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Microondas 3º ITT-ST
Tema 2: Circuitos pasivos de microondas
Pablo Luis López Espí
Microondas ITT-ST Tema 2
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Circ
uito
s Pa
sivo
s de
Mic
roon
das
Dispositivos pasivos recíprocos
Dispositivos de una puerta:Conectores de microondas.Terminaciones y cargas adaptadas.
Dispositivos de dos puertas:Transiciones.Atenuadores.Desfasadores.Alimentaciones y bloqueos de continua.Redes de adaptación con stubs.
Dispositivos de tres puertas:Divisores/combinadores de potencia.
Dispositivos de cuatro puertas:Acopladores direccionales
Dispositivos de dos puertas
TransicionesAtenuadoresDesfasadores
Redes de adaptaciónAlimentaciones y bloqueos de continua
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Mic
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Transiciones entre líneas
Transiciones guía de onda – coaxialEl conductor interno del coaxial se interna en la guía de onda para excitar el modo fundamental.SWR típico 1.15:1 – 1.25:1
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Transiciones entre líneas (II)
Transiciones guía de onda – guía de ondaPueden servir para cambiar la sección transversal de una guía (rectangular-rectangular o cilíndrica-cilíndrica) o para variar el tipo de guía de onda (rectangular-cilíndrica)Adaptación entre modos guía rectangular – guía cilíndrica
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das
Atenuadores
Los atenuadores son componentes que reducen la potencia de la señal, en una cantidad previamente prefijada, absorbiendo o reflejando parte de su energía y disipándola en forma de calor.
Existen dos tipos de atenuadores: fijos y variables.Los atenuadores que reducen la potencia por efecto Joule se conocen como atenuadores disipativos. Entre las propiedades del atenuador debe estar la adaptación de las puertas de entrada y salida. De igual modo, un atenuador ideal no debe introducir cambios o distorsión de fase en el sistema en el cual se inserta.
[ ] ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=0
0γ
γS
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Atenuadores en coaxial y microstrip
R R
Y Y Y
R
[ ]2 2
2 2
2 2 2 212 2 2 2 2
Z Y ZY Y Z Z Y Y ZT
Z Y Y Z Z Y ZY Y Z⎡ ⎤+ − − + − +
= ⎢ ⎥− + − + + + +⎣ ⎦
[ ]2
2 2
2 212 2 2 2 2
Z Y Z YS
Z Y ZY Z Y Z Y Z Y⎡ ⎤+ −
= ⎢ ⎥+ + + + + −⎣ ⎦
2
21
ZYZ
⎛ ⎞= ⎜ ⎟−⎝ ⎠[ ] 0 11
1 01ZSZ⎡ ⎤−= ⎢ ⎥+ ⎣ ⎦
Si se impone la condición de adaptación:
Atenuadores mediante redes simétricas en T y en PI
T
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Atenuadores en coaxial y microstrip
Ejemplo de diseño de atenuador en T
0,2020,7041,6462,8381/Y
0,8180,5190,2800,171Z
20 dB10 dB5 dB3 dBL (dB)
[ ]2
2 2
2 212 2 2 2 2
Y ZY ZS
ZY ZY Z Y Y ZY Z⎡ ⎤+ −
= ⎢ ⎥+ + + + + −⎣ ⎦Π
2
21
YZY
=−
[ ]101
1 01
YYS
YY
−⎡ ⎤⎢ ⎥+= ⎢ ⎥−⎢ ⎥
⎢ ⎥⎣ + ⎦
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Atenuadores en coaxial y microstrip
Atenuadores fijos para cable coaxial
Atenuadores variables para cable coaxial
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Atenuadores en coaxial y microstrip (II)
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Atenuadores en guía de onda
Atenuadores de lámina resistivaAtenuadores que incorporan un dieléctrico con pérdidas
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Atenuadores en guía de onda (II)
Atenuadores rotatorios
( ) 4
110logcosi
m
L dBθ
⎛ ⎞= ⎜ ⎟
⎝ ⎠
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Atenuadores en guía de onda (III)
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Desfasadores recíprocos
Un desfasador puede construirse simplemente mediante un tramo de línea de transmisión sin pérdidas.Para lograr un desfasador variable se modifica la longitud de lalínea o la velocidad de propagación en la misma.
Eg
Zg
Z0, α=0, β ZL
d
[ ] 00
j d
j d
eS
e
β
β
−
−
⎡ ⎤= ⎢ ⎥⎣ ⎦
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Desfasadores coaxiales
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Desfasadores coaxiales (II)
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Desfasadores coaxiales (III)
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Desfasadores coaxiales (IV)
Desfasadores variables:
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Desfasadores coaxiales (V)
Desfasadores variables:
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Desfasadores coaxiales (VI)
Desfasadores paso alto – paso bajo:
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Desfasadores coaxiales (VII)
Desfasadores paso alto – paso bajo:
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Desfasadores coaxiales (VIII)
Desfasadores basados en líneas cargadas:ZL son cargas reactivas.
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Desfasadores coaxiales (IX)
Desfasadores basados en híbridos en cuadratura:ZL son cargas reactivas.Ancho de banda de una octava
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Desfasadores coaxiales (X)
Desfasadores basados en híbridos en cuadratura:
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Desfasadores coaxiales (XI)
Desfasadores de 180º con anillo híbrido:
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Desfasadores coaxiales (XII)
Desfasadores de 180º con anillo híbrido:
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Desfasadores en guía de onda
1.201.20 - 180UG-387/UmodWR-06110-170VPS02E
1.201.00 - 180UG-387/UmodWR-1075-110VPS03E
1.150.70 - 180UG-385/UWR-1550-75VPS04E
1.150.50 - 180UG-383/UWR-2233-50VPS06E
1.150.50 - 180UG-599/UWR-2826.5-40VPS08E
1.150.50 - 180UG-595UWR-4218 - 26.5VPS12E
VSWRInsertionloss, dB
Phase shiftrange, o
Waveguide flangeOutputwavegui
de
Frequency range, GHz
Model
Varían el dieléctrico que rellena la guía o su sección transversal para variar la velocidad de propagación y, por tanto, el desfase que sufre la señal. También se construyen mediante híbridos y cortocircuitos móviles
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Desfasadores en guía de onda (II)
DesfasadorCon híbrido
Desfasadorcon cambio de dieléctrico
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Desfasadores en guía de onda (III)
Microondas ITT-ST Tema 2
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Alimentaciones y Bloqueos de continua
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Alimentaciones y Bloqueos de continua (II)
Microondas ITT-ST Tema 2
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Circ
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das
Adaptadores con stubs