ONDAS

PROPAGACION DE ONDAS
GUIA DE ONDAS
Clase:
Medios de Transmisión II
Clase:
TEL 400
Catedrático: Ramón Alberto Mendoza
TEL 400
UNITEC HONDURAS
ING. RAMON ALBERTO MENDOZA

ONDAS GUIADAS (1)
•
•
•

Se ha visto las soluciones de Onda Plana a las Ecuaciones de Maxwell.
Usado en Sistemas de Comunicaciones/ Ondas en Espacio Libre.
Los sistemas de Comunicaciones también usan OndasElectromagnéticas
confinadas a Cables o Guías de Onda.
1.
2.
3.

Sistemas Uniformes en una dimensión (en z: dirección de propagación).
La sección transversal es el plano perpendicular a ese eje: es igual en toda la
estructura.
Los conductores se asumen perfectos;
–
–

4.

Soluciones sin variación en el plano perpendicular a la dirección de
propagación:
–
–

5.

E tangencial : Sedesvanece
La aplicación de las condiciones de frontera: Plano x-y

Campos Eléctricos y Magnéticos transversales a dirección de propagación
Onda uniforme transversal Electromagnética: TEM

Estructuras que soportan soluciones TEM
–
–
–

Línea de Transmisión
Placas Paralelas
Cable Coaxial.
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Ondas Guiadas (2)
•

•

•

•

EnAltas Frecuencias, Las líneas de Transmisión y los cables coaxiales
presentan atenuaciones elevadas, impidiendo que la transmisión sea
adecuadas para las longitudes de onda del orden de centímetros (en la
región de microondas).
La guía de ondas presenta atenuaciones muy pequeñas en las frecuencias
de microondas y está diseñada fundamentalmente para operar en un solo
modo de propagación, conel ancho de banda respectivo, atenuando los
demás modos de orden superior.
La guía de ondas transmite óptimamente la frecuencia portadora, para la
cual se ha seleccionado la guía, con su respectivo ancho de banda de
transmisión.
Dado que la energía se transporta por ondas electromagnéticas, las
características de las guías de onda, tales como: impedancia, potencia y
atenuación, se expresanmediante campos eléctricos y magnéticos,
característicos de las guías en consideración.
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Ondas Guiadas (3)
•

Específicamente la guía soporta tres modos de transmisión:
1.- Modo Transverso Magnético (TM), también denominado Modo E.
En este Modo, las soluciones se derivan a través de la componente del campo
eléctrico Ez, con lacondición de que Hz = 0 para tener la señal viajando en la
dirección z.
2.- Modo Transverso Eléctrico (TE) o Modo H.
En este Modo, las soluciones se derivan a través de la componente del campo
magnético Hz, con la condición de que Ez = 0 para tener la señal viajando en la
dirección z.
3.- Modo Transverso Eléctrico Magnético (TEM) o Modo EH.
En este Modo, Ez = Hz = 0; Este modo no se propaga en laguía como se verá
mas adelante, sin embargo, es la representación cuando se utilizan guías del
tipo: Cable Coaxial y placas paralelas.

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ONDAS GUIADAS
Modos: TEM
Las Ecuaciones de Maxwell, para medios lineales, homogéneos:
∂
∂
Ez- Ey = -jωμHx
∂y
∂z

∂
∂
Hz H = jωεEx
∂y
∂z y

∂
∂
Ex- Ez = -jωμHy
∂z
∂x

∂
∂
Hx H =jωεEy
∂z
∂x z

∂
∂
Ey- Ex = -jωμHz
∂x
∂y

∂
∂
Hy H = jωεEz
∂x
∂y x

Asumiendo Ondas TEM o sea: Ez = Hz = 0
-

∂
∂z
∂
∂z

Ey = -jωμHx
Ex = -jωμHy

∂
∂
Ey- Ex = 0
∂x
∂y

-

∂
H = jωεEx
∂z y
∂
H = jωεEy
∂z x

∂
∂
Hy - Hx = 0
∂x
∂y
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ONDAS GUIADAS
Modos: TEM
Expresión General: Solución TEM
Hx =

1
∂E
jωμ ∂ z y

Hy = -

∂ E)
∂x x

(

1
∂
E
jωμ ∂ z x

Sustituyendo:

∂

∂x

(

Como Ex y Ey dependen de z se
debe cumplir:

∂
∂ ∂
Ex) + ( Ey) = 0
∂z
∂y ∂z

∂ ∂
∂ ∂
( Ex) + ( Ey) = 0
∂z ∂x
∂z ∂y

+

(

∂ E) =
∂y y

0

Solo se cumple si expresamos
Ex y Ey como el gradiente de una
tercera función V:
Ex=-

∂
∂x

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