Crf Secc2 7 Presentacion3

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DEL TÁCHIRA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA COMUNICACIONES DE RADIO FRECUENCIA

LÍNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS. CARTA DE SMITH.

Annabel Rondón CI: V17.646.872 Sección: 2 Nro. San Cristóbal, Mayo del 2008. 7

LÍNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS 

Cuando la carga que se conecta a una línea es diferente que su impedancia característica existe desacople de impedancias



Cuando una línea de transmisión se halla correctamente acoplada, la impedancia tiene un valor constante en cualquier punto de su longitud, es decir, las amplitudes de tensión y corriente son constantes a lo largo de toda la línea. Pero si la línea no se halla correctamente acoplada, aparecen en ella ondas estacionarias de tensión y corriente

LAS ONDAS ESTACIONARIAS EN LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN

LÍNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS 

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PROPIEDADES ELÉCTRICAS Y FÍSICAS DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN

A LO LARGO DE LA LÍNEA Z LA TENSIÓN VA A CAMBIAR A MÁXIMOS Y MÍNIMOS DE MANERA PERIÓDICA A 2ΒZ

O

M MÁXI MÍNIM

O

LÍNEAS DESACOPLADAS Y ONDAS ESTACIONARIAS 



VSWR en español ROE, mejor conocida como Razón de Onda Estacionaria

Línea desacoplada y lugar geométrico del coeficiente de reflexión asociado con la onda estacionaria de voltaje. El desplazarse hacia el generador equivale a girar en el sentido de las manecillas del reloj en el plano complejo.

REFLEXIONES EN EL GENERADOR

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La impedancia de entrada Zi será igual Zo si la línea esta acoplada con la carga (Zl= Zo); pero si no hay acoplamiento Zi será función de la combinación entre Zo y Zl.



Para una línea sin perdidas:



La conexión ideal para que se le entregue máxima potencia a la línea y no haya reflexiones es que:

Z = Zo = Z R

L

MATRIZ DE TRANSMISIÓN



Si consideramos una línea sin perdidas, tenemos que

VOLTAJES Y CORRIENTES EN FUNCIÓN DE LAS VARIABLES DE ENTRADA

Donde:



Si consideramos una línea sin perdidas, tenemos que

LA CARTA DE SMITH 

La carta de Smith es un tipo de nomograma, que muestra cómo varía la impedancia compleja de una línea de transmisión a lo largo de su longitud. Se usa frecuentemente para simplificar la adaptación de la impedancia de una línea de transmisión con su carga.

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La carta de Smith es un diagrama polar especial que contiene círculos de resistencia constante, círculos de reactancia constante, círculos de relación de onda estacionaria constante y curvas radiales que representan los lugares geométricos de desfase en una línea de valor constante; se utiliza en la resolución de problemas de guías de ondas y líneas de transmisión.

LA CARTA DE SMITH La carta de Smith es una relación gráfica entre la impedancia de entrada normalizada y el coeficiente de reflexión del voltaje en el mismo punto de la línea, y los que utilizan la carta se evitan los laboriosos cálculos con números complejos para conocer la impedancia de entrada a la línea o el coeficiente de reflexión, por lo que son de mucha utilidad en el acoplamiento de las líneas de transmisión y en el cálculo del inverso de un número complejo. 

LA CARTA DE SMITH 

Círculos de la resistencia normalizada R, sobre el plano complejo u-jv del coeficiente de reflexión

Impedancia Normalizada:

Coeficiente de Reflexion:

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Círculos de la reactancia normalizada X, sobre el plano complejo u-jv del coeficiente de reflexión

PERDIDAS EN UNA LÍNEA Y EFICIENCIA DE TRANSMISIÓN DE POTENCIA 

Toda línea de transmisión tiene pérdidas. Hay situaciones (larga distancia) en las que es necesario tomar en consideración el efecto del coeficiente de reflexión, la impedancia de entrada, y la potencia que finalmente es entregada a la carga.

¿Qué efecto puede tener el hecho de que sobre el coeficiente de reflexión de voltajes?

USO DE LA CARTA DE SMITH PARA LÍNEAS CON PERDIDAS. La impedancia normalizada: Para una línea sin perdidas: Si añadimos un efecto de atenuación de

Por lo tanto: 

(perdidas)

Y se mantiene:

Es posible trabajar sobre la misma carta de Smith diseñada para líneas sin perdidas, haciendo los ajustes necesarios, aunque se requiere a altas frecuencias, la atenuación de la línea y su corta longitud son tales que permiten analizarla como si no tuviese perdidas.

ACOPLAMIENTO DE UNA SECCIÓN Para altas frecuencias, la atenuación de la línea y su corta longitud son tales que permiten analizarla como si ni tuviese perdidas. Bajo esta consideración, el factor que influye sobre la eficiencia de transmisión de potencia a la carga es el grado de desacoplamiento que haya entre esta y la impedancia característica de la línea



ACOPLAMIENTO DE IMPEDANCIAS

Para acoplar una línea hay varias opciones: (b)intercalando el tramo λ/4 de impedancia característica Za, a una distancias Ia de la carga. (c)conectando en paralelo un Stub de longitud L1 a una distancia l1 de la carga (d)conectando dos Stubs en paralelo (e)empleando tres Stubs

ACOPLAMIENTO DE UNA SECCIÓN Pero ahora veamos como se puede aprovechar una línea de λ/4 como adaptador o acoplador de impedancias. Este método es sencillo y se puede emplear especialmente cuando la carga es resistiva. Sin embargo si la frecuencia cambia, su longitud ya no será exactamente λ/4. Por lo tanto, el método es sensible a los cambios de frecuencia.

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Si la línea tiene una sección λ/4: Por lo tanto:



Como Zo es real, se observa que una línea que mida λ/4 se comporta como un inversor de impedancias, pues a la entrada se ve el inverso de Zl multiplicado por un factor real.

USO DE LA CARTA DE SMITH EN SU FORMA DE ADMITANCIAS

ACOPLAMIENTO CON UN EQUILIBRADOR REACTIVO (STUB) 

El equilibrador reactivo debe compensar o equilibrar la susceptancia de la carga transferida con su propia susceptancia de entrada. Conforme uno avance desde la carga hacia el generador, habrá una l1 para la cual Si en ese lugar se une un Stub en paralelo cuya admitancia de estrada valga . entonces, la admitancia de entrada total será: Y la línea estará acoplada.

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Otra forma es usando admitancias normalizadas y la carta de Smith, en cuyo caso se requiere: