Guía de onda Es un tubo conductor hueco, que generalmente es de sección transversal rectangular, o bien circular o elíptica, en el cual la dirección de la onda electromagnética debe ser principalmente conducida a lo largo de la guía y limitada en sus fronteras. La guía de onda opera en el rango de las frecuencias comúnmente llamadas como microondas (en el orden de los GH). Su construcción es de material metálico y su ancho de banda es extremadamente grande usado principalmente cuando se requiere bajas perdidas en la se ñal bajo condiciones de muy alta potencia. La estructura y el material de construcción de las guías de onda dependen de la frecuencia de las ondas que deben transportar. Para frecuencias del orden de las microondas son habitualmente sistemas abiertos o cerrados de conductores metálicos. A frecuencias ópticas se utilizan guía de onda dieléctrica.
Clasificación de las guías de ondas Guía de onda rectangular: se utiliza en sistemas de guías de ondas elípticas y circulares como conexión con la antena o con los equipos de radio. Esta formado por elementos como codos, ventanas de presión, twists, etc.
•
Guías de onda elíptica: es la recomendada para la mayoría de los sistemas de antenas en el rango de frecuencias entre 3.4 – 23.6GHz. Largas, continuas continuas y flexible, resulta menos costosa y mas fácil de instalar comparada con las guías rígidas. El ensamble se realiza cortando la guía de onda a la longitud especificada especificada y terminada con conectores.
•
Guía de onda circular: minimiza las atenuaciones y es particularmente recomendado para tramos verticales largos. Una sola guía de onda puede transportar dos polarizaciones con un aislamiento de 30dB. Las guías de ondas circulares son recomendadas para sistemas donde la baja atenuaron es critica o donde se necesite capacidad multibanda.
Guía de onda circular La guía de onda circular es por mucho la más común, pero esta es más utilizada para r adares y microondas. Minimiza las atenuaciones y es particularmente recomendada para tramos verticales largos. Una sola guía de onda puede transportar dos polarizaciones con un aislamiento de 30dB. Son recomendadas en sistemas donde la baja atenuación es critica o donde se necesite capacidad multibanda. La guía de onda circular son estructuras que consisten de un solo conductor. Se consideran muy ventajosas ya que a través de ella se pueden propagar tanto ondas polarizadas verticalmente como horizontalmente en la misma guía de onda.
Modos de operación Una guía de onda puede propagar, en teoría, un número infinito de tipos distintos de ondas electromagnéticas. Cada uno de estos tipos o modos presenta una configuración distinta de campos eléctrico y magnético. Cada modo tiene una frecuencia, debajo de la cual no se propagara. En general los posibles dos modos que se denominan son: Modo TE (Transversal Eléctrico), la componente del campo eléctrico en la dirección de la propagación es nula. Modo TM (Transversal Magnético), la componente del campo magnético el la dirección de la propagación es nula. Modo TEM (Transversal Electromagnético), la componente tanto del campo eléctrico como del magnético en la dirección de propagación es nula. Modo híbrido, son los que si tienen componentes en la dirección de la propagación tanto en el campo eléctrico como en el magnético.
Modos de propagación Los modos se designan según las direcciones que los campos eléctricos y magnéticos de la onda electromagnética asumen respecto de la dirección de propagación. Las ondas electromagnéticas viajan a lo largo de la guía de onda en diferentes configuraciones que son conocidos como modos de propagación. Existen estándares ya definidos para guías de onda circulares como TEmn para ondas eléctricas transversales y TMmn para ondas magnéticas transversales; en ambos casos, “m” y “n” son enteros y designan el numero de medias longitudes de onda de intensidad ya sea eléctrica o magnética, que existen entre cada par de paredes (m en el eje X y n en el eje Y). Modos de propagación
Instalación de guía de onda: La característica de una guía de onda se determina por su forma. En la instalación hay que tener sumo cuidado en evitar torceduras que pueda causar degradación en la transmisión. Las guías de onda deben ser izadas usando poleas y winch. Una vez izadas se utiliza la malla de izamiento como soporte en la parte superior. Las guías deben asegurarse a la torre con los kits de soporte. Se utiliza un soporte cada metro aproximadamente. El soporte se fija a la torre y la guía se asegura en su lugar de arriba hacia abajo. Para las curvas en las guías se utilizan herramientas especializadas. Entre la torre y la caseta se utilizan escalerillas para soportes de la guía.
Aterramiento: Las guías de onda deben conectarse a una buena tierra eléctrica, por medio de un kit de aterramiento en el tope, en la base de torre y en la entrada de la caseta. En áreas con mucha incidencia de rayo se considera un kit de aterramiento de 30 metros aproximadamente.
Presurización: La guía de onda debe presurizarse con aire seco o nitrógeno por el fin de evitar la humedad por consideración dentro de la guía.
Para alcanzar potencias a niveles de megavatios se pueden presurizar con gases especiales. El sistema de presurización consiste en mantener la presión de aire seco interior del cable o guía por encima de la presión atmosférica para evitar la penetración de humedad. El sistema tiene una auto realimentación de manera que mantiene el nivel de presión P0 en el entorno de 20 y 60 gr./cm2. En caso de falla de este nivel de presión se emite una alarma transmitida a distancia por el sistema de tele supervisión.
Ventajas y desventajas de una guía de onda: Ventajas Blindaje total, eliminando pérdidas por radiación. No hay pérdidas en el dieléctrico, pues no hay aisladores dentro. Las pérdidas por conductor son menores, pues solo se emplea un conductor. Son capaces de transportar mayores potencias que una línea coaxial de las mismas dimensiones Construcción más simple que un coaxial
Desventajas: La instalación y la operación de un sistema de GdO son más complejas. Considerando la dilatación y contracción con la temperatura, se debe sujetar mediante soportes especiales. Se debe mantener sujeta a presurización para mantener las condiciones de uniformidad del medio interior.
Mantenimiento de la guía de onda: Puesto que una guía de onda tiene naturalmente un cociente bajo de la pérdida, la mayoría de las pérdidas en un sistema de la guía de onda son causados por factores como: Los empalmes incorrectamente conectados o las superficies internas dañadas que pueden disminuir la eficacia de un sistema al punto que no trabajara en todos. Puesto que las guías de onda se hacen de un material suave, conductor, tal como cobre o aluminio, son muy fáciles de abollar o de deformar. Incluso puede causar ondas de la situación y, a menudo, la formación de arcos interna. Otro problema ocurre porque las guías de onda se hacen de un material conductor tal como cobre mientras que las estructuras de la mayoría de las naves se hacen del acero. Cuando dos metales disímiles, tales como cobre y acero, están en contacto directo, una acción eléctrica llamada electrolysis puede destruir totalmente la guia de onda en un periodo de tiempo relativamente corto. Por eso, cualquier inspección de un sistema de l a guía de onda debe incluir una inspección detallada de todos los
puntos de ayuda para asegurarse de que no esta ocurriendo la corrosión electrolítica. Cualquier guía de onda que se exponga al tiempo debe ser pintada y todos los empalmes sellados, evitando corrosión y humedad. La humedad puede ser uno de los enemigos peores de un sistema de la guía de onda. Por esta razón el cuidado se toma para asegurarse de que los sistemas de la guía de onda esta presurizados con el aire que es seco. La comprobación de la presión y del contenido de agua del aire de la guía de onda puede ser uno de tus deberes diarios del mantenimiento del sistema.
