UO1

“Año de la diversificación productiva y del fortalecimiento de la educación”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTÓNICA
INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES

INFORME PREVIO
LABORATORIO N°1: “GUÍAS DE ONDA”
CURSO: MICROONDAS (IT224)
PROFESOR: CÓRDOVA BERNUY, VÍCTOR ANDRÉS
ALUMNOS: RAYMUNDO CHAQUILA, LUIGI ABEL RAY 20120358D
GÁLVEZ LÍMACO, ÁNGEL MANUEL20122092A

Lima, 01 de septiembre de 2015.


1. GUÍA DE ONDA RECTANGULAR:
a. Desarrollo histórico:
La primera guía de onda fue propuesta por Joseph John Thomson en 1893 donde sugería propagar ondas electromagnéticas dentro de una cavidad metálica cilíndrica y experimentalmente fue verificada por O. J. Lodge en 1894. El análisis matemático de los modos de propagación de un cilindro metálico hueco fuerealizado por primera vez por Lord Rayleigh en 1897. Además Rayleigh logró demostrar que su análisis también era válido en las guías de onda rectangulares.
Después del trabajo de Lord Rayleigh, el mundo se olvidó de las posibles aplicaciones de las guías de onda hasta que en 1936, dos personas, trabajando independientemente, las redescubrieron. George C. Southworth (empleado de AT&T) publicó unartículo sobre las guías de ondas rectangulares. En la misma conferencia, W. L. Barrow (MIT) presentó otro artículo sobre las guías de ondas circulares.
Los sistemas de microondas generalmente utilizan guías de ondas o cables coaxiales como líneas de transmisión.
Las guías de ondas tienen la ventaja de poder manejar altas potencias con un mínimo de pérdidas, pero son caras y voluminosas. Los cablescoaxiales están limitados en la frecuencia máxima a la que pueden operar. Además, presentan la dificultad de que no es fácil conectarle otros componentes de microondas.
b. Ventajas de la guía de onda frente al cable coaxial:
Como el área superficial de las guías de onda es, por lo general, alta, se reducen las pérdidas óhmicas. En el caso de la transmisión utilizando dos hilos, las pérdidas tiene queser altas pues, después de todo, el área superficial de los hilos es reducida. En el caso del cable coaxial, aunque alta, el área de superficie del conductor central es muy reducida. Más aún, a las frecuencias de microondas, como resultado del efecto “skin”, el área de superficie efectiva del conductor central se reduce todavía más.
En las guías de ondas los campos eléctrico y magnético estánconfinados dentro de la estructura de la guía, por lo que las pérdidas por radiación se minimizan.
Las guías de ondas pueden manejar una mayor cantidad de potencia que las líneas de transmisión coaxiales del mismo tamaño. La capacidad de manejo de potencia está directamente relacionada con la distancia entre los conductores.
c. Desventajas de la guía de onda frente al cable coaxial:
El tamaño de lasguías de ondas es un problema. El ancho de una guía de onda deberá ser por lo menos /2 metros. Esta consideración prácticamente elimina la posibilidad de utilizar guías de ondas cuando las frecuencias están por debajo de 1 GHz. La frecuencia más baja a la que una guía de ondas puede operar está definida por las dimensiones físicas de la guía de ondas.
Las guías de ondas son difíciles de instalar.Requieren de conectores y acoples especiales.
Hay veces que, para reducir el efecto “skin”, se le aplica al interior de las guías de ondas un enchape de plata o de oro. Esto aunque disminuye las pérdidas, encarece las guías de ondas.
Excepto a las frecuencias de microondas, las guías de onda son imprácticas y demasiado costosas.
d. Fabricación de la guía de onda rectangular a partir de las líneasparalelas:
Consideremos una línea de transmisión que consiste de dos hilos en paralelo suspendidos por dos aisladores, tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1: Dos hilos en paralelo suspendidos por dos aisladores.
Para que la línea de transmisión funcione adecuadamente, los dos aisladores que sujetan los hilos deberán presentar alta impedancia a tierra. Si los aisladores presentaran baja...