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TECNOLOGIAS AVANZADAS EN GUIA DE ONDA
“ SUBSISTEMAS de GUÍA DE ONDA PARAALIMENTACIÓN DE ANTENAS“
Angel Mediavilla Sánchez*, Francisco Marante Rizo**, Karen Cepero**
* Departamento de Ingeniería de ComunicacionesEscuela Técnica Superior de Ingenieros de TelecomunicaciónUniversidad de Cantabria (UNICAN) – España
** Departamento de TelecomunicacionesInstituto Superior Técnico José Antonio Echeverría (ISPJAE)La Habana - Cuba
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SITUACIÓN DE LA PRESENTACIÓN
Antenna
Power Amplifieror
Low Noise Amplifier
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GENERALIDADES
RADAR
RADIOASTRONOMÍACOMUNICACIONES MÚLTIPLES
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GENERALIDADES
Guía CircularConector Tipo N
Cortocircuito
El bricolaje también FUNCIONA
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LINEAS DE TRANSMISION “PLANARES”
Plano Paralela Strip
w
b
w >> b
SoportanModos TEMò cuasi-TEM
SoportanModos TEMò cuasi-TEM
strip strip cerrado
strip suspendido
r
r
r
r
Strip suspendido
r
Dispersión importantePérdidas por radiación
Modo TEM purono hay dispersión
No hay pérdidas por radiaciónPero aparecen modos de guía de onda
Pérdidas pequeñas en el dieléctrico No hay pérdidas en el dieléctrico
No hay dispersión
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LINEAS DE TRANSMISION “COAXIAL”
Zo = 60.(r/r)0.5.Ln(b/a)Zo = 60.(r/r)0.5.Ln(b/a)
vp = c / (r.r)0.5
= o.(vp/c)
Modo TEM En general: g = o / (r)0.5En general: g = o / (r)0.5
Rext=bRint=a
Atenuación por unidad de longitud
= c + d
s
. (r)0.5. [1 + b/a]
c = 13.6 ------------------------------o . b . Ln(b/a)
s
. (r)0.5. [1 + b/a]
c = 13.6 ------------------------------o . b . Ln(b/a)
(r)0.5. tand = 27.3 ------------------
o
(r)0.5. tand = 27.3 ------------------
o
en db/m- s
: profundidad Skin- tan
del dieléctrico
dieléctrico r
Ambas atenuaciones aumentan con la frecuencia
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LINEAS DE TRANSMISION “COAXIAL”
Modo TEM Modo TE11
Si aumentamos
la frecuenciade transmisión
Modos SUPERIORES
por encima de su Fc
c(para b/a < 7) aproximado c = .(a+b)
Fc = --------------------------
(a+b) (r.r)0.5
c(para b/a < 7) aproximado c = .(a+b)
Fc = --------------------------
(a+b) (r.r)0.5
Modo TEM FreqFc TE110 Fc TEnm
Modo SUPERIOR más inmediato : TE11
Ejemplo : Conector tipo SMA 2b=4.1mm 2a=1.26mm Er=2.0 Zc=50ohm
Fc (TE11) = 25 GHz
Pout
Freq (GHz)
1010.10.01
Seguridad: Fmax=0.9FcSeguridad: Fmax=0.9Fc
Fmax
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a
bWR
BW TE10
Fc TE10
Power
Attn
Dimensions
BANDA(GHz)
(GHz)
(MW)
dB/33m
axb (mm)
229 3.3-4.9 2.57 2 1 58.17x29.08 S
.137 5.85-8.2 4.3 0.6 2.2 34.8x15.8 C
. 112 7.05-10.0 5.25 0.4 3 28.5x12.6 Xl
.90 8.2-12.4 6.55 0.25 4.8 22.86x10.16 X
.62 12.4-18 9.48 0.12 5.4 15.8x7.9 KU
.42 18-26.5 14.05 0.045 15 10.7x4.3 K .28 26.5-40 21.08 0.025 7.11x3.56 KA
.22 33-50 26.34 0.016 5.7x2.8 Q
.10 75-110 59.01 0.003 2.54x1.27 .
