Lineas de Transmision

Electromagnetismo 2004

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6 - Líneas de Transmisión
Guías de ondas y líneas de transmisión
Una guía de ondas es un dispositivo que se usa para transportar energía electromagnética y/o
información de un sitio a otro. Generalmente se usa el término línea de transmisión a la guía de
ondas usada en el extremo de menor frecuencia del espectro. A estas frecuencias es posible
utilizar unanálisis cuasiestático. Para frecuencias más elevadas la aproximación cuasiestática
deja de ser válida y se requiere un análisis en términos de campos, que es de mayor complejidad.
Veremos este tratamiento en el Capítulo 9.
I

Q
H
-I

-Q

Podemos pensar a una línea de transmisión básica
E como un par de electrodos que se extienden paralelos
por una longitud grande (en relación con lalongitud
de onda) en una dada dirección. El par de electrodos
se hallan cargados con distribuciones de carga (variables a lo largo de la línea) iguales y opuestas, formando un capacitor distribuido. Al mismo tiempo
circulan corrientes opuestas (variables a lo largo de la
línea) de igual magnitud, creando campo magnético
que puede expresarse a través de una inductancia
distribuida. La potenciafluye a lo largo de la línea.
Los ejemplos más importantes de líneas de transmisión son el par bifilar, el coaxil y la microcinta.

Para usar un modelo cuasiestático se representa a la línea como una cascada de cuadripolos. Cada cuadripolo representa un tramo de línea de pequeña longitud frente a la mínima longitud de
onda de la señal. Por lo tanto cada tramo se puede modelizar como un circuitousando la aproximación cuasiestática, como veremos en la siguiente sección.
Este modelo se conoce como modelo de constantes distribuidas.
Esta descripción corresponde a una línea bifilar. En muchas aplicaciones es necesario considerar
líneas multifilares, como por ejemplo en circuitos impresos e integrados. Para el análisis circuital es necesario usar coeficientes de capacidad/inducción einductancias parciales.
La energía electromagnética puede ingresar a una línea de transmisión en forma de excitación
concentrada o distribuida. Las fuentes concentradas se aplican en un punto determinado de la
línea y la señal se propaga por la línea desde allí. Se simula este tipo de excitación mediante
fuentes de tensión y/o corriente conectadas en el sitio de ingreso de la excitación (porejemplo, la
conexión de la línea a otro circuito).
En el caso de una fuente distribuida la excitación se distribuye a lo largo de la línea. Se simula
esta situación mediante una onda, habitualmente plana, que ilumina a la línea en toda o parte de
Juan C. Fernández - Departamento de Física – Facultad de Ingeniería
Universidad de Buenos Aires – www.fi.uba.ar

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suextensión.
Una dada excitación puede generar
ZL1
ZL2
distintas respuestas de la línea. En la
Ia2
Vs/2
+
▔
figura se esquematiza una fuente con+
Vs
centrada en un punto de una línea
ZL1
ZL2
cargada en ambos extremos. Esta
+
▔
fuente produce corrientes a lo largo
It2
Vs/2
de la línea que pueden representarse
ZL1
ZL2
It2
Vs/2
como la superposición de corrientes
+
en modocomún (modo de antena) y
corrientes en modo diferencial (modo de línea de transmisión).
La circulación de corrientes variables en el tiempo produce emisión de radiación electromagnética, como hemos visto en el Capítulo introductorio. En el modo de antena las corrientes circulan
en el mismo sentido en ambos conductores, lo que refuerza los campos individuales radiados,
mientras que en el modo delínea las corrientes tienen sentidos opuestos y la radiación neta es
baja. Por este motivo es importante analizar el comportamiento de radiación de líneas para estimar la posible interferencia por radiación. Este fenómeno no se observa en los circuitos de parámetros concentrados ya que la eficiencia de radiación de tramos cortos de corriente (comparados
con la longitud de onda de los campos) es...