Adaptación de impedancias

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Exámenes de Microondas
1. EJERCICIO 1 (DIC 00): Diseñe un divisor con líneas de transmisión adaptado en la puerta de entrada (puerta 1) a l a frecuencia de 1 GHz, de manera que reparta ¾ partes de la potencia entregada en la puerta de entrada en la puerta número dos. Se conectan sendos generadores en las puertas dos y tres, el primero con impedancia de salida 50 Ω y frecuencia 1 GHz y el segundocon impedancia 100 Ω y frecuencia 2 GHz. Si se termina la puerta 1 con su impedancia de referencia calcule la potencia que disipa dicha carga. Dato: La impedancia de referencia de todas las puertas es de 50 Ω 2. EJERCICIO 2 (DIC 00): A partir de una branch line como las vistas en clase construya un circuito que posea una matriz de parámetros S igual a la del híbrido de 90º también vista en clase.Indique los valores de las longitudes y las impedancias características de todas las líneas del circuito. 3. CUESTIÓN 1 (DIC 00): Considere uno de los atenuadores resistivos en T estudiados en clase. Utilizando flujogramas obtenga la matriz de parámetros S del atenuador. Simplifique dicha matriz utilizando la condición de adaptación completa. Dato matriz de parámetros S de una impedancia serie yuna admitancia paralelo normalizadas: S11 (Z)= Z/(2+Z) ; S21 (Z)= 2/(2+Z) S11 (Y)= -Y/(2+Y) ; S21 (Y)= 2/(2+Y) 4. CUESTIÓN 2 (DIC 00): Demuestre que una red de tres puertas, pasiva, sin pérdidas y completamente adaptada es un circulador. 5. EJERCICIO 1 (DIC 01): Dado el circuito de la figura adjunta formado por dos híbridos y dos desfasadores no recíprocos: 4

1

Híbrido 3 dB, 180ºDesfasador 0/90º Desfasador 90º/ 0

Híbrido 3 dB, 90º

2

3

Se pide: a) Determine la matriz de parámetros [S] del conjunto. b) Determine la numeración de los cuatro accesos del circuito de la figura anterior para que se comporte como un circulador con sentido de transmisión a derechas.

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Datos:
0 1 j 0  0 1 0 0 j  1  ; [S ] = 22  = 22 Hibrido −180  j 0 0 1 1   0 j 1 0  0   

[S ]Hibrido −90

0 1  0 S [ ]Desfasador1 =   0 0 1  j 0 ; 0 0 − 1 0 j   [ S ]Desfasador 2 =   1 −1 0   1 0
1 1

6. CUESTIÓN 1 (DIC 01): Dada la siguiente red atenuadora: d R R

ZC

Determine la relación que debe haber entre la impedancia ZC y la resistencia R, así como el valor mínimo de “d” para que dicha red se comporte como un atenuador.Dato:

[S ] Atenuador = 

0 γ   γ 0 

7. CUESTION 2 (DIC 01): Aplicando únicamente las propiedades de simetría, obtenga los parámetros S22 , S23 , S32 y S33 de un divisor resistivo como el de la figura. Determine el valor de R para que la red se encuentre adaptada en sus puertas 2 y 3.

R

R R

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8. EJERCICIO 1 (FEB 00): Con el circulador de cuatro puertasmodelo 04051 (cuyas características se anexan) se ha construido el siguiente circuito:

Z2 = 150 ZG = Z0 P DG = 1 mw 1 4 3 ZC = 100 ZL = Z0 2 L = λ/2

Z4 = Z0

a.) Obtenga numéricamente la matriz de parámetros S del circulador si se conoce que todos ellos son reales y positivos (Matriz 4x4). b.) Obtenga la matriz S del circulador considerando la puerta 4 terminada con la impedancia Z0(Matriz 3x3) c.) Obtenga la potencia neta entregada por el generador y la potencia disipada en las cargas ZL y Z4 si se sabe que en la línea de transmisión se cumple que e-2αL = 0,5. d.) ¿El dispositivo tiene pérdidas? Justifique su respuesta. 9. EJERCICIO 2 (FEB 00): Se dispone de un oscilador a la frecuencia de 4 GHz que entrega 1 kw de potencia a una guiaonda rectangular normalizada de dimensión másancha igual a 6 cm. En dicha guiaonda existen dos tramos, el primero relleno de aire y el segundo de un dieléctrico de p ermitividad relativa ε R = 4. a.) Se desea diseñar un transformador de impedancias para conseguir la adaptación entre ambos tramos. Obtenga los valores de la longitud y de la constante dieléctrica del material con el que ha de rellenarse el trozo de guiaonda a intercalar...
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