Fc = c/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5
para TEmn en aire
BW TE10: entre 1.2Fc10 y 1.9Fc10
Múltiples modosTEmn y TMmndependiendo dela frecuencia detrabajo.Normalmente a=2b
Tipos Estandar de Guías Rectangulares
Guías de Onda Rectangulares
Frecuencia de corte TEmna
b
Modo TE10
ETE10
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a
b
Fc = c/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5
para TEmn
BW TE10: entre 1.2Fc10 y 1.9Fc10
Guías de Onda Rectangulares
Frecuencia de corte TEmn
Ejemplo: WR90 (Banda X)a=22.86mmb=10.16mm
Modo
Fc(GHz)TE10
6.557TE20 13.114TE01 14.753
TE11 16.145TM11 16.145
TE30 19.671
TE21 19.739TM21 19.739
TE31 24.589TM31 24.589
TE40 26.228
BW=33%BW=33%
a
b
TE20
a
b
TM11
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z
g/2
b
Modo TE10
og = ------------------
[1 – (o/c)2]0.5
og = ------------------
[1 – (o/c)2]0.5
Medio dispersivo:las propiedades varíancon la Frecuencia
c = c / Fc = 2.ac = c / Fc = 2.a
a
= 2
/ g
= 2
/ g
Zc = 120.(b/a).(g/o)Zc = 120.(b/a).(g/o)
Guías de Onda Rectangulares
Zc Potencia-Voltaje
Cte. Propagación
Longitud de Onda
Long. Onda de corte
27.3 tand
= --------------------------o [1 – (Fc/F)2]0.5
27.3 tand
= --------------------------o [1 – (Fc/F)2]0.5
27.3 s.[1+2b/a.(Fc/F)2]c
= ----------------------------------o.b [1 – (Fc/F)2]0.5
27.3 s.[1+2b/a.(Fc/F)2]c
= ----------------------------------o.b [1 – (Fc/F)2]0.5
Guía de onda VACIA
Pérdidas en la Guía en dB/m:
En Guía vacía las pérdidas son solo en el conductor, y esconsiderablemente menor que en un coaxial
equivalente
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Guías de Onda Rectangulares
8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Atn en Conductor (dB/m)
Freq (GHz)
Modo TE10a=20 b=10mm
Fc TE10 =7.5 Fc TE20 =15.0
8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
200
400
600
800
Freq (GHz)
Modo TE10a=20 b=10mm
Fc TE20 =15.0
Zc (Ohm)
Fc TE10 =7.5
Medio de Transmisión NOTABLEMENTE dispersivo
a
b
Modo TE10
E
La Guía Rectangular Funciona comoun FILTRO Paso-Alto con frecuenciade corte Fc del Modo
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a
b
Fc = C/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5
para TEmn
Guías de Onda Rectangulares - CUADRADAS
Frecuencia de corte TEmn
a = b
FcTEmn=FcTEnmFcTMmn=FcTMnm
Ejemplo: a = b = 14.6mm
Modo
Fc(GHz)TE10
10.266TE01
10.266
TE11 14.519TM11 14.519
TE20 20.533TE02 20.533
TE21 22.957TE12 22.957TM21 22.957TM12 22.957
Entre 10.26 y 14.5GHz
TE10
TE01TE10 y TE01 sonortogonales
BW=17%BW=17%
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Guías de Onda Rectangulares - CUADRADAS
8.0 10.0 12.0 14.0 16.0
0.1
0.2
0.3
0.4
Atn en Conductor (dB/m)
Freq (GHz)
Modo TE10
Fc TE10 =7.5Fc TE20 =15.0
TE10
TE01TE10 y TE01 sonortogonales
La atenuación en los conductores en CUADRADAes menor que su homólogo en RECTANGULAR
a=20mm b=10mm
a=20mm b=20mm
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Guías de Onda Circulares
TE11
R
Múltiples modosTEmn y TMmndependiendo dela frecuencia detrabajo.
- Frecuencias de corte: Funciones de BESSEL
- El modo más bajo es el TE11: c = 3.412 R
- El modo superior inmediato es el TM01
: c = 2.612 R
- Puede soportar DOS polarizaciones: dos TE11 perpendiculares
Ejemplo: R=11mm guía C97
Modo
Fc(GHz)TE11
7.98 .TM01 10.43 .TE21 13.25 .
TE01 16.62 .TM11 16.62 .
