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Líneas de transmisión para
microondas en comunicaciones
inalámbricas
Ignacio Llamas Garro
llamasi@ieee.org

RESUMEN
Este artículo presenta las consideraciones indispensables para el diseño
de líneas de transmisión a frecuencias milimétricas. Se describe un
procedimiento para determinar las pérdidas en líneas de transmisión,
obtenibles directamente de mediciones experimentales, así comouna
comparación analítica de líneas de transmisión ideales a estas frecuencias.
La última parte de este artículo contiene una breve introducción a la
tecnología usada en la fabricación de circuitos pasivos para ondas
milimétricas, así como ejemplos de líneas de transmisión que han sido
fabricadas. Por último, se hace mención de diversas herramientas de software comercialmente disponibles parael diseñador moderno de circuitos
de microondas.
PALABRAS CLAVE
Microondas, ondas milimétricas, líneas de transmisión, micro-fabricación,
micro-maquinado.
ABSTRACT
This paper discusses the main considerations involved with the design of
millimeter wave transmission lines, namely: losses and dispersion. A method
for extracting the losses of microwave transmission lines directly fromexperimental results is presented, as well as an analytical loss comparison of
ideal millimeter wave transmission lines. It also contains a discussion of
different transmission line architectures made with different materials, using micro-machining or micro-fabrication techniques, and ends with the
presentation of several software tools for the modern microwave designer.
KEYWORDS
Microwaves,milimeter wave, transmission lines, micro-fabrication, micromachining.
INTRODUCCIÓN
El término microondas se usa para describir ondas electromagnéticas en el
intervalo de frecuencias de 300 MHz a 300 GHz, las cuales corresponden a
longitudes de onda en espacio libre de 1 metro a 1 milímetro. El término ondas
milimétricas es comúnmente usado para las frecuencias en el intervalo de frecuencias de 30GHz a 300 GHz, porque su longitud de onda va de 10 mm a 1 mm.

Ingenierías, Abril-Junio 2004, Vol. VII, No. 23

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Líneas de transmisión para microondas en comunicaciones inalámbricas / Ignacio Llamas Garro

Las líneas de transmisión a frecuencias
milimétricas requieren bajas pérdidas y baja dispersión. Las pérdidas dependen de los materiales usados en su fabricación y se refieren a: laconductividad
[σ ] de los metales, la tangente de pérdida [tan δ ] de
los dieléctricos y la resistividad [ ρ ] de los
semiconductores. Las pérdidas dependerán de las
propiedades mencionadas y de la distribución del
campo electromagnético dentro de la línea de transmisión.
La mayoría de los sistemas de comunicación
llevan información en grupos de frecuencias, en
banda base o radiofrecuencia, por lo que es de
suma importancia que todas las frecuencias en el
punto de recepción sean una versión retardada de
las frecuencias transmitidas, lo cual implica que
todas las componentes del espectro de la señal
sean transmitidas con la misma velocidad de fase.1
Este no siempre es el caso; así, cuando la velocidad de fase es función de la frecuencia, entonces
se dice que la línea detransmisión es dispersiva,
debido a que la señal en el punto de recepción
será una versión dispersa en el tiempo de la versión transmitida. Las líneas de transmisión de al
menos dos conductores tienden a ser las que tienen menor dispersión, debido a que propagan un
modo transversal electromagnético [TEM o quasiTEM]2; sin embargo, la propagación electromagnética a través de varios materialesdieléctricos
con distintas constantes dieléctricas, εr, también
tiende a hacer a la línea de transmisión dispersiva.
Las guías de onda ilustradas en la figura 1, consisten en tubos de metal hueco, las cuales han sido
usadas extensivamente en los comienzos de la ingeniería de microondas y tienen claras desventajas; que
son: peso, costo, tamaño, un ancho de banda limitado
y son dispersivas, ya...