microondas

ELEMENTOS ACOPLADORES, HÍBRIDOS Y
DIVISORES DE POTENCIA

Departamento de Teoría de la
Señal y Comunicaciones
Universidad de Sevilla

Microondas
CAPÍTULO I

DTSC

Introducción
En muchas aplicaciones de microondas se quiere dividir
o combinar potencia
tres o más puertos:

Universidad de Sevilla

Puerto de salida 1
Puerto de entrada
Puerto de salida 2

Los divisores depotencia: reparten la potencia entre los
puertos de salida. Normalmente reparten a partes
iguales (divisor de 3 dB).
Los acopladores: se pueden diseñar con relaciones de
división de potencia arbitrarias.
Los híbridos: reparten la potencia proporcionando
además un desfase de 90º ó 180º entre las salidas.
MICROONDAS

4º INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potenciaUniversidad de Sevilla

Reparten la potencia entre los puertos de salida:

MICROONDAS

4º INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potencia

Universidad de Sevilla

Propiedades de las redes de 3 puertos:

⎛ s11
⎜
[ S ] = ⎜ s21
⎜
⎝ s31

s12
s22
s32

s13 ⎞
⎟
Vi −
s23 ⎟ , con sij = +
Vj
⎟
s33 ⎠

Vk+ = 0 , ∀k ≠ j

9 parámetros.
Interesaría:
Red recíproca
matrizsimétrica.
Red sin pérdidas
matriz unitaria.
Todos los puertos adaptados
diagonal de ceros.
¿Podemos conseguirlo?

3 parámetros

NO
MICROONDAS

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Divisores de potencia

Universidad de Sevilla

Una red de tres puertos sin pérdidas y con todos los puertos
adaptados no es recíproca: circulador.

3

2
1
⎛ 0 0 1⎞
⎟
⎜
[ S ] = ⎜ 1 0 0⎟⎟
⎜
⎝ 0 1 0⎠

Generalmente se busca reciprocidad en los divisores
adaptan todos los puertos o se tienen pérdidas.
MICROONDAS

o no se

4º INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN

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Divisores de potencia: unión T

Universidad de Sevilla

Divisor de potencia de tres puertos, recíproco, sin pérdidas
de los puertos está desadaptado.

Z2

jB

Z3

Z1

MICROONDAS

4º INGENIERO DETELECOMUNICACIÓN

uno

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Divisores de potencia: unión T

Universidad de Sevilla

Unión T con guías rectangulares:

Plano - E

Plano - H

MICROONDAS

4º INGENIERO DE TELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potencia: unión T

Universidad de Sevilla

Ejemplos de simulación en 3D con SINGULA de Integrated
Engineering Software

MICROONDAS

4º INGENIERO DETELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potencia: divisor resistivo
¿Cómo conseguir adaptación en todos los puertos en la unión en
T?
añadiendo pérdidas.
2


Z0/3

Universidad de Sevilla

1
Z0

Z0/3



+
V1
–

Z0/3

+
V
–

Z2
Zin

Z3

+
V2
–

+
V3
–

Z0

3
Z0


⎛ 0 1 / 2 1 / 2⎞
⎜
⎟
[ S ] = ⎜ 1 / 2 0 1 / 2⎟
⎜
⎟
⎝1 / 2 1 / 2 0 ⎠

MICROONDAS

4º INGENIERODE TELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potencia: divisor Wilkinson
Dispone de elementos resistivos: ¿pérdidas?
Cuando los puertos de salida están adaptados, no presenta
pérdidas
sólo se disipa la potencia reflejada.

Universidad de Sevilla

Z0√2

Z0
λ/4

Z0

1

3

2Z0
λ/4

Z0√2

1
Z0

Z0

Z0

2

2Z0

Z0√2

2

MICROONDAS

3

4º INGENIERO DETELECOMUNICACIÓN

DTSC

Divisores de potencia: divisor Wilkinson
λ/4

Z0
Z

1

Z0

Eje de simetría

2Z0

Z
Z0

Universidad de Sevilla

3

2

Análisis modo PAR / modo IMPAR:
1

2
Z
2

2

+V2

Vg2

λ/4

1

+

r/2

Eje de simetría

+V1
r/2
Z

+V3

3

Resistencia dividida
en dos mitades iguales

1
+
Vg3

Puerto 1 dividido en
dos mitadesiguales
MICROONDAS

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Divisores de potencia: divisor Wilkinson
Vg 2 = Vg 3 = 2V

Análisis del modo PAR:

⇒ V2e = V3e
1

2
+V2e

Z

Universidad de Sevilla

2

+
2V

λ/4

r/2
Zine

1
C.A.

+V1e

C.A.

Análisis del modo IMPAR: Vg 2 = −Vg 3 = 2V

⇒ V2o = −V3o
1

2
+V2o

Z
2

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2V

λ/4

1

r/2
Zino...