TE31 18.22 .BW=13%BW=13%
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6.0 6.5 7.0 7.5 8.0
0.04
0.08
0.12
0.16
Atn en Conductor (dB/m)
Freq (GHz)
Modo TE11
Fc TE11 =5.84Fc TM01 =7.62
R = 15mm
Guías de Onda Circulares
TE11
Pérdidas muy INFERIORES a la guía RECTANGULAR
Muy interesante comoforma de ataque a las ANTENAS
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a
b g
s
Al introducir el ridge (simple ò doble), la frecuencia de cortedel modo Fundamental TE10 se reduce considerablemente másque la frecuencia de corte del siguiente modo TE20.
Operación MONOMODO en muy ancha banda
Al introducir el ridge (simple ò doble), la frecuencia de cortedel modo Fundamental TE10 se reduce considerablemente másque la frecuencia de corte del siguiente modo TE20.
Operación MONOMODO en muy ancha banda
a
b g
s
Guías de Onda Rectangulares-RIDGE
BW=56%BW=56%
Ejemplo: Ridge Simplea=22.86mm b=10.16mm (WR90)
s=9.1mm g=2mmFcTE10 = 3.125GHzFcTE20 = 10.95GHz
Ridge Doble
Ridge Simple
Ejemplo: Guía Rectangulara=22.86mm b=10.16mm (WR90)
FcTE10 = 6.56GHzFcTE20 = 13.11GHz
BW=33%BW=33%
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Supresores de Modo en Guías de Onda
Hilos Radiales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE11 y todos los TM- No afecta a los modos circulares TE01, TE02, … TE0n
Hilos Radiales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE11 y todos los TM- No afecta a los modos circulares TE01, TE02, … TE0n
Hilos Circulares (ò Cintas en “z”) soportados por “foam”:- Refleja totalmente todos los modos TEmn - No afecta al modo inmediato superior TM01
Hilos Circulares (ò Cintas en “z”) soportados por “foam”:- Refleja totalmente todos los modos TEmn - No afecta al modo inmediato superior TM01
Hilos Transversales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE10- Refleja totalmente los modos TE11 y todos los TM- No afecta al posible modo TE01.
Hilos Transversales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE10- Refleja totalmente los modos TE11 y todos los TM- No afecta al posible modo TE01.
- En general un modo “PASA” si su E
es normal a los hilos.- Si no queremos reflexión: Cinta Resistiva
Guía circular
Guía rectangular
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TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular
Coaxial TEMACOPLO por SONDA ELECTRICA al TE10Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE10:
Coaxial TEM
Modo TE10
Modo TE20
ACOPLO por SONDA ELECTRICA al TE20Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE20: Las señales en el Coaxialdeben estar en fase.
a
b
TE20
b
a
TE10
b
a
z
z
cortocircuito
TE10b
g/4
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TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular
Modo TE10 Modo TE10
Modo TE10
Dieléctrico
Variantes de la Transición Simple a Guía TE10
Mayor Ancho de BandaMayor Ancho de Banda
corto corto
corto
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WR137: a=34.8 b=15.8mmTE10: 5.5 a 8.1 GHz
WR137: a=34.8 b=15.8mmTE10: 5.5 a 8.1 GHz
TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular
20dB
30dB
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ACOPLO por SONDA MAGNETICA al TE10Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE10:
Modo TE10b
z
Modo TE10
z
ConfiguraciónBanda Ancha
ConfiguraciónBanda Ancha
ConfiguraciónBanda Estrecha
ConfiguraciónBanda Estrecha
TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular
Coax
Coax
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TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular
WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHz
WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHz
30dB
30dB
BW 20%
BW 40%
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TE11
TE10
TRANSICION Guía de Onda Rectangular a Circular
TE10
TE11Corto
End Transition
Perpendicular Transition
TE10
TE11
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TRANSICION Guía de Onda Rectangular a Circular
WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHzBW@30dB : 18%
WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHzBW@30dB : 18%
TE10
TE11
End Transition 30dB 18%
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TRANSICION Guía de Onda Rectangular a Circular
WR229: a=42.8 b=21.4mmTE10: 3.6 a 7.2 GHzBW@30dB : 66%
WR229: a=42.8 b=21.4mmTE10: 3.6 a 7.2 GHzBW@30dB : 66%
TE10
TE11
End Transition 35dB 66%
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TRANSICION Guía de Onda Cuadrada a Circular
TE10
TE01
BW@30dB : 25%BW@30dB : 25%
30dB 25%
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a
b2
Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
Salto en altura en Guía Rectangular- Suponemos que trabajamos en una bandade frecuencias que solo propaga
el modofundamental TE10
- En la discontinuidad se excitan modos superioresque no tienen posibilidad de propagarse solopueden almacenar energía
en forma deCondensadores, Inductancias ò combinaciones
- Suponemos que trabajamos en una bandade frecuencias que solo propaga
el modofundamental TE10
- En la discontinuidad se excitan modos superioresque no tienen posibilidad de propagarse solopueden almacenar energía
en forma deCondensadores, Inductancias ò combinaciones
z
z
TE10TE10
Modos superiores TEnm
Zc1 Zc2RED
reactiva
TE10TE10
b1
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Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
z
TE10 TE10
TEnm
REDreactiva
- Cuando dos discontinuidades están muy cercanas, hay modos superiores
que “tocan” la siguiente. En este caso, el circuito equivalente es
multimodo
pues entre las discontinuidades podemos considerar que existe propagaciónAtenuada.
