Guias De Ondas Y Componentes Reactivos

COMPONENTES REACTIVOS:
Son obstáculos en forma de diafragma que se colocan en el interior de las guías de ondas con el fin de variar la distribución de los campos; estos componentes son llamados reactivos y afectan las líneas de campo H y E en el punto donde se coloquen, y según sea la posición generan un efecto capacitivo, inductivo o resonante.
Los componentes reactivos están formados porlas ventanas y postes, los cuales pueden ser inductivos o capacitivos.
Las Ventanas Inductivas: son elementos conductores o placas que se colocan donde H es máximo y E es mínimo, generando un efecto inductivo.
La corriente de conducción causada por un campo magnético entrante tiende a debilitar el campo primario. Para obtener una suceptancia inductiva la ecuación de onda debe resolverse concondiciones de contorno complicadas. Si se conoce E y H, estas se integran y se obtienen relaciones de impedancia o admitancia, estas relaciones están expresadas por:
BY0=λgacot2πd2a ; Suceptancia para la ventana inductiva simétrica
BY0=λga1+csc2πd2acot2πd2a ; Suceptancia para la ventana inductiva asimétrica

En la siguiente figura vemos una ilustración de las ventanas inductivas y sucircuito equivalente

Ventanas inductivas a) Asimétrica y b) Simétrica, con su c) circuito equivalente.
Las ventanas capacitivas: son elementos conductores (placas) que se colocan donde E es máximo y H es mínimo, generando un efecto capacitivo.
Las suceptancias correspondientes son:
BY0=8λgblncscπd2b ; Suceptancia para la ventana capacitiva asimétrica
BY0=4λgblncscπd2b ; Suceptancia parala ventana capacitiva simétrica

Ventanas Capacitivas a) Asimétrica y b) Simétrica, con su c) circuito equivalente.

Las ventanas resonantes también se emplean para obtener circuitos resonadores a lo largo de la línea de transmisión, aquí podemos ver una ventana resonante con su circuito equivalente; a) Ventana Resonante y b) Circuito equivalente.

Otro de los elementos empleados paraobtener impedancias equivalentes corresponde a los postes, los cuales pueden ser inductivos o capacitivos según sea su disposición. Aquí mostramos la configuración de los postes tanto inductiva como capacitiva;

a) Poste Inductivo y b) Poste Capacitivo.
Podemos calcular la impedancia de un poste en guías de ondas rectangulares por el modo dominante, correspondiente a una corriente senoidaldistribuida en el poste. El poste tiene dimensiones h (longitud) y r (radio) a una distancia d (d<a/2) medida desde el extremo de la guía, y la reactancia se puede calcular por medio de la expresión:
jX=sen2khln2dr- K2d-r2+cos2kh2πd2λλga2b1+coskh2
Donde:
λg: es la longitud de onda de la guía.
: es la longitud de onda del espacio libre.
K=2π/λ ;h=λ4-d-r2ln2dr

CORTOCIRCUITO MOVIL:
Es una sección de guía de ondas, rectangular o cilíndrica, en la cual uno de sus extremos tiene colocado un embolo para variar el volumen interno de la misma. Figura del cortocircuito móvil.

Vista interna del Cortocircuito Móvil.
Este elemento se comporta como una línea terminada en cortocircuito, presentando una distribución de impedancia similar, seemplea para realizar ajustes de impedancia, filtros y adaptadores. En la figura observamos el circuito equivalente del elemento y la vista lateral.

La distribución de voltaje y corriente a lo largo de la línea, se puede expresar de la siguiente manera:
Vz=V0sen2πL-xλg ; Iz=-JI0cos2πL-xλg
Donde:
λg: es la longitud de onda de la guía
V0, I0 son las magnitudes de voltaje ycorriente.

La distribución de impedancias se expresa como:
Zz=JZ0tan2πL-xλg ; La distribución de impedancias es análoga a una línea terminada en circuito abierto.

TORNILLO DE SINTONIA:
Es un tornillo insertado en una sección de guía de onda rectangular, opera como una capacitancia variable al incidir una onda electromagnética. El tornillo de sintonía idealmente corresponde a una línea...