TECNICAS DE ACOPLE Muñoz Claudia 20052005053, Piñeros John Fredy 20061005100.
Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Resumen — El El
siguiente informe muestra las diferentes formas de acoplamiento que se empleanuna forma de acoplamiento por medio del stub doble y un método de acoplamiento llamado transformador de λ/4, en el cual se
trataran dos formas de acoplamiento: Binomial y Chebyshev. Palabras claves — Transformador λ/4, acople, stub doble.
de un stub doble. Acoplar una carga resistiva por medio del transformador λ/4 para tres secciones.
Abstract — The following inform show a form of couple a
Acoplar una carga resistiva por medio del transformador λ /4 para tres secciones utilizando el método binomial. Acoplar una carga resistiva por medio del /4 para tres secciones utilizando el transformador λ método Chebyshev.
short transmission line
III. MATERIALES Index term — Input impedance, transmission line.
I. INTRODUCCIÓN l acople de impedancias permite que se transfiera la máxima potencia a la carga, independiente de que tipo sea, esto se logra por medió de un stub conectado en paralelo a la carga, logrando hacer que la impedancia de entrada vea la carga, y que la carga vea la impedancia de entrada. De igual forma evita que sobre la línea de transmisión se presenten reflexiones reflexiones de la señal.
E
Software para simular IV. MARCO TEÓRICO
STUB SENCILLO Una forma de acoplar impedancias en una línea de transmisión es utilizando los llamados STUBS. Un STUB es una porción de línea de transmisión que termina termina en corto o en circuito abierto
A continuación se muestra el proceso para diseñar un Stub sencillo, también los datos obtenidos en la medición en el laboratorio al implementar el Stub sencillo que se diseñó utilizando la impedancia de entrada de la práctica de laboratorio. Esto con el objetivo ob jetivo de obtener los valores de las longitudes para la línea de transmisión, la longitud del Stub y el ROE.
Figura 1. Stub en corto circuito y circuito abierto.
En un Stub en corto Z L = 0, por lo que: II. OBJETIVOS A. Objetivo general
Acoplar una carga en una línea de transmisión corta.
Z IN
jZc jZc tan l
Para Stub en corto circuito
En un stub en circuito abierto, Z L = ∞, entonces Z IN jZc jZc cot l Para Stub en circuito abierto Es decir que los Stubs son realmente elementos reactivos puros a frecuencias altas.
B. Objetivos específicos
Acoplar una carga resistiva y reactiva por medio
Un stub en corto: reactancia inductiva
Un stub abierto: reactancia capacitiva Para acoplar impedancias en una línea de transmisión estos elementos se los usa en paralelo.
Con los datos obtenidos de las longitudes se realizan las simulaciones respectivas para corroborar los cálculos.
Figura 2. Circuito para acoplar por medio de un stub sencillo.
En esta situación, para el acoplamiento es necesario conocer los valores de l y d que deben ser valores fijos para un acoplamiento a una frecuencia determinada. Para realizar estos cálculos es necesario utilizar la carta de SMITH.
Figura 3. Circuito de acoplamiento con stub sencillo.
V. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA Y DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Se calibra el analizador de redes con el kit de calibración y se ajusta a una frecuencia de 75MHz. Posteriormente se procede a ponchar un segmento de cable coaxial con la longitud física que está determinada por la longitud eléctrica calculada en la carta Smith, la cual se encuentra anexada al final. Admitancia normalizada de la carga: ( )
Admitancia normalizada de entrada: ( )
Para hallar la longitud de la línea de transmisión se realiza la diferencia:
Basándose en la carta Smith se halla el la longitud del stub sencillo (d), la cual elimina la parte reactiva de la admitancia de entrada hallada en la carta Smith. Inicialmente se pretendía manejarlo en corto circuito, pero la longitud era mayor que de la línea de transmisión, por lo tanto se procedió a calcular la longitud en circuito abierto.
Tabla 1. Datos simulación impedancia de entrada.
Como se observa en la tabla 1, a una frecuencia de 75MHz, la impedancia de entrada es aproximadamente igual a la impedancia característica, y la parte reactiva es muy pequeña.
VI. ANALISIS DE RESULTADOS En la práctica la impedancia de entrada dio aproximadamente (54.9+j3.94) Ω y el ROE 1.2, esto se
Tabla 2. Datos simulación VSWR.
A la frecuencia de trabajo el ROE es aproximadamente igual a 1.
debió a que las longitudes de la línea de transmisión y del stub, no se cortaron a la medida exacta calculada anteriormente, en especial la línea de transmisión, por lo tanto es en especial a este factor que las mediciones tomadas en el laboratorio tienen un error considerable con respecto a los cálculos teóricos y simulados. Se intentó cortar la longitud del stub, para intentar mejora la medición pero la medición del ROE no variaba, por lo tanto se dejó la medición presentada, puesto que era más difícil cortar la línea de transmisión y volver a ponchar. A pesar de que la medición no es precisa, se pudo observar como tal el concepto del funcionamiento del stub sencillo para acoplar impedancias en una línea de transmisión corta. VII. CONCLUSIONES
Figura 4. Simulación comportamiento VSWR a diferentes frecuencias.
El fácil manejo de la carta Smith permite realizar los cálculos de una forma rápida para hallar las longitudes de la línea de transmisión y del stub y así poder realizar el acoplamiento. El método de acoplamiento del stub sencillo es practico, sencillo de implementar y de una precisión aceptable. Para un mejor acoplamiento es necesario tener los elementos adecuados y de precisión considerable, para poder tener las longitudes adecuadas. VIII. BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS
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Tabla 3. Datos simulación RHO.
En la anterior tabla se observa el comportamiento del coeficiente de reflexión, para la frecuencia de 75MHz, es aproximadamente cero.
Rodolfo Nery Vela, “Líneas de transmisión” 1999. Interamericana Editores S.A. Capítulo 2, pag31 -110 . Kraus Jhon D., Fleisch Daniel A., “Electromagnetismo con Aplicaciones” 2000, Edición 5, capitulo 3 .
