José AlbertoBavay AUI'olioJuanSanz

Prólogo

Se tennino de imprimir en el mes de diciembre de 1999, en los talleres gráficos del C.E.I.L.PCalle 47 N° 279 La plata Buenos Aires

La idea de este libro nació al querer recopilar y ordenar el material para ser utilizadoen un curso de posgrado sobre parámetTos S y amplificadores de microondas en laUniversidad Nacional de La Plata. La finalidad es que los conceptos vertidos en este textosean utilizados como guía por todas aquellas personas que realicen diseños con parámetrosde reflexión.

La primera parte, necesariamente, pretende dar los fundamentos de líneas detransmisión, conceptos que serán utilizados en todo el texto.Hemos tratado en los capítulos siguientes de dar técnicas para diseño de amplificadores demicroondas, usando líneas de microtira en redes de adaptación. Los amplificadores dadoscomo ejemplo en el texto y el criterio de diseño de los mismos, fueron implementados porlos autores, con buenos resultados, en equipamientos como: receptores radioastronómicos,amplificadores para enlaces de microondas, etc.

También creemos que es de importancia en el diseño de amplificadores, la secciónde componentes que completan la implementación de los mismos. Es por eso que se tratantemas como líneas de microtira y componentes discretos en versión chip.

Quienes nos dedicamos a técnicas de RF hemos visto siempre a la carta de Smithcomo una herramienta índispensable para el diseño y la visualización rápida delcomportamiento de los circuitos. Tanto los instrumentos de última generación de RF, comolos programas cómputo de simulación, incluyen como método de visualización a la carta deSmith, es por eso que no puede faltar en este texto el tratado y su uso en los diseños.Podemos decir que la carta de Smith es el último de los ábacos que subsisten ante el avancede los nuevos métodos de cálculo.

Actualmente los software de simulaciónpermiten comprobar los diseños teóricos enforma rápida y eficaz, realizando una comprobación del comportamiento de un transistorimplementado como amplificador. En este texto los cálculos de diseño son comprobadosmostrando los resultados obtenidos con simulaciones.

Nuestro agradecimiento al Instituto Argentino de Radioastronomía, perteneciente alCONICET, que nos permitió capacitamos en estos temas y a su personal por la colaboraciónpara que podamos concretar nuestros proyectos.

Técnicas de Diseño de Ampliticadores de Microondas

LS.B.N 950-43-8755-1Edición de 168 hojas

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Impreso en Argentina

Dibujo de tapa: Salvador Sanz

A nuestras esposas e hijos

Contenidos

Capítulo 1LlNEA DE TRANSMISiÓN

1-1* Líneas de transmisión ,....................................................................1-2* Ecuación de la línea """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"........

1-3* Constante de propagación e impedancia característica ...............................1-4* Análisis de la ecuación de la líneae impedanciade entrada """"""""""'"

1-5* Adaptación conlíneas en corto circuitoy circuito abierto - .",.w....

1-6* Adaptación con líneas /J4...............................................................................1-7* Adaptación con líneas 3/8 'A"""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"1-8* Relación de onda estacionaria y coeficiente de reflexión ..........................

Capítulo 2REDESADAPTADORAS y DIAGRAMASDE FLUJO2-1'" Carta de Smith ....................................................................................................

2-2'" Representación de la carta de Smith ...............................................................2-3* Impedanciasyadmitancias"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

2-4* Adaptación con elementos concentrados """""""""""""""""""""""""'"

2-5* Adaptación con un taco """"""""""""""""""""""""""""""""""""""""'"

2-6* Diagnunas de flujo """"""""""""""""""""""""""""""""""""'"..................2-7* Reglasgeneralesde los diagramasdeflujo """"""""""""""""""""""""'"

Capítulo 3LlNEAS DE MICROTIRAS

3-1* Historiadelamicrotira......................................................................................3-2* Características de las microtiras ......................................................................

3-3* Influencia del espesor de lamicrotira .............................................................3-4* Velocidaddepropagaciónde 1amicrotira"""""""""""""""""""""""""""

3-5* Pérdidas """"""""".' ,-"" ,.oooo ......

3-6* Pérdidasenel conductor"""""""""""""""""""'" .............................

3-7* Pérdidas en el dieléc1rico """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""

3-8* Pérdidas por radiación ..........3-9* Dispersión """"""""""""""""""""""'" .............................3-10* Substratos y tecnologías ............................................3-11* SubstratO8para la téclIica de Lmpresión """"""""""""""""""""""""""'"

3-12* Substratos para la tecnología de películas ....................................................3-13* Selección de substratos ...................................................................................

3-14* Efectos del blindaje """"""""""""""""""""""""""""""""""""'" ................

Capítulo 4COMPONENTES EN MICROONDAS

1145

4-1* Componentesdemicroondas '614-2* Capacitores. 614-3* Propiedadeseléc1ricas 634-4* Resonancia serie """"""""""""""""" """"""""""""""""" ff)

4-5* Pérdidasde inserción 714-6* Criteriodese1ecciónymontaje 754-7* Resistoreschip 784-8* Algunascaracterísticaseléctricas 794-9* Inductoreschip """"""" 80

8111214 Capítulo 5

DISEÑO DE AMPLlFICADORES

19192426303535

5-1* Parámetrosdedispersión""',""""""""""""""""""""""""""""""""""""""" 815-2* Coeficientesdereflexióndeun cuadripolo 855-3* Estabilidad """"""'" 905-4* Círculosdeestabilidad 915-5* Gananciadepotencia"""" 985-6* Círculosde gananciaconstante 1075-7* Ruido 1115-8* CifIadelruido 1115-9* Temperaturaefectivadelruido 1125-10*TemperaturaderuidoencuadIipolos 1135-11* Círculosde cifrade ruidoconstantes , 1155-12*Diseñode amplificadoresen altaseñal 1195-13*Rangodinámico 124

43434748

Capítulo 6EJEMPLOS

6-1* Líneade trausIT'.lsiónexcitadapor unpulso 1296-2* Líneade transmisióncargadaconun corto circuito """"""""""""""""""" 1306.3* Adaptacióncon líneasde transmisión 1326-4* Adaptacióncon elementosdiscretos 1366-5* Adaptacióncontacoy líneademicrotira 1386-6* Amplificadorunilateralcon adaptadocon líneade 'A/4"""""""""""""""'" 1406-7* Amplificadorunilateraladaptadocon li..'1easde 3/8 t, y 1/4'A""""""""""'" 1456-8* Amplificadosno unilateralcon adaptaciónsimultánea 1516-9'" Amplificadordebajoruido 1576.10*Amplificadordepotencia 163

5050525354555ó575758