LABORATORIO No. 9

MEDICIÓN DEL COEFICIENTE DE REFLEXIÓN

PRESENTADO POR:

LEONARDO CAMARGO CÓD. 701343

OSCAR ARMANDO GUEVARA CÓD: 701307

PRESENTADO A:

ING. ALBERTO BERNAL

MICROONDAS Y LABORATORIO

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

BOGOTÁ D.C., ABRIL DE 2013

OBJETIVO GENERAL

Familiarizarnos con los conceptos de coeficiente de reflexión y pérdida por retorno.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Medir el coeficiente de reflexión de una carga.- Determinar el porcentaje de potencia absorbida por la carga.

MEDICIÓN DEL COEFICIENTE DE REFLEXIÓN

Coeficiente de Reflexión

A la relación de la amplitud de la onda reflejada para la onda incidente se llama Coeficiente de Reflexión ()

ρL=V−

V + en la carga

Para líneas sin pérdidas ( = 0) la solución se transforma en:

V ( z )=V +e− jβZ (1+ ρ

__

L×e2 jβZ )

I ( z )=YcV + e− jβZ (1− ρ

__

L×e2 jβZ )

Como se ha visto en el grafico anterior, en Z = 0 (extremo de la carga)

V +=V R+ I RZo

2 V R=IR×Z L

Entonces, combinando las soluciones anteriores tenemos que:

ZL=Zc1+ρL

¿

1−ρL¿ ρL

¿

=Z L−ZcZL+Zc

(válido sólo en la carga)

Si se considera no solamente las magnitudes de V+ y V- sino también la fase, se define

Coeficiente de Reflexión Generalizado

ρ( z )=V−(z )V + ( z )

=ρL¿e2 jβZ

Las ecuaciones anteriores se pueden escribir

V ( z )=V +e− jβZ [1+ρ( z ) ]

I ( z )=YcV + e− jβZ [1−ρ( z ) ]

Resumiendo:

En cualquier punto de la línea de transmisión:

ρ( l )=Z ( l)−ZcZ ( l)+Zc

Z (l )=Zc1+ ρ( l)1−ρ( l) impedancia de entrada

En la carga z = 0 (l = 0)

ZL=Zc1+ρL

¿

1−ρL¿ ρL

¿

=Z L−ZcZL+Zc

ρL=Γ¿

L=ρL∠θ 0< ρL<1

Donde ZL es la impedancia de carga al final de la línea, Zc es la impedancia característica de la línea de transmisión; este coeficiente de reflexión se puede desplazar a lo largo de la línea hacia el generador al multiplicarlo por el factor de euler a la dos veces la constante de propagación compleja de la línea por la distancia x recorrida hacia el generador (distancia que se toma como negativa por convención), esto hace que se modifique tanto su magnitud como su fase, si la línea tiene perdidas (atenuación) y solo su fase si se asume una línea sin perdidas.

El modulo del coeficiente de reflexión también se puede utilizar para determinar el porcentaje de la potencia de la señal incidente que resulta absorbida por la carga. Dicho porcentaje se puede calcular utilizando la siguiente ecuación:

% potencia absorbida = (1 – ρ2) x 100%

Reflectómetro utilizado para medir coeficientes de reflexión.

Utilización de un reflectómetro formado por dos vatímetros para medir el módulo ρ del coeficiente de reflexión.

MATERIALES Y MONTAJE:

Montaje de los módulos

Instalación para medir la pérdida por retorno de diferentes cargas.

RESPUESTA A LAS PREGUNTAS DEL PROCEDIMIENTO:

9.

Atenuación Pérdida por inserción

Posición de la hoja del atenuador variable

Nivel relativo de la señal

RL ρ = 10-RL(dB)/20

0,0 0,6 0,00 -18,5 0 12,5 3,1 1,34 -25,5 7 0,445,0 5,6 1,85 -35 16,5 0,157,5 8,1 2,28 -40 21,5 0,08

10,0 10,6 2,64 -42 23,5 0,06Determinación de la pérdida por retorno y del módulo del coeficiente de reflexión.

¿Cuál es la relación entre las atenuaciones y las pérdidas por retorno de la tabla anterior?

RL es casi el doble de la atenuación.

15. Nivel de referencia (pérdida por retorno de 0 dB) = - 32 dB

17. Pérdida por retorno (adaptado) = - 32 dB – (- 4) dB = - 28 dB

18. Magnitud ρ del coeficiente de reflexión = 0,04

19. Potencia absorbida (adaptado) = 99,84%

20. Potencia absorbida (pérdida por retorno de 3dB) = 50 %

En este caso ¿qué potencia absorberá el soporte de termistor si la potencia incidente es 0,20 mW?

Potencia absorbida (pérdida por retorno de 3dB) = 0,14 mW

21. Nivel de referencia (pérdida por retorno de -3 dB) = - 32 dB – 3 dB = - 35 dB

23. Potencia absorbida (pérdida por retorno de 3dB) = 0,85 mW

¿Coincide el resultado con la potencia calculada en la etapa 20?

Si

PREGUNTAS DE REVISIÓN

1. ¿Qué es el coeficiente de reflexión?Es una cantidad vectorial que posee información de magnitud y fase. Se define como una relación de la señal reflejada y la señal incidente.

2. Más específicamente, ¿qué es el módulo del coeficiente de reflexión?La magnitud del coeficiente de reflexión es el valor del coeficiente de reflexión. A diferencia del coeficiente de reflexión G la magnitud del coeficiente de reflexión varía con la posición a lo largo de la guía.

3. ¿Qué afecta la fase del coeficiente de reflexión?

Es afectada por la impedancia de terminación de carga y el punto donde se mide. Esto ocurre en la diferencia de fase entre la señal reflejada e incidente a lo largo de la línea de onda.

4. ¿Qué es la pérdida por retorno?La pérdida por retorno es la relación de la potencia sobre un componente (o cualquier discontinuidad) real de la potencia reflejada por el componente, habitualmente expresas en dB.

5. En el sistema que se ilustra en la figura, la potencia que indica el vatímetro 1 es 0,2W, mientras que la indicada por el vatímetro 2 es 0,008W. ¿Cuál es el coeficiente de reflexión ρ de la carga?

Pot. Señal reflejada = 0,8 x 100 = 0,8 W

Pérdida por retorno = 10 log (20/0,8) = 14 dB

RL = -20 log ρ

ρ = 10-RL/20 = 0,2

CONCLUSIONES

Se aprendió la técnica para medir los parámetros de coeficiente de reflexión y de pérdida por retorno con un acoplador direccional. Además se aplicó una de estas técnicas para

medir la pérdida por retorno de diferentes cargas y de acuerdo a ello se calculó el coeficiente de reflexión.