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c
°
Rafael R. Boix, Alberto P¶erez Izquierdo y Francisco Medina
1
PRACTICA 9

ONDAS ELECTROMAGNETICAS I: REFLEXION,


REFRACCION Y ONDAS ESTACIONARIAS

1.
Objetivos
En esta pr¶actica estudiaremos en primer lugar c¶omo se distribuye espacialmente la densidad super¯cial de
potencia de la onda electromagn¶etica radiada por una antena de bocina a frecuencias de microondas. Acontinuaci¶on,analizaremosc¶omosecomportalaondaradiadaporlaantenadebocinaalincidiroblicu

amente
sobreunasuper¯ciemet¶alicaplana(re°exi¶on)yalincidiroblicuamentesobreunadelasparedesdeunobjeto
semicil¶³ndrico de material diel¶ectrico (refracci¶on). Finalmente, estudiaremos el patr¶on de onda estacionaria
que se forma cuando la onda emitida por la antena de bocina incide normalmente sobre unasuper¯cie
met¶alica plana, y obtendremos el valor de la longitud de onda a partir de las posiciones de los m¶³nimos de
la onda estacionaria.
2.
Instrumental
Para la realizaci¶on de esta pr¶actica utilizaremos el siguiente instrumental:
EmisordemicroondasconsistenteenundiodoGunnencerradoenunacavi

dadresonanterectangular
y conectado a una antena de bocina. La frecuencia de emisi¶on es de10.525 GHz.
Receptordemicroondasconsistenteenunaantenadebocinaconectadaa

undiodoSchottky.Cuando
el diodo detecta la existencia de campos de microondas, entre los extremos del diodo aparece una
diferencia de potencial constante en el tiempo (DC) que es proporcional a
j
E
j
®
(
®
es un n¶umero
real pr¶oximo a 2), siendo
E
el campo el¶ectrico de microondas. El receptor tiene cuatrorangos de
ampli¯caci¶on ¯jos (
£
1
,
£
3
,
£
10
y
£
30
)
y un bot¶on de sensibilidad variable que permite ajustar de
forma continua el nivel de ampli¯caci¶on.
ATENCION:

Al realizar cualquier medida con el receptor, siempre se
debe empezar por el rango de ampli¯caci¶on mayor e ir bajando hasta
alcanzar el rango de ampli¯caci¶on m¶as adecuado para la medida.
De esamanera, se evitan movimientos bruscos en la aguja del receptor
que pueden acabar da~n¶andola.
Goni¶ometro
Soporte rotatorio imanado
Dos soportes ¯jos imanados
Mesita rotatoria imanada
Re°ector met¶alico plano


c
°
Rafael R. Boix, Alberto P¶erez Izquierdo y Francisco Medina
2
Semicilindro de pl¶astico con peana cil¶³ndrica del mismo material
Sonda detectora de microondasfabricada con antena dipolar
3.
Medidadeldiagramaderadiaci¶ondeunaantenadebocina.
3.1.
Fundamento te¶orico.
Asu¯cientedistanciadeunaantena,laondaemitidaporlaantenasecomportaaproximadamentecomouna
ondaesf¶erica.Paraestaonda,lasamplitudesdelascomponentesdeloscamposel¶ectricoymagn¶eticoydel
vectordePoynting(densidadsuper¯cialdepotencia)var¶³anencadasuper¯cieesf¶ericadefaseconstanteconlasdoscoordenadasesf¶ericasangulares
µ
y
'
.
Lasrepresentacionesdelasamplitudesdelascomponentesde
loscamposydelvectordePoyntingenunasuper¯cieesf¶ericadadafrentea
µ
y
'
seconocenconelnombre
de diagramas de radiaci¶on (en dichos diagramas, las magnitudes representadas suelen estar normalizadas
a su valor m¶aximo). Por de¯nici¶on, los diagramas de radiaci¶on son representaciones tridimensionales.No
obstante, por comodidad se suelen llevar a cabo representaciones bidimensionales de los diagramas de
radiaci¶on que corresponden a cortes de los diagramas tridimensionales para valores constantes de
µ
o de
'
.
En este apartado de la pr¶actica se va a llevar a cabo la medida de uno de esos cortes bidimensionales
deldiagrama deradiaci¶ondeunaantenadebocina(antenaparalacualladirecci¶ondem¶aximaemisi¶onde
radiaci¶on es la direcci¶on perpendicular a su plano terminal).
3.2.
Procedimiento y resultados.
Coloque la antena de bocina emisora en el brazo ¯jo del goni¶ometro de forma que el plano terminal
de la antena est¶e situado sobre el centro del c¶³rculo giratorio del goni¶ometro.
Coloque la antena de bocina receptora en el brazo m¶ovil del goni¶ometro de forma que su...
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