RF diplexor

Diseño de un diplexor basado en
circuitos híbridos y filtros paso bajo

1. – Índice

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1.– Índice ...................................................................................................................... - 2 2.- Introducción ............................................................................................................ - 3 3.- Análisis................................................................................................................... - 4 4.- Conclusiones ......................................................................................................... - 19 -

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2.- Introducción
El objetivo principal de esta práctica consiste en la realización de un diplexor en
frecuencias de microondas realizado en tecnologíamicrostrip. Para ello hemos usado
para llevar a cabo todos nuestros diseños el programa Microwave Office, con el hemos
podido implementar todos los circuitos desarrollados durante la práctica (tanto los que
tenían que realizarse con elemento concentrados como aquellos que se realizaban con
tecnologías más complejas como la microstrip), también nos permitió optimizar dichos
circuitos para obtenerunas mejores prestaciones.
Se trata de que nuestro circuito diplexor sea capaz de separar dos señales de
frecuencias diferentes que se encuentran en la entrada de transmisor o receptor. El
funcionamiento es el siguiente: por la entrada 1 la señal se introduce en el circuito tanto
a la frecuencia f1 como a la frecuencia f2 y debemos sacar por el puerto 2 la señal a la
frecuencia f1 y por elpuerto 3 la señal a la frecuencia f2.
En microondas se han utilizado dos topologías básicas para realizar circuitos
diplexores: basada en uniones en “T” o basada en circuitos híbridos combinadores. La
primera se basa en que por un brazo de la T entran dos señales y de ahí salen dos filtros
centrados en cada una de las frecuencias que se quieren separar. La segunda presenta
una topología similara la de los circuitos balanceados.
El esquema es el siguiente:

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Figura 1 .- Esquema del circuito diplexor

Debemos desarrollar el híbrido de entrada de banda ancha capaz de dividir las
dos señales de frecuencia f1 y f2. A las salidas del anterior híbrido existen sendos filtros
idénticos de banda estrecha y gran rechazo a una de las frecuencias. En este caso la
frecuencia que dejanpasar los filtros es f1 mientras que deben rechazar f2. Por último,
existe otro híbrido branch-line, de banda estrecha en este caso, capaz de combinar las
dos señales con frecuencia f1 y sacarlas a un nivel, en el caso de circuitos ideales, en el
que no existan pérdidas. Por lo tanto, el objetivo de la práctica será el diseño de dos
circuitos híbridos branch-line (uno de banda ancha y otro debanda estrecha) más un
filtro paso bajo que rechace f2 y deje pasar f1.
Esto es lo que hemos tenido en cuenta para la implementación de la práctica, a
continuación presentaremos el desarrollo de la misma y expondremos los motivos y
razones de por que hemos decidido implementar todo de esa forma.

3.- Análisis
1.- Demuestre mediante un análisis de ondas de potencia que el circuito
ideal dela figura 1 se comporta como un circuito diplexor.
Para este apartado debemos fijaros en el esquema de nuestro circuito completo
ya antes mencionado:

Figura 2 .- Esquema del circuito diplexor

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Si estudiamos esto basándonos en lo que sabemos por microondas acerca de las
ondas de potencia podemos observar lo siguiente:
Por la entrada entran a1 y a 2 donde asumimos que se trata dedos ondas de
frecuencias f1 y f2 respectivamente.
Como sabemos que estamos trabajando con un acoplo a 3dB por las puertas
a
a2
transmitida y acoplada obtendremos 1 y
2
2

Al llegar al filtro, éste solo deja pasar la componente de frecuencia f1 y refleja
a2
a
a
que vuelve al acoplo a 3dB y dará lugar a 2 que sumada al otro camino dará 2 .
2
4
2
a
Mientras 1 sigue su camino y al...