Guias de ondas

1. GUIA DE ONDA:
Es un tubo conductor hueco o una estructura que se utiliza para guiar o transmitir señales debido a sus bajas perdidas; la mayoría de las veces usadas en microondas. Existen muchos tipos de ondas electromagnéticas unas de ellas son: rectangulares, circulares, elípticas, dieléctrica, de haz, tabicada entre otros.
La guía de onda más común es la guía de onda rectangular.

1.1GUIA DE ONDA RECTANGULAR

1.1.1 Características físicas:
Se emplean en muchos sistemas prácticos de radiofrecuencia por ejemplo en equipos de microondas terrestres y de comunicaciones por satélite.
Son fáciles de fabricar.
Su ancho de banda es grande
Presentan pocas perdidas en sus frecuencias comunes de operación


1.1.2 Modo de propagación:
La energía electromagnética se propaga através del espacio libre como ondas electromagnéticas transversales con un campo magnético, un campo eléctrico y una dirección de propagación que son mutuamente perpendiculares.
Para tener una eficiente propagación la onda debe propagarse a lo largo de la guía de onda en forma zigzag, con el campo eléctrico máximo en el centro de la guía y cero en la superficie de las paredes.
El eje Z es ladirección de propagación de las ondas en el interior de una guía de onda rectangular. Las direcciones X y Y serán direcciones transversales a la propagación.


1.1.3 Modo dominante:
Modo dominante o modo fundamental se denominan modo es aquel en la guía de onda donde la frecuencia de corte es menor, es decir si partimos de una frecuencia elevada y con muchos modos excitados en la guía, y vamosdisminuyendo proporcionalmente seria el ultimo modo en desaparecer en entrar en corte. Este modo es el único que puede transmitir en la frecuencia más baja que soporta la guía de onda.
En cualquier sistema de microondas, el número de modos que puede existir dentro de una onda rectangular depende de sus dimensiones a y b, del material que hay en su interior y del dispositivo de excitación acoplado ala guía. Si la guía trabaja con varios modos a la vez, la potencia total se distribuye entre ellos, y al querer detectar dicha potencial al final de la línea, la operación se complica y encarece, debido a las instrumentaciones que se requiere. Por ello generalmente se prefiere trabajar la guía en un solo modo es decir en el modo dominante.
Las guías de ondas rectangulares son muy útiles, porquetienen un ancho de banda muy grande dentro del cual solo se propaga el modo dominante. Esto permite transmitir enormes cantidades de información a lo largo de la guía
En este modo es habitual seleccionar el tamaño de la guía de tal manera que sólo este modo uno puede existir en la banda de frecuencia de operación
1.1.4 Modos degenerados:
Son aquellos modos que tienen la misma frecuencia decorte y no son deseables r son susceptibles al acoplamiento de modos e interferencias.



1.2 Guía de Onda Circular
La guía de onda circular es por mucho la más común, pero esta es más utilizada para radares y microondas. En guías de onda se utilizan cuando es necesario o ventajoso propagar tanto ondas polarizadas verticales como horizontales en la misma guía de onda.
El comportamiento de lasondas electromagnéticas en la guía de onda circular es el mismo como en la guía de onda rectangular. Pero debido a la diferente geometría, algunos de lo cálculos se realizan diferentes.
La longitud de onda de corte para una guía de onda circular es la siguiente:
λ0 = 2π r / kr
Dónde: λo: longitud de onda del espacio libre
r = radio interno de la guía de onda (m)
Kr = solución de una ecuaciónde función Bessel
La longitud de onda para el modo TE1.1 se reduce a:
λ0 = 1.7d
Dónde: d = diámetro (m)
Kr = 1.7
1.2.1 Características Físicas
Minimiza las atenuaciones
Recomendado para tramos verticales largos.
Una sola guía de onda puede transportar dos polarizaciones con una aislación de 30 dB.
Las guías de onda circulares son recomendadas para sistemas donde la baja atenuación es...