Tecnico

RIEE&C, REVISTA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y COMPUTACIÓN, VOL 1 NO. 2, AGOSTO 2007

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Consideraciones de diseño de acopladores de antena tipo T para estaciones de radiodifusión AM
Solís G. José J.; Pérez R. Javier

Resumen— Un acoplador de antena es una red pasiva utilizada en sistemas de radiodifusión de amplitud modulada (AM) para transformar la impedancia que presenta laantena, y hacerla igual a la impedancia característica de la línea de transmisión. El comportamiento de estas redes es muy importante en el sistema, permitiendo que el transmisor opere correctamente, a plena potencia, sin cortes en la transmisión por reflejo de señales, y con la mejor calidad de sonido al aire. Al mismo tiempo, evita la posibilidad de que se dañe el transmisor y la línea detransmisión por alto nivel de ondas estacionarias. El propósito de este artículo es presentar algunos criterios que se han implementado en sistemas ya instalados, de manera que puedan servir como referencia a aquellos que se inician en el diseño de este tipo de redes. Además, el artículo presenta el procedimiento de cálculo de las componentes de los acopladores T, el cálculo de las impedancias vistas a laentrada del acoplador a la frecuencia central y en sus bandas laterales, con sus correspondientes coeficientes de reflexión (CR) y relaciones de onda estacionaria (ROE), y las transformaciones de impedancia que realiza la línea de transmisión. Palabras clave—Diseño de acopladores, acopladores de antena tipo T.

Rs Is Vs RL Rs RL

PL = PLmax = (VLmax)2/(2RL) si RL = Rs

PL=PLmax = (ILmax2)RL/2si RL = Rs

Fig. 1 Máxima transferencia de potencia si Rs = RL.
Rs

A C O P L A D O R

RL

I. INTRODUCCIÓN
El principio de acoplamiento de impedancias es uno de los más elementales en ingeniería eléctrica; se refiere al hecho de que si necesitamos transferir la máxima potencia eléctrica de un sistema a su carga, la impedancia de salida del sistema debe ser igual a la impedancia de lacarga [1]. La figura 1 ilustra este principio para cargas puramente resistivas. Cuando este requisito entre la fuente de energía y su carga no se cumple, es necesario un acoplador o transformador. Éste hará que el sistema vea como su carga RL’ una impedancia igual a su impedancia de salida Rs, y que la carga vea que la impedancia de su fuente de señal Rs’ es igual a su propia impedancia RL, como semuestra en la figura 2. En bajas frecuencias, donde las cargas son generalmente resistivas, es muy conocido el uso de transformadores. Considere por ejemplo, los transformadores de c. a. de líneas de alimentación doméstica e industrial y de entrada de c. a. de
Manuscrito recibido el 9 de Julio de 2007. Este trabajo fue respaldado por el departamento de Ing. Eléctrica y Electrónica del InstitutoTecnológico de Sonora Solis G. José J. hasta la fecha se ha de desempeñado como Profesor de Auxiliar enl Instituto Tecnológico de Sonora en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Instituto Tecnológico de Sonora; Ave. Antonio Caso S/N Col. Villa ITSON; Ciudad Obregón, Sonora, México; C.P. 85138; C.P. 85130; Tel: (644) 4109000, ext. 1200; Fax: (644) 4109001.(e-mailjj_solis_ing@hotmail.com)

RL' = Rs

R s' = R L

Fig. 2 Máxima transferencia de potencia si Rs ≠ RL

equipos electrónicos, o los transformadores de acoplamiento de audio en amplificadores de potencia con bulbos o transistores. El acoplamiento es considerado en estos casos como de voltaje y/o corriente, aunque está implícita la función de transformación de impedancias. En sistemas de radiofrecuencia, en dondelas cargas y las fuentes de señal son de valores complejos (resistivos y reactivos a la vez), son poco utilizados los transformadores como tales (aunque se están utilizando actualmente en algunos transmisores de AM con modulación por ancho de pulso PWM [2]), y ceden su lugar a los acopladores de impedancias. Estos realizan la transformación de la parte resistiva mencionada anteriormente, pero...