practica 4 microondas unam

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA
DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

LABORATORIO DE DISPOSITIVOS DE
MICROONDAS I

GRUPO: 6

PRACTICA 2
Práctica 4: Investigación de los modos de propagación en
la guía de onda rectangular. Simulación de la
discontinuidad “ventana resonante” en la guía de onda
rectangular.
Alumnos:
Amacosta Reyes Omar Osvaldo
Pérez Garrido Ramón

Fecha de entrega: 17/04/2015Introducción
El modo transversal de un frente de onda electromagnética es el perfil del campo
electromagnético en un plano perpendicular (transversal) a la dirección de propagación del
rayo. Modos transversales ocurren en las ondas de radio y microondas confinadas en una
guía de ondas como también la luz confinada en una fibra óptica y en el resonador óptico
de un láser.
Los modos transversales son debidosa las condiciones de frontera impuestas por la guía
de ondas. Por ejemplo una onda de radio que se propaga a lo largo de una guía hueca de
paredes metálicas tendrá como consecuencia que las componentes del campo eléctrico
paralelas a la dirección de propagación (eje de la guía) se anulen, y por tanto el perfil
transversal del campo eléctrico estará restringido a aquellas ondas cuya longitud deonda
encaje entre las paredes conductoras. Por esta razón, los modos soportados son
cuantizados y pueden hallarse mediante la solución de las ecuaciones de Maxwell para las
condiciones de frontera adecuadas.
Los modos transversales son clasificados de la siguiente manera:




Modos TE (Transversal Eléctrico) no existe ninguna componente del campo
eléctrico en la dirección de propagación.
Modos TM(Transversal Magnético) no existe ninguna componente del campo
magnético en la dirección de propagación.
Modos TEM (Transversal Electromagnético) no existe ninguna componente del
campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.

La figura muestra el corte transversal de una parte
de una guía de onda rectangular con dimensiones a
y b. Si en el espacio interior de la guía de onda secolocan obstáculos en forma de diafragmas, estos
variarán la distribución de los campos. Estos
componentes son llamados reacitvos y afectan las
líneas de campo E y H en el punto donde se
coloquen, y según sea la posición generan un
efecto inductivo, capacitivo o resonante. Dentro de
los componentes reactivos se encuentran las
ventanas y postes, los cuales pueden ser inductivos
o capacitvos.
Lasventanas resonantes también se emplean para
obtener circuitos resonadores a lo largo de la línea
de transmisión, en la figura a la izquierda se puede
observar una ventana resonante con su circuito
equivalente.

Objetivos
1) Visualizar los modos de propagación en la guía de onda rectangular.
2) Conocer y entender las distribuciones de los campos correspondientes a los diferentes
modos de propagación.
3)Entender las propiedades de la discontinuidad “ventana resonante”
4) Aprender a desarrollar los circuitos equivalentes para las discontinuidades simples.

Desarrollo
Solución del problema.
1.- Calcular las frecuencias de corte de los primeros siete modos en la guía de
onda estándar WR-19.
La guía de onda WR-19 cuenta con las siguientes características:
Frecuencia
40-60 GHz

Guía de onda
WR-19Banda
U

Dimensiones [mm]
4.7752 x 2.3876

Dónde:
a=4.7752 mm
b=2.3876 mm

Los siete modos principales son los siguientes:

Para calcular la frecuencia de corte en la guía de onda WR-22 se hace uso de la
siguiente fórmula:
𝑓𝑐 𝑚, 𝑛 = 𝑐√(𝑚/2𝑎) 2 + (𝑛/2𝑏)2

Esta fórmula es la misma para el modo TE y el modo TM por lo que se ocupara la
misma fórmula para ambos casos.

𝑚

1

𝑠

2(4.7752𝑚𝑚)

𝑚

1

𝑚

1𝑠

2(2.3876𝑚𝑚)

𝑚

2

𝑠

2(4.7752𝑚𝑚)

𝑚

1

𝑠

2(4.7752𝑚𝑚)

𝑓𝑐1,0 = 3 ∗ 108 ( ) √(

2

) = 31.4122 𝐺𝐻𝑧

2

𝑓𝑐2,0 = 3 ∗ 108 ( ) √(
) = 62.8245 𝐺𝐻𝑧
(4.7752𝑚𝑚)
𝑠

𝑓𝑐0,1 = 3 ∗ 108 ( ) √(

𝑓𝑐2,1 = 3 ∗ 108 ( ) √(

𝑓𝑐1,1

= 3 ∗ 10 ( ) √(
8

2

) = 62.8245 𝐺𝐻𝑧

2

) +(

1

2(2.3876𝑚𝑚)

2

) +(

1

2(2.3876𝑚𝑚)

2

) = 88.8473 𝐺𝐻𝑧

2

) = 70.24003 𝐺𝐻𝑧

2.- Calcular las dimensiones aproximadas de la...