Guia de onda

Guías de Onda.
Una guía de onda es un tubo conductor hueco o son elementos metálicos similares a una tubería destinados a atransportar señales de elevada energía y frecuencia (microondas). El modo de transportar la señal es mediante onda electromagnetica pero a diferencia de un enlace entre dos antenas la señal viaja confinada (sin ser radiada a exterior) y permite curvar y adaptar sutrayectoría. Las guias de onda tienen secciones tales que permite la propagación de las ondas electromagnéticas en su interior.
La forma de las guías de onda puede ser circular, rectangular, etc., y está directamente relacionada con el modo de propagación de la señal electromagnética que por ellas se transmite hacia una antena y desde ella.
Sus pérdidas son menores que las de líneas de “Tx” y opera en unrango de frecuencia mayor a 1 GHz (microondas) que es en la frecuencia donde las líneas de cables paralelos y coaxiales se vuelven inoperables.
En la figura 1 se representa la sección de una guía de ondas, siendo a y b las dimensiones interiores; y cy d, las exteriores, mientras que e, es la dimensión que corresponde al espesor.

Figura 1. Perfil transversal de una guía de onda rectangular.Características de las Guías de Onda.
Dado que la energía se transporta por ondas electromagnéticas, las características de las guías de onda tales como la impedancia, potencia y atenuación se expresan mediante campos eléctricos y magnéticos característicos de la guía en consideración.
Por lo general, las guías de onda poseen una sección transversal rectangular, pero pueden tenerla circular oelíptica. En la figura 2 se observa tanto una guía de onda rectangular como una circular.

Figura 2. Guía de Onda Rectangular y Circular.
Las dimensiones de la sección transversal se escogen de tal manera que la onda electromagnética se propague en el interior de la guía de onda. Una guía de onda no esta diseñada para conducir corriente, sino que sirve como límite que confina a la onda en suinterior, debido a que la guía de onda se encuentra compuesta de un material conductor se refleja la energía electromagnética que choca con la superficie. Si la pared de la guía de onda es un conductor muy delgado en sus paredes fluye poca corriente y como consecuencia se disipa poca potencia. La conducción de la energía, en realidad no ocurre en las paredes, sino en el dieléctrico que seencuentra dentro de la guía, que por lo general es el aire deshidratado o un gas inerte. En esencia, una guía de ondas se parece a un conductor de alambre metálico, con su interior eliminado. La energía electromagnética se propaga por una guía de ondas reflejándose y rebotando, y su trayectoria es en zigzag.
El análisis de las guías de onda de da en términos de los campos magnético y eléctrico que sepropaga en su interior y los cuales deben cumplir con las condiciones de frontera dada por las paredes conductoras.
Ya que la guía de onda se encuentra compuesta por un material real, la onda electromagnética penetra en las paredes de ésta provocando que la onda ceda energía al material de la guía, es por ello que la onda pierde amplitud conforme a la distancia que avanza.

Ventajas y Desventajasde una Guía de Onda.
Ventajas:
Blindaje total, eliminando pérdidas por radiación.
No hay pérdidas en el dieléctrico, pues no hay aisladores dentro.
Las pérdidas por conductor son menores, pues solo se emplea un conductor.
Mayor capacidad en el manejo de potencia.
Construcción más simple que un coaxial.
Desventajas:
La instalación y la operación de un sistema de Guía de Onda son máscomplejas.
Considerando la dilatación y contracción con la temperatura, se debe sujetar mediante soportes especiales.
Se debe mantener sujeta a presurización para mantener las condiciones de uniformidad del medio interior.

Impedancia Característica en una Guía de Onda.
La impedancia característica de la guía de onda es similar a la de una línea de transmisión de cable paralelo y la...