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Carta de SmithConectores
Generación de Microondas
Prof. José Manuel AlbornozUniversidad de Los Andes
[email protected]://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/albornoz
Prof. José Manuel Albornoz M
Prof. José Manuel Albornoz M
Prof. José Manuel Albornoz M
Conector BNC(Bayonet Neill Concellman)
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Conector Tipo N
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Conector SMA(SubMiniature Version A)
Reverse polarity
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Generación de Microondas
Prof. José Manuel Albornoz M
Fuentes de Estado Sólido
Diodo GunnDiodo ImpattTransistores
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Diodo Gunn
La aplicación de un DC hace que el diodo se comporte como un oscilador de relajaciónSe usan en combinación con cavidades resonantes
Material tipo N
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Diodo Gunn
Operan desde 10 GHz hasta el rango de los THzArseniuro de Galio (GaAs): hasta 200 GHzNitruro de Galio (GaN): hasta 3 THzBajas potencias (unos pocos mW)Económicos
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Diodo Impatt
IMPact ionization Avalance Transit TimeUsado para altas potenciasCarburo de silicio: alto voltaje de rupturaEntre 3 y 100 GHzDesventaja: ruido de faseJuntura PN polarizada en reverso70 – 100 VHasta 10 W
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Transistores de Microondas
Menores frecuencias, menores potenciasFETs: compatibles con ICsMás flexibles que diodosMejor control de la frecuencia, menos ruidoSintonizables
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Combinación de Potencias
Estrategias de combinación de potenciaCombinación de osciladores en faseEl factor de multiplicación es del orden de 10 – 20 dB
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Tubos de Microondas
Desarrollados en la década de los 30’sEsenciales en altas potencias > 10 kWEsenciales en altas frecuencias > 100 GHz
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Tubos de Microondas
Interacción de un haz de electrones con un campo electromagnético Haz generado por emisión termoiónica“Cañón de electrones”Dos tipos de tubos:
Haz lineal, tipo ‘O’Campo cruzado, tipo ‘M’
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El Magnetrón
El magnetrón genera ondas no-coherentes
El cátodo emite electronesHay un campo magnético paralelo al cátodoLos electrones de alejan del cátodo moviéndose en espiralLos electrones inducen campos en las cavidades
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El Magnetrón
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El Magnetrón
El tamaño de las cavidades determina la frecuenciaNo es posible controlar la frecuencia con precisiónEficiencia del orden del 75%Fuentes de estado sólido tienen eficiencias del 25 ∼ 30%
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Aplicaciones del Magnetrón
RadarOperado con pulsos muy cortosDeriva de la frecuenciaEnergía repartida en un espectro anchoRiesgos sanitarios
10 kW !!
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Aplicaciones del Magnetrón
Calentamiento dieléctricoHornos de microonda: 2.45 GHz (ISM)La operación es continua500 ∼ 1500 WEsterilización, secado de materiales, cocina
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Aplicaciones del Magnetrón
AlumbradoLámparas de sulfuro
http://microwavecam.com/microwavecam/Videos/Grapes/index.htm
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El Klystron
La energía cinética del haz de electrones es convertida en energía electromagnética
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El Klystron
Frecuencia, amplitud y fase pueden controlarse con precisiónEs un amplificadorConvertible en un oscilador mediante lazo de realimentaciónBajo ruido
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El Klystron Reflex
El haz de electrones pasa a través de una cavidad resonanteEl haz es reflejadoAl variar el voltaje del reflector varía la frecuencia
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Aplicaciones del Klystron
Desde UHF hasta cientos de GHzRadaresComunicación SatelitalDifusión de TVProcesamiento de materialesInvestigación
50 MW pulsados50 kW contínuo
3 GHz
http://www2.slac.stanford.edu/vvc/accelerators/klystron.html
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Amplificador de Campo Cruzado (Amplitrón)
Parecido al magnetrónAltas potencias (decenas de kW) con alta eficiencia (70%)Amplificador/OsciladorFunciona como guíaSe usan en cascada
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El Gyrotron
Genera energía en el rango de las ondas milimétricas (20 ∼ 250 GHz)Un tipo de MASERBasado en principios relativísticosDesde kW hasta MW
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Aplicaciones del Gyrotron
Calentamiento industrialInvestigaciónArmamento
Active Denial System“Rayo del Dolor”95 GHz50° @ ½ kmPenetra la ropa
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Tubo de Onda Viajera (Travelling Wave Tube)
Gran ganancia ∼ 70 dBGran ancho de banda: 300 MHz ∼ 50 GHz2.5 kWPotencia limitada por el calibre de la héliceTWT de cavidad acoplada: 15 kW (menos ancho de banda)
Estructura de onda lenta
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Aplicaciones de TWT
Amplificación en transpondedores satelitalesRadares aéreos de control de tiroGuerra electrónicaPruebas de compatibilidad electromagnética
http://www.l-3com.com/edd/products_traveling_wave_tube.htm
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Generador de Onda Regresiva (Carcinotron)
Generación en el rango de los THzSintonizable en amplio rango de frecuenciasTipo M: el más poderosoTipo OUsados en contramedidas electrónicas, sensores pasivos