- Cuando dos discontinuidades están muy cercanas, hay modos superiores
que “tocan” la siguiente.En este caso, el circuito equivalente es
multimodo
pues entre las discontinuidadespodemos considerar que existe propagaciónAtenuada.
Zc10
Zcmn
Zcmn
REDreactiva
TE10 TE10
Zc10 Zc10
b
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a
b1 b2
a1
b
a2
Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
Zo1 Zo2 Zo1 Zo2jBC -jBL
b2/b1
0.2 0.4 0.6 0.8 1.00
1
2
3
4
5(BC.Z01).(g/b1)
a2/a1
0.2 0.4 0.6 0.8 1.00
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0(BL.Z01).(2a1/g)
C
disminuye con b2 C
disminuye con b2 L
aumenta con a2 L
aumenta con a2
Utilizadas para hacerCircuitos en Guía
TE10 TE10
Salto Plano-E Salto Plano-H
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dt
diámetro “d” w
Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
Z0 Z0-jBL
t t
Para valores pequeños de t << a
Z0 Z0-jBL
jBc jBc
Condensadores adicionalespara valores de “t” grandes
Utilizadas para hacerCircuitos en Guía
Iris-H simétrico Iris-circular Fin-plano H
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t
Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
d td
Iris-E simétrico Fin-plano E
Z0 Z0jBC
jBc jBc
Z0 Z0jBC
Utilizadas para hacercircuitos en Guía
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Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular
Iris Resonante
Poste Variable(sección cuadrada òcircular)
Z0 Z0C
jBc jBc
L
Z0 Z0C
jBc jBc
L
Resuena enla banda delModo TE10
Resuena enla banda delModo TE10
Se consigueuna amplia gamade Reactancias
Se consigueuna amplia gamade Reactancias
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Terminaciones y Cortos Variables
Terminación “bajo ROE” Terminación para “Alta Potencia”
MaterialAbsorbente
b
Absorbente Contacto láminade Berilio
Movimiento
Corto Variable de “contacto”
b
Movimiento
Corto Variable “Sin contacto”
/4
/4Contacto
(Punto de contactoen corriente nula)
(Punto de contactoen corriente nula)
(Problemas enalta frecuencia)
(Problemas enalta frecuencia)
BW: Toda BandaRloss 30-40dB
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a
a’L
Desfasadores Fijos “Banda Estrecha”
E.ej1
E.ej2 - En un tramo de guía vacío “L” la diferencia de faseo2 - o1 es v = –v.L y varía con la frecuencia.
- Ahora queremos construir un circuito de forma quesu d
(variable con la frecuencia) sea tal que al com-pararlo con la guía vacía resulte en un diferencial:
d
– v
= cte =
deseada (tip. 45º, 90º, 180º)
- En un tramo de guía vacío “L” la diferencia de faseo2 - o1 es v = –v.L y varía con la frecuencia.
