Divisor de Potencia de Wilkinson Christian Campoverde, Antonio Lara Universidad Técnica Particular de Loja Microondas 1101608, Loja – Ecuador
Abstract
In this paper were shown a
no están aisladas entre sí. Wilkinson desarrolló
divider wilkinson both theoretically and
un divisor de potencia capaz de dividir la
mathematically, it has been a tool used for
potencia que incide por la puerta de entrada en
the simulation of which is Microwave.
N fracciones que saldrán por las puertas de
The characteristics of the power divider are
salida, proporcionando un aislamiento entre
also included in addition to a complete
estas puertas. El principal distintivo del divisor
analysis for the design of a divider wilkinson,
Wilkinson es el uso de resistencias conectadas
in which the power output ports will be half
entre las puertas de salida.
the total power output at each port
Cuando los puertos de salida están cargados con
–
las llamadas “impedancias
I. INTRODUCCIÓN “ El
Divisor de potencia Wilkinson es una
clase específica de divisor de potencia que puede lograr el aislamiento entre los puertos de salida, manteniendo al mismo tiempo una condición corresponde en todos los puertos. el diseño puede ser utilizado también como un combinador de potencia, ya que está compuesto de componentes pasivos y, por tanto, recíproca. Publicado por primera vez por Ernest J. Wilkinson en 1960 este circuito se encuentra en el amplio uso de frecuencias de radio que utilizan los sistemas de comunicación de múltiples canales desde el alto grado de
de diseño (Z0)”, no
circula corriente por la resistencia R, por lo que no
aparecen
dispositivo.
pérdidas En
impedancias
el
distintas
disipativas
caso a
de las
en
cargar
el con
“impedancias
apropiadas”, parte de la potencia reflejada será absorbida por la resistencia y parte irá a la puerta de entrada pero nunca a las otras puertas de salida. En su forma más simple, la misma amplitud, dividido
en
dos
sentidos,
de
una
etapa
Wilkinson se muestra muestra en la figura 1. Las líneas de transmisión transmisión
son de cuarto de longitud de
onda de los transformadores de impedancia 1.414xZ0 “ [1]
aislamiento entre los puertos de salida evita interferencias entre los canales individuales.
II. CARACTERÍSTICAS DEL DIVISOR DE POTENCIA DE WILKINSON FIGURA 1.
Según la teoría de microondas, una red de tres puertas pasiva, recíproca y sin pérdidas no puede estar completamente adaptada. En un divisor con líneas además las puertas de salida
“La figura 1 expresa la forma en que el divisor Wilkinson
funciona
como
un
divisor
de
potencia: cuando una señal ingresa en el puerto 1,
en el que se divide en igual amplitud, la
igualdad de la fase de salida de las señales es en
IV. DIVISOR DE POTENCIA WILKINSON EN
los puertos 2 y 3. Desde cada extremo de la
MICROCINTAS.
resistencia hay aislamiento entre los puertos 2 y
5.8 GHZ
3 está en el mismo potencial, no hay flujos de corriente a través de él y, por tanto, la
Utilizando Microwave un simulador para este
resistencia se le desconecta de la entrada.. El
tipo de diseños se desarrollo la construcción de
puerto de salida de dos terminaciones que añadir
un divisor de potencia de wilkinson.
en paralelo en la entrada, por lo que deben transformarse para cada 2xZ entrada para combinar a la Z
0
en el puerto de
0.
.la impedancia
combinada de las dos salidas en el puerto 1 sería Z 0 / 2. La impedancia característica de la cuarta parte de longitud de onda en líneas debe ser igual a 1.414xZ
0
para que la entrada se iguala
cuando los puertos 2 y 3 se termina en Z0. “[2]
.III. DIVISOR IDEAL Este divisor no es con microcinta, es la representación ideal del divisor de potencia de wilkinson a una frecuencia de 5.8 GHz.
Respuesta de Frecuencia de un divisor de Grafica de frecuencia vs potencia
Wilkinson Equitativo.
ℰ =
Diseño en 3D
60 0
2
r
En el diseño en Microwave Office se utiliza como uniones, curvas biseladas, en el que M se calcula de la siguiente manera:
− =
Divisor de Wilkinson
microcinta estan dadas por los parametros de la
dielectrico efectivo
y la constante del
y en base a estas se
puede calcular los siguientes parametros necesarios para el diseño. Para el presente trabajo se utilizan las siguientes constantes : Permitividad relativa
ℰ
r=
ℰ ℰ Ω ≥ ℰ
×
/ )”[3]
= 2.5
r
“Las caracteristicas de trasmision de una
^( ( .
FORMULAS DESARROLLADAS
V. FUNDAMENTO MATEMÁTICO
impedancia caracteristica
+
T = 0.05 mm r nominal
= 5.8
0
ℰ
60 0
Permitividad relativa nominal r nominal = 2.5 Ancho T = 0.05mm
= 0.75 mm
= 50
=
2.5
= 2.5
=
2
r
6592.170 79.05
= 7.49
Luego se calcula el ancho de la microcinta, que está definida por la frecuencia de trabajo. Se
− − − ℰ ℰ− − − ℰ =
2
B
1
ln 2
× ln
0.61 r
Para calcular B se aplica:
= B − 1− ln2− 1 + ℰ ℰ− × ln− 1 + 0.39 − ℰ 2
emplea la siguiente fórmula:
1 +
r
2
1 + 0.39
r
r
1
2 r
1
0.61 r
= 0.64
− − − − − − 7.49
+
1
ln 2 × 7.49 2.5 1
1
5
× ln 7.49
1 + 0.39
− =
+
×
/ )
= 52 + 7.59
=
0.61
^( ( .
59.59 100
= 0.59
VI. CONCLUSIONES
2.5
- Los datos
= 2.85 = 2.85 = 2.13
× 0.75
para el calculados
en el
presente trabajo tienen un 1% de error
respecto a los que se pueden obtener con la herramienta
Txline
de
Microwave
Office,este error se puede verificar en las graficas.
− =
+
+
×
+
- Las longitudes de los puertos no influyen en el resultado de la grafica, pero para los transformadores de cuarto de onda, se tiene que
modificar
para
que
cumpla
esta
longitud.
ℰ ℰ
re
re
= 1.75 + 0.75 ×
5.22
- las formulas empleadas son consideradas para el caso en que el grosor de la microcinta no influye, para frecuencias mayores se aconseja utilizar formulas que
= 2.078
sean más exactas.
=
ℰ
300 ×
= 35.88
4
1
re
VII . REFERENCIAS. [1] www.wikipedia.org/Wilkinson_power_divider.
[2]INDER, Bahl , Lumped elements for RF and Microwave Circuits.,pgs 162 – 163.
= 8.92
[3]Jia-Shen Hong and M.J. Lacaster, Microstrip filters for Rf /microwave applications, pgs 7781
