Guias De Onda

GUIAS DE ONDA
Temario
* Definición
* Aplicaciones
* Análisis
* Guías Rectangulares
* Guías Circulares
* Guías Elípticas
* Ventajas y Desventajas de las Guías de onda

Definición
Una guía de onda, es un tubo conductor hueco, que generalmente es de sección transversal rectangular, o bien circular o elíptica. Las dimensiones de esta de la sección transversal seseleccionan de tal forma que las ondas electromagnéticas se propaguen dentro del interior de la guía; cabe recordar que las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse.
La transmisión de señales por guías de onda reduce la disipación de energía, es por ello que se utilizan en las frecuencias denominadas de microondas con el mismo propósito que las líneas de transmisión enfrecuencias más bajas, ya que se presentan poca atenuación para el manejo de señales de alta frecuencia. En las guías, los campos eléctricos y los campos magnéticos están confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de este modo no hay pérdidas de potencia por radiación y las pérdidas en el dieléctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que existaninterferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que ocurría en los sistemas de transmisión abiertos.
 
En electromagnetismo y en telecomunicación, una guía de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas.

Aplicaciones

* Las guías de onda son adecuadas para transmitir señales debido a su bajas pérdidas. Por ello, se usan en microondas, a pesar de su anchode banda limitado y volumen, mayor que el de líneas impresas o coaxiales para la misma frecuencia.
* También se realizan distintos dispositivos en guías de onda, como acopladores direccionales, filtros, circuladores y otros.
* Las guías de onda dieléctricas trabajando a frecuencias de la luz visible e infrarroja, habitualmente llamadas fibra óptica, útiles para transportar información debanda ancha, sustituyendo a los cables coaxiales y enlaces de microondas en las redes telefónicas y, en general, las redes de datos.
* Análisis
* Se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones tienen soluciones múltiples, o modos. Etan=0 y Hn=0
* Los modos de propagación dependen de la longitud de onda, de la polarización y de las dimensiones de la guía.
* Elmodo longitudinal de una guía de onda es un tipo particular de onda estacionaria formado por ondas confinadas en la cavidad.
* Modos de Propagación
* Los modos transversales se clasifican en tipos distintos:
* modos TE (Transversal eléctrico), la componente del E en la dirección de propagación es nula:
* modos TM (Transversal magnético), la componente del H en la dirección depropagación es nula:
* modos TEM (Transversal electromagnético), la componente tanto del E como del H en la dirección de propagación es nula: y
* modos híbridos, son los que sí tienen componente en la dirección de propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.
* Funcionamiento
* En guías de onda rectangulares el modo fundamental es el TE1,0 y en guías de ondacirculares es el TE1,1.
* El ancho de banda de una guía de onda viene limitado por la aparición de modos superiores. En una guía rectangular, sería el TE2,0
* Las G de O tienen una frecuencia de corte por debajo de la cual la transmisión es imposible. Esta frecuencia es inversamente proporcional a la dimensión transversal de la guía. Esto produce que sean factibles para la transmisión deseñales de frecuencias a partir de 1GHz (microondas) ya que a frecuencias menores requerirían unas dimensiones demasiado grandes.
* Guías de ondas rectangulares
Se considera la guía de onda rectangular de la figura siguiente:
Guía de ondas rectangular en el plano cartesiano
* Se considera que dicha guía está llena de un material dieléctrico sin perdidas y sin fuente y que sus paredes...