Guias De Onda

APÉNDICE I
GUÍA DE ONDA RECTANGULAR
Una línea de transmisión es una estructura que se utiliza para dirigir la transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas, comprendiendo toda o solo una parte de la distancia entre dos lugares que se comunican (Ernst Weber, 1994).
Una guía de onda es otro medio para lograr la misma meta, pero difiere de la línea de transmisión en algunosaspectos, primero, una línea de transmisión solo puede soportar una onda electromagnética transversal (EMT), mientras que una guía de onda puede soportar muchas configuraciones posibles de un campo, segundo, las líneas de transmisión se vuelven ineficientes a las frecuencias de microondas (3-300 GHz), debido a las pérdidas dieléctricas, las guías de onda son utilizadas para trabajar en estasfrecuencias porque se obtiene mayor ancho de banda y menor atenuación de la señal (Ugur Cem Hasar, 2008), 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 y construcción más simple que un coaxial (M.Sadiku, 2002).
Lasguías de onda presentan también ciertas desventajas con respecto de las líneas de transmisión, mientras que las últimas pueden operar desde DC (f=0), hasta frecuencias muy altas, una guía de onda solo puede operar por encima de cierta frecuencia que es llamada frecuencia de corte y, por lo tanto actúa como un filtro pasa altas (Ing. Jorge Álvarez, 2004).
Las frecuencias abajo de las frecuencias decorte no se pueden propagar, sufren una atenuación considerable. Todas las frecuencias por arriba de la frecuencia de corte se pueden propagar a través de la estructura de guía de onda. Hay uno o más modos electromagnéticos que satisfacen las condiciones de frontera para cada una de las frecuencias que pueden existir en una guía de onda. No es conveniente operar la guía de onda a una frecuenciadonde haya más de un modo de propagación. El modo de propagación electromagnético que existe a la frecuencia más baja en un ancho de banda por arriba de la frecuencia de corte se define como el modo dominante. En la práctica, conviene diseñar una estructura de guía de onda en la cual haya una banda de frecuencias por arriba de la frecuencia de corte donde solamente exista un modo dominante (.).Figura 1.1 Guía de onda rectangular
Designación de los modos
Las Guías de Onda son estructuras que consisten de un solo conductor, estas pueden propagar, en teoría, un número infinito de tipos distintos de onda electromagnética. Cada uno de estos tipos o modos presenta una configuración distinta de campos eléctrico y magnético, y la denominación de cada modo obedece a esa configuración (.).Pueden aplicarse las ecuaciones de maxwell con las condiciones de frontera apropiadas para obtener los diferentes modos de propagación y los campos eléctricos (E) y magnéticos (H) correspondientes. En las paredes de la guía de onda las componentes tangenciales del campo eléctrico (E) deben ser continuas (M.Sadiku, 2002).
La guía de onda cuadrada no tiene una banda de frecuencias donde solamente unmodo exista. Sin embargo, la guía de onda rectangular tiene un rango de frecuencias con relación 2:1 en dónde solamente un modo de propagación puede existir (.).
En el modo TEM (transversal electromagnético), los campos eléctricos (E) y magnéticos (H), son transversales a la dirección de propagación de la onda, pero todas las componentes de los campos eléctricos (E) y magnéticos (H) en ladirección z son cero, es por esto que una guía de onda rectangular no puede soportar un modo TEM (M.Sadiku, 2002).
En el modo TE (Transversal Eléctrico), las componentes de campo eléctrico (E) en las direcciones x, y son transversales a la dirección de propagación mientras que el campo eléctrico en la dirección z es cero, siendo el campo magnético (H) en la dirección z diferente de cero ,...