Transformador lambda/4 multisección binomial y chebyshev

Práctica 5: Acople con Transformadores Multisección
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Vivian Carolina Mendoza Barón 20081005063 caro_160590@hotmail.com, Erika Sofía Zutta García 20081005024 fullmoonheart@hotmail.com, Jhonattan Leonardo Gantiva Rodríguez 20081005056 lioncol1991@hotmail.com

Abstract—The development of this work involves the design of a coupling between a loadimpedance and the generator, using one of the existing techniques, multi-section transformer, this design will be done by two different methods, wich are the binomial transformer and the Chebyshev transformer, and finally a comparison between them will be done by observing their most important differences.
Index Terms— Transmission line, Impedance, Admittance, Frequency, Transformersλ/4: Dark MoonSide, Impedance Match, Load, Multi-section, Binomial, Chebyshev.
I. Introducción
E
L acoplamiento entre dos impedancias se puede realizar empleando segmentos de líneas de transmisión en diferentes configuraciones. Para que exista una máxima transferencia de potencia de la señal transmitida desde una fuente o generador hacia una carga, es posible diseñar una red de acoplamiento deimpedancias con líneas de microcinta, y de esta manera reducir la relación de onda estacionaria de voltaje VWSR en el circuito. Esta red de acoplamiento mediante tramos de línea, debe presentar una impedancia y una longitud eléctrica tal, que transforme la impedancia de la carga a la de la fuente.
II. Objetivos
A. Objetivo General
Diseñar un acople de impedancia utilizando transformadoresmultisección sobre tecnología microstrip.
B. Objetivos Específicos
* Acoplar una carga resistiva ZL=75Ω a una Zg=50Ω con transformadores multisección Binomial y Chebyshev.
* Diseñar las secciones del acople con las impedancias calculadas sobre tecnología de microcintas.
* Realizar la simulación de los acoples utilizando herramientas de análisis electromagnético para el modeloplanar.
* Analizar la respuesta en frecuencia de los acoples diseñados
* Utilizar métodos de optimización en la herramienta de Software para mejorar la respuesta del acople.
III. Materiales
* Software de Simulación Ansoft Designer 1.1.
* Cartas de Smith
IV. Marco Teórico
El transformador de longitud eléctrica λ4 es un circuito sencillo con el cual se busca garantizar lamáxima transferencia de potencia desde una fuente de energía electromagnética (o línea de transmisión) hacia una carga real (con componentes reactivos iguales a 0). Una característica importante de este circuito es que puede ser extendido a diseños multisección, de una manera metódica, para mejorar el ancho de banda.

Fig. 1. Acople de una carga real a la línea de transmisión con transformadorλ4.

Si la carga no es puramente real, podemos equilibrar el componente reactivo con una sección de línea de transmisión de longitud eléctrica acorde a dicha carga.

Fig. 2. Acople de una carga compleja a la línea de transmisión con transformador λ4.
Es muy importante tener en cuenta que el ancho de la línea de transmisión (microcinta) sea el adecuado, ya que en la sección del transformador sepresentan múltiples reflexiones que atenúan la señal generando perdidas, por lo que debe asegurarse que la geometría del transformador diseñado cumpla con la impedancia característica Z1 requerida en la línea, que debe ser la media geométrica entre la impedancia característica propia de la línea a la que se va a acoplar Z0 y la impedancia de la carga ZL (ésta ya convertida en puramente real), yque asegure que la suma de todas las reflexiones parciales sea cero para garantizar el acople:
Z1=Z0ZL (1)
A la frecuencia de diseño, f0, la longitud eléctrica del transformador es λ04, no siendo así para otras frecuencias, por lo que la línea ya no está perfectamente acoplada a tales frecuencias. La impedancia vista a la entrada de la sección es (teniendo atenuación en la línea α=0):...