiche, y por los lados van montados dos conectores coaxiales
referencia PL-259 en donde van conectadas la salida del transmisor
y la antena.
EQUIPOS REQUERIDOS
Fuente de alimentacin del Oscialdor Gunn.
Medidor SWR.
Oscilador Gunn.
Detector de Cristal.
Montaje del Termistor
Atenuador Fijo (30dB).
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Atenuador Fijo (6dB).
Cables Coaxiales y Accesorios.
Dos soportes de guas de Onda.
Osciloscopio
PROCEDIMIENTO
1. Asegure de que todos los interruptores de potencia estn en la
posicin 0 y coloque los mdulos.
2. Conecte los componentes como se muestran.
Ajuste la fuente de alimentacin del oscilador de Gunn.
3. Realice los siguientes ajustes.
Voltaje mnimo.
Modo 1Khz.
Rango de 10V.
Rango 30 dB
Ganacia 10dB
Escala normal
Ancho de banda 20Hz
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4. Encienda la fuente de alimentacin del oscilador Gunn y el
medidor SWR
5. Ajuste la posicin de la hoja del atenauador variable para
obtener una lectura de -5dB en el medidor SWR corresponde a una
lectura real de -35dB considerando la seleccin del interruptor de
rango de -30dB.
6. Vari la posicin de la perilla do control de frecuencia
central para hacer mxima la seal.
7. Vari el voltaje de alimentacin del oscilador Gunn para hacer
mxima la lectura en el medidor SWR
8. Ajuste el atenuador variable en 0,0
9. Desconecte el cable de fuente de alimentacin de oscilador
Gunn de la fuente de alimentacin.
10.Rconecte el cable de funete de alimentacin del oscilador
Gunnn. Ajuste el atenuador variable para obtener la misma lectura
de referencia que anes -32dB en medidor SWR Anote la posicin de la
hoja del atenuador variable.
Posicin de la hoja del atenuador variable = 1.98 mm (teorico)
=1.65mm (practico)
11.Utilice la curva de calibracin del atenuador variable
obtenida en el ejercicio, determinando la atenuacin correspondiente
a las
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dos posiciones de la hoja del atenuador variable.
Atenuacin en la posicin de la hoja en el paso 10 = 4.5 dB
(practico) = 6.5dB (terico)
Atenuacin a 0,00 mm = 0.6dB (terico) = 0.21dB (practico)
Diferencia= 3.9dB (teorico) =4.29dB (practico)
Qu representa la diferencia entre las dos atenuaciones?
RTA/ la diferencia entre las dos atenuaciones representa la
perdida por insercin del atenuador fijo de 6dB.
12.Lleve el control de voltaje de la fuente de alimentacin del
oscilador Gunn a la posicin mnima. Coloque todos lo interruptores
de potencia en la posicin 0, desarme la instalacin y coloque todos
los
componentes en sus compartimientos de almacenamiento.
PREGUNTAS
1. De un descripcin general de un medidor de relacin de inda
estacionaria?
Un medidor de SWR es un amplificador de banda angosta,
generalmente sintonizado a 1KHz, y un indicador que se grada para
indicar niveles de seales relativos cuando el medidor se utiliza
con un detector de ley cuadrtica
2. Qu es el medidor SWR en este ejercicio?
Un medidor de SWR mide atenuacin relativa entre dos seales. No
mide atenuacin absoluta.
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3. Por qu la tcnica utilizada para medir atenuacin en este
ejercicio se denomina mtodo de sustitucin de RF?
Porque se sustituye el componente bajo prueba con el atenuador
variable calibrado en el recorrido de la seal de microondas.
4. Cul es la principal fuente de error en el mtodo de medicin de
atenuacin de sustitucin de RF?
La principal fuente de erros es la curva de calibracin del
atenuador variable de referencia.
5. Cmo elimina los errores causados por el detector, el mtodo de
medicin de atenuacin por sustitucin de RF?
Como el detector recibe el mismo nivel de seal en cada medicin
de atenuacin, evitando el problema de alinealidades en la salida
del detector y porque la medicin es independiente del nivel
absoluto de la seal.
CONCLUSIONES
- Con la realizacin de diferentes clculos y las distintas
escalas de medicin se pudo observar el funcionamiento.
- Se obtuvieron las diferentes mediciones y sus respectivas
conversiones segn la escala necesitada.
- Se comprendi en un 100% el funcionamiento del experimento.
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BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS
- http://www.upnfm.edu.hn/bibliod
/images/stories/tindustrial/libros%20de%20electricidad/Maquinas%20electricas/campos%20electromagneticos/CAMPOSELECTROMAGNETICOS_CAP5.PDF.pdf
- http://es.wikipedia.org/wiki/Vatih or%C3%ADmetro
Programa de Ingeniera Electrnica y
Telecomunicaciones.Universidad Catlica de Colombia.
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