Lineas de transmision

Líneas de transmisión

1. Conceptos básicos
2. Voltaje y corriente como funciones de la posición
3. Acoplamiento de las líneas de transmisión
4. Potencia
5. Carta de Smith

CONCEPTOS BÁSICOS
       Las ondas planas uniformes, son ejemplos de propagación de ondas sin guías (libremente), en el sentido de que una vez que se han propagado en una dirección, dentro de un bloqueinfinito de material, continúan propagándose en la misma dirección. De acuerdo con lo anterior, las líneas de transmisión (al igual que las guías de onda) se utilizan para guiar la propagación de la energía de un punto a otro.
       Así pues, una línea de transmisión se puede definir como un dispositivo para transmitir o guiar energía de un punto a otro. Usualmente se desea que la energía seatransportada con un máximo de eficiencia, haciendo las pérdidas por calor o por radiación lo más pequeñas posible.
      Las líneas de transmisión pueden ser de muchas formas y tamaños. Es conveniente clasificarlas en base a las configuraciones de sus campo E y H, es decir, en base a los modos que pueden transmitir. De esta manera, las líneas de transmisión se pueden dividir en dos gruposprincipales: 
1) Las que son capaces de transmitir el modo Transversal Electromagnético  (TEM). Del cual se desprenden las O.P.U.
 2) Las que son capaces de transmitir únicamente modos de orden más alto.
     En un modo TEM ambos, el campo eléctrico y el campo magnético, están completamente en la dirección de propagación. No hay componente ni de E, ni de H en la dirección de transmisión. Por ejemplo, sila dirección de transmisión es en Z, entonces las únicas posibilidades para la dirección de E y de H serían Ex y Hy ó Ey y Hx. La única diferencia con las O.P.U. es que en el modo TEM E y H no necesariamente son independientes de su posición en el plano formado por XY (el cual es transversal a Z). Mientras que en las O.P.U. E Y H sí deben ser independientes de su posición en estos planos (esto esla característica de uniformidad).
     Los modos de más alto orden siempre tienen al menos una componente, de alguno de los campos en la dirección de transmisión.
     Todas las líneas de dos conductores como el cable coaxial o el cable de dos hilos son ejemplos de líneas que transmiten el modo TEM o simplemente de líneas TEM; mientras que las guías de onda huecas, de un solo conductor, sonejemplos de líneas de modos más altos.
En resumen:
 1) Línea modo TEM.- E y H son totalmente transversales a la dirección de
 transmisión. Ejemplos: todas las líneas de dos conductores.
 2) Línea modo de más alto orden.- E ó H ó ambos tienen componentes en la
 dirección de transmisión. Ejemplos de modos de más alto orden son el modo TM,
 el modo TE. Ejemplos de este tipo de líneas detransmisión son las guías de onda
 huecas de un solo conductor o las líneas trifásicas.
En el ámbito electrónico el término "línea" o "línea de transmisión" usualmente se utiliza únicamente para hacer referencia a los dispositivos que pueden transmitir modo TEM, mientras que el término "guía" o "guía de onda" se utiliza para hacer referencia a los dispositivos que pueden transmitir modos de más altoorden.
     A continuación se muestra el diagrama (figura 1.1) utilizado para representar una línea de transmisión y en seguida se mostrarán algunas analogías útiles entre las O.P.U. y las líneas de transmisión:
 
FIGURA 1.1
     Donde [pic]  es el voltaje de entrada o voltaje de la fuente de alimentación, Rc es la impedancia intrínseca de la línea de transmisión y sus unidadesson ohms, [pic] es la impedancia de carga y puede ser un número complejo o un número real y sus unidades también son ohms, [pic]es el voltaje en la carga, [pic]es la corriente que pasa por la carga, L es la longitud de la línea de transmisión en metros y se mide sobre el eje Z, d es la distancia de un punto determinado a la carga en metros, las otras dos variables serán definidas en la siguiente...