- Ahora queremos construir un circuito de forma quesu d
(variable con la frecuencia) sea tal que al com-pararlo con la guía vacía resulte en un diferencial:
d
– v
= cte =
deseada (tip. 45º, 90º, 180º)
Desfasador por estrechamientoUna forma evidente es ensanchar ò estrechar la guíapuesto que la constante de propagación
varía con “a”
= [v – d].L = [2/gv – 2/gd].L
= [v – d].L = [2/gv – 2/gd].L
og = ------------------
[1 – (o/c)2]0.5
og = ------------------
[1 – (o/c)2]0.5
c = c / Fc = 2.ac = c / Fc = 2.a
= 2
/ g
= 2
/ g
Detalles:
- Al reducir la guía cambiamos su Fc el ancho de bandade trabajo se restringe.- El salto entre guías afectará a la adaptación del desfasador- El cambio de fase deseado se verificará en un BW estrechoya que
varía con la frecuencia.
Modo TE10
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L
a
d
Desfasador con doble discont.
Una forma alternativa consiste en introducir reactanciasen la guía vacía. Si el diseño es correcto, las reflexionesdebidas a estos elementos se cancelan mientras quesus efectos de fase son aditivos
Una forma alternativa consiste en introducir reactanciasen la guía vacía. Si el diseño es correcto, las reflexionesdebidas a estos elementos se cancelan mientras quesus efectos de fase son aditivos
Desfasadores Fijos “Banda Estrecha”
Z0 Z0-jBL -jBL
L
Z0
An Bn 1 0 cos(L) jsin(L) 1 0Cn Dn -jBLn 1 jsin(L) cos(L) -jBLn 1
Si llamamos BLn
al valor normalizado de BL: BLn=BL.Zoentonces la matriz ABCD normalizada de la red es:
=
Si la impedancia de entrada norm. Zin_n=(An+Bn)/(Cn+Dn)debe ser unidad para que exista adaptación, y ya que An=Dnentonces necesitamos Cn=Bn por lo que:
L = /2 + arctan(BLn/2)L = /2 + arctan(BLn/2)
Por otro lado, el cambio de fase diferencial es:
= L – [/2 – arctan(BLn/2)]
= L – [/2 – arctan(BLn/2)]
= 2.artan(BLn/2)
= 2.artan(BLn/2)
- Al contrario ocurre si introducimos reactancias capacitivas.- Circuito de banda estrecha y sensitivocon la frecuencia
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Desfasadores Fijos “Ancha Banda”
Iris Capacitivo
Ridge Capacitivo
90º +/- 2º
40 dB
Estructuras tipo PASO-BAJO
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Uniones de Guías
1
23
Unión T plano-E(simetría Magnética)
1 2
3
Puerta 3 Reparte señal en contrafase
Z0 Z0
-jX
Z’0
Circuito con conexión Serie
3
1 2
- Las TRES Puertas no pueden estar adaptadassimultaneamente.
- La puerta 3 reparte potencia en contrafase, perono reparte la mitad debido a la desadaptación
-Si adaptamos (3) el reparto es 3dB pero S11 y S22será 6dB
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12
3
Unión T plano-H(simetría Eléctrica)
Uniones de Guías
Z0 Z0-jX
Z’0 3
1 2
Circuito con conexión Paralela
Puerta 3 Reparte señal en fase
- Las TRES Puertas no pueden estar adaptadassimultaneamente.
- La puerta 3 reparte potencia en fase, perono reparte la mitad debido a la desadaptación
-Si adaptamos (3) el reparto es 3dB pero S11 y S22será 6dB
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Uniones Híbridas – T mágica
12
3
T - Híbrida4
-Puertas 1 y 2 Desacopladas-Puertas 3 y 4 Desacopladas-Repartos habituales en fase y contrafase
1 2
3
4
IN
IN
(Diferencia)(Suma)
T-Mágica.- Si todas las puertas estánadaptadas. Para ello hay que introducirPequeñas discontinuidades en la unión.- En este caso, el reparto es 3dB.
Ejemplo:
T - Mágica
Iris
Poste
4
3
Utilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180ºUtilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180º
BW: 10-20%1
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Uniones Híbridas – T mágica
T Mágica Optimizada
BW : 12%
Utilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180ºUtilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180º
iris
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Uniones Híbridas – Anillo Híbrido (rat trace)
1
2
3
4
b Zo
Zo/√2
A diferencia de la ConfiguraciónMicrostrip, esta es una conexiónserie
de líneas.
g/4
3g/4
-Puertas 1 y 2 aisladas-Puertas 3 y 4 aisladas-(1) reparte entre (3) y (4) en contrafase (3dB).-(4) reparte entre (1) y (2) en fase (3dB).
Diferencia de Caminos
Utilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180ºUtilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 0º
ò 180ºBW: 10%
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ACOPLADORES xdB
Híbrido Plano H
Slot Coupler
-3 dB
División Asimétrica
aislamiento
adaptación
aislamiento +adaptación
BW: 10%
BW: 20%
12
3 4
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ACOPLADORES 3dB
BW: 20%
Acoplador 3dB tipo Ribblet
desfase entre puertas : 90º
adaptación +aislamiento
acoplo 3dB
Utilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 90ºUtilizable como Divisoró
Combinador de Potencia 90º
1 2
34/ 4
11 22
3344/ 4
Homónimo enmicrostrip
BW: 20 - 30%
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FILTROS en Guía Rectangular
K1C3 L3
C1 L1C3 L3
K2C1 L1 C1 L1
K1 K2
Estructura tradicionalPaso Banda
Estructuracon Inversores
Estructura conInversores y trozosde línea de transmisión
go/4
Zc , Yc K , J ZL
Zin , YinZin = Zc2/ZL @ FoYin = Yc2/YL @ Fo
K = ZcJ = Yc
Zc Zc
L
Zc Zc
C
Yc Yc
L
Yc Yc
C
X = K / [ 1 - ( K / Zc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2X / Zc ) |
X=LW
K Inverters
B = J / [ 1 - ( J / Yc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2B / Yc ) |
J Inverters
X=-1/CW
B=-1/LW B=CW
(a)
(b)
go/4
Zc , Yc K , J ZL
Zin , YinZin = Zc2/ZL @ FoYin = Yc2/YL @ Fo
K = ZcJ = Yc
Zc Zc
L
Zc Zc
C
Yc Yc
L
Yc Yc
C
X = K / [ 1 - ( K / Zc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2X / Zc ) |
X=LW
K Inverters
B = J / [ 1 - ( J / Yc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2B / Yc ) |
J Inverters
X=-1/CW
B=-1/LW B=CW
(a)
(b)
Ejemplos de Inversores
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FILTROS Paso-Banda en Guía Rectangular
Con Iris Simétricos Con Iris Asimétricos
Con Postes Simétricos Con Láminas Plano-E
BW : 6 -
15%
Z0 Z0-jBL
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FILTROS Paso-Bajo en Guía Rectangular
2º armónico
Eliminación de 2º armónicoen Transmisores
Eliminación de 2º armónicoen Transmisores
t
d
Iris-E simétrico
Elemento
EstructuraPaso-Bajo
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FILTROS Elípticos en Guía Rectangular
Ceros deTransmisión
Secciónconvencional
Ceros deTransmisión
Ceros deTransmisión
T-plano E yStub serie
1
23
cortocircuito
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FILTROS Cuasi-Elípticos en Guía Rectangular
Pendienteimportante
Ceros deTransmisión
Cortocircuito
Rechazo suplementarioa uno de los lados delfiltro.
Rechazo suplementarioa uno de los lados delfiltro.
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DUPLEXORES
TX RX
aislamientoTX-RX
TX RX
Puerto Comúnhacia la antena
Seleccionan dos bandas de frecuenciateóricamente aisladas entre si.
Seleccionan dos bandas de frecuenciateóricamente aisladas entre si.
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DUPLEXORES (variantes)
Duplex Plano H(T adaptada)
Duplex Plano H(septum)
Duplex Plano E
septum
red deadaptación
Multi-steppara adaptación
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ORTOMODOS
Salida común“CIRCULAR”
(hacia la antena)
Salida común“CUADRADA”
(hacia la antena)
TE10TX
TE10RX
TE11
TE11
- En la guía común TX y RXson Ortogonales: AislamientoInfinito.-Funcionamiento en la misma bandaò en bandas diferentes
- En la guía común TX y RXson Ortogonales: AislamientoInfinito.-Funcionamiento en la misma bandaò en bandas diferentes
TE10
TE01
BW: 10-15%
TXRX
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DUAL-BAND ORTOMODOS
TxRx
Salida común“CUADRADA”
(hacia la antena) Rx Tx
Paso
WR75: banda KuWR75: banda Ku
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POLARIZADORES a CIRCULAR
- Conversión de una polarización LINEALhacia una polarización CIRCULAR:
1º.- Dividimos la señal en dos partesortogonales atacando a 45º la guía cuadrada
2º.- Desfasamos uno de los modos 90º res-pecto del otro.
TE10(lineal) Transformador
adaptación
SecciónCircular
TE10
TE01
adaptacionS11 (<-30dB)
S21 al TE10 ò TE01(3dB)S22 al TE10 ò TE01
(6dB)El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº
BW: 40%
El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº
BW: 40%
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POLARIZADORES a CIRCULAR
- Conversión de una polarización LINEALhacia una polarización CIRCULAR:
1º.- Dividimos la señal en dos partesortogonales atacando a 45º la guía cuadrada
2º.- Desfasamos uno de los modos 90º res-pecto del otro.
TE10TE01
(lineal) Transformadoradaptación
SalidaCircular
TE11c
TE11s
adaptacionS11 (<-30dB)
S21 al TE10 ò TE01(3dB)
El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº
BW: 66%
El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº
BW: 66%
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POLARIZADORES a CIRCULAR
TE10
TE01
TE10
El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01
90º
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POLARIZADORES a CIRCULAR
TE10
TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01
90º +/- 4º65% 9 GHz 17.5 GHz
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OMT - POLARIZACION CIRCULAR
TXRX
3dB desfasadas +90º(circular a derechas)
RX hace lo propiopero Circular aIzquierdas
Aislamiento TX-RX
Adaptaciónde puertos
División 3dB
DetalleBW 20%
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OMT – BROADBAND POL. LINEAL
Navarrini et al.“A Turnstile Waveguide JunctionOrthomode Transducer”IEEE Trans. on MTT, jan. 2006
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Isolation > 50dBTyp. 60dB
We can dobetter
BW@25dB : 28%BW@25dB : 28%
BW@25dB : 40%BW@25dB : 40%
OMT – BROADBAND POL. LINEAL
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Turnstile Based
OMT – BROADBAND POL. LINEAL
(evolution)
(60% Bandwidth)
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OMT – BROADBAND POL. LINEAL
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CONVERSOR DE MODO
Paso de un modo “circular tradicional TE11” hacia un modo “circular especial TM01” modo TM01: nulo de campo eléctrico en el centro de la guía
posibilidad de “intubar” haces de electrones ó circuitería
Nulo de CampoEléctrico
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CONVERSOR DE MODO
110121 TETMS
)( 1122 TES
9.6GHZ 15.6GHz 0111 TMS
BW: 50%
Diagrama de Radiación para elModo TM01
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C-band FOUR-PORT RECEIVER / TRANSMITTER
IN: RX: 3.6 – 4.8 GHz (30% BW)TX: 5.8 – 7.0 GHz (20% BW)
IN: RX: 3.6 – 4.8 GHz (30% BW)TX: 5.8 – 7.0 GHz (20% BW)
RX
RX
TX
TX
CPR229
CPR159
OUT
OUT: Horizontal TX y RXVertical TX y RX
OUT: Horizontal TX y RXVertical TX y RX
Duplexor TX/RX
OMT TX/RX
SalidacomúnCircularTE11
Control de enlaceSatélite
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C-band FOUR-PORT RECEIVER / TRANSMITTER
Vista Detalle General
Control de enlaceSatélite
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C-band FOUR-PORT RECEIVER / TRANSMITTER
TX
Vista Detalle Duplexor
Filtro Paso-Bajo
RXHacia Puerto OMT
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RADIOASTRONOMY: Cosmic Microwave Background
Medida del grado de Polarización Circular
existente en la Radiación Microondasdel Fondo Cósmico
Alternativa Ancha Banda
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Polarised Signal
Spin Polariser
Output rotates x2
Orthogonal outputs
RADIOASTRONOMY: Cosmic Microwave Background
Sistema implementado con 2 turnstile a 45º ycambiadores 180º rotando guías Sistema implementado con 2 turnstile a 45º y
cambiadores 180º usando sondas Coaxiales
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TRACKING: Seguimiento de Objetivo
Modo TE11: InformaciónModo TM01: Tracking
TX (Ku)
RX (Ku)
Puerto de RecepciónTracking
(Hacia la antena)
TE11
TM01
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FUTURO
El límite es nuestra imaginación
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