PROGRAMA DETALLADO UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL NACIONAL EXPERIMENTA EXPERIMENTAL L POLIT CNICA DE LA FUERZA FUERZA ARMADA INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES ASIGNATURA L NEAS NEAS DE TRAN TRANSM SMIS ISII N HORAS TEORÍA PRÁCTICA LABORATORIO UNIDADES DE CRÉDITO 3
2
2
4
VIGENCIA
TURNO
2009
DIURNO
SEMESTRE 5to
C DIGO DIGO TLC-35314
PRELACIÓN ELN-35114
1.- OBJETIVO GENERAL Manejar con destreza los diferentes dispositivos y sistemas que per miten conducir energía electromagnética, sus características y comportamiento ante señales armónicas.
2.- SINOPSIS DE CONTENIDO UNIDAD 1: Principios y ecuaciones fundamentales de la línea de transmisión. UNIDAD 2: El caso armónico. UNIDAD 3: El caso armónico. La línea sin pérdidas. (1) análisis general. UNIDAD 4: El caso armónico. La línea sin pérdidas. (2) la línea de transmisión como eleme nto de circuito y adaptación de impedancias. UNIDAD 5: El caso armónico. La línea sin pérdidas. (3) diagramas. UNIDAD 6: El caso armónico. La línea con pérdidas. UNIDAD 7: Tecnología de líneas. 3.- ESTR ESTRATEG ATEGIAS IAS METODO METODOL L G CAS GENERA GENERALES LES Diálogo Didáctico Real: Actividades presenciales (comunidades de aprendizaje), tutoría y actividades electrónicas. Diálogo Didáctico Simulado: Actividades de autogestión académica, estudios independiente y servicio de apoyo al estudiante
ESTRATEGIAS DE EVALUACIÓN La evaluación de los aprendizajes del estudiante y en consecuencia, la aprobación de la asignatura, vendrá dada por la valoración obligatoria de un conjunto de elementos, a los cuales se les asignó un valor porcentual de la calificación final de la asignatura. Se sugieren algunos indicadores y posibles técnicas e instrumentos de evaluación que podrá emplear el docente para tal fin. Realización de actividades teórico-prácticas. Realización de actividades de campo. Aportes de ideas a la Comunidad (i nformación y difusión). Experiencias vivenciales en el área profesional Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, exposiciones, debates, etc. Actividades de Auto-evaluación Auto-evaluación / co-evaluación co-evaluación y evaluación del estudiante. estudiante.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Deducir el modelo matemático que sirve como herramienta para estudiar el comportamiento de las líneas de transmisión.
CONTENIDO ESTRATEGIASDE EVALUACI N BIBLIOGRAF A UNIDAD 1: PRINCIPIOS Y Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de ECUACIONES FUNDAMENTALES prácticas. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Realización de actividades de campo. DE LA LÍNEA DE TRANSMISIÓN. Chipman, Robert. (1968). Transmission Aportes de ideas a la Comunidad Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw 1.1 Introducción. Modelos y herramientas (información y difusión). Hill. de análisis.
Experiencias vivenciales en el área
1.2 Postulación del modelo de la línea de profesional
1.3 1.4
Analizar el comportamiento de las líneas de transmisión (voltajes y corrientes) ante una excitación cuya variación respecto al tiempo es de tipo armónico.
transmisión. Consideraciones respecto a la solución de las “Ecuaciones de los Telegrafistas”. La línea sin pérdidas. La línea no distorsionante. Consideraciones respecto a la energía para los casos sin pérdida y no distorsionante.
UNIDAD 2: EL CASO ARM NICO. 2.1 Solución estacionaria de la ecuación 2.2 2.3 2.4
diferencial de la línea con excitación sinusoidal. Aplicación de las condiciones de contorno a la solución hallada. Consideraciones respecto a la atenuación. Impedancia en cualquier punto de la línea. Coeficiente de reflexión de tensión.
Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. Actividades de Auto-evaluación / coevaluación y evaluación del estudiante.
Krauss, John y Fleish, Daniel. Electromagnetismo con (1999). Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Quinta Edición. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Campos y Duzer, Theodore. (1994)
Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera edición. Seshadri, S.R. (1971).
Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison Realización de actividades teórico prácticas. Realización de actividades de campo. Aportes de ideas a la Comunidad (información y difusión). Experiencias vivenciales en el área profesional Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. Actividades de Auto-evaluación / coevaluación y evaluación del estudiante.
– Wesley. Bianchi, Aldo. (1980). Sistemas de Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Chipman, Robert. (1968). Transmission Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw Hill. Krauss, John y Fleish, Daniel. Electromagnetismo con (1999). Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Quinta Edición. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Campos y Duzer, Theodore. (1994)
Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera edición. Seshadri, S.R. (1971).
Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison – Wesley. Analizar las características básicas de las ondas de voltaje y corriente de tipo viajero y estacionario a través del
UNIDAD 3: EL CASO ARMÓNICO. LA Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de LÍNEA SIN PÉRDIDAS. (1) ANÁLISIS prácticas. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Realización de actividades de campo. GENERAL. Chipman, Robert. (1968). Transmission
sin pérdidas.
3.1 Introducción. Especialización de las 3.2 3.3
3.4 3.5 3.6 Describir el funcionamiento de la línea de transmisión como elemento circuital en función de su longitud; siempre bajo excitación armónica.
(información y difusión). Hill. soluciones al caso de las líneas sin Experiencias vivenciales en el área Krauss, John y Fleish, Daniel. pérdidas. profesional Electromagnetismo con (1999). Velocidad de fase y longitud de onda. Realización de pruebas escritas cortas y Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Impedancia. largas, defensas de trabajos, Quinta Edición. Coeficiente de reflexión de tensión. exposiciones, debates, etc. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Análisis del voltaje y la corriente en Actividades de Auto-evaluación / co- Duzer, Theodore. (1994) Campos y función del coeficiente de reflexión de evaluación y evaluación del Ondas en Electrónica de tensión. estudiante. Comunicaciones. Editorial John Wiley & Ondas estacionarias. Relación de onda Sons. Tercera edición. estacionaria. Seshadri, S.R. (1971). Fundamentals El coeficiente de transmisión. La línea of Transmission Lines and con distintas cargas. Consideraciones Electromagnetic Fields. Editorial Addison respecto a la potencia. – Wesley. Energía eléctrica y magnética. Potencia y desadaptación.
UNIDAD 4: EL CASO ARMÓNICO. LA Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de LÍNEA SIN PÉRDIDAS. (2) LA LÍNEA prácticas. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. DE TRANSMISIÓN COMO Realización de actividades de campo. Chipman, Robert. (1968). Transmission ELEMENTO DE CIRCUITO Y Aportes de ideas a la Comunidad Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw (información y difusión). ADAPTACIÓN DE IMPEDANCIAS. Hill. Experiencias vivenciales en el área
4.1 Líneas en corto circuito (c.c.) y en profesional 4.2
4.3 4.4
circuito abierto (c.a.). Supresión de armónicas pares. Supresión de tercera armónica. Adaptación de impedancias mediante el transformador a constantes distribuidas. Adaptación mediante una línea en corto circuito dispuesta en paralelo. Adaptación mediante dos líneas en corto circuito dispuestas en paralelo.
Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. Actividades de Auto-evaluación / coevaluación y evaluación del estudiante.
Krauss, John y Fleish, Daniel. Electromagnetismo con (1999). Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Quinta Edición. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Campos y Duzer, Theodore. (1994)
Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera edición. Seshadri, S.R. (1971).
Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison – Wesley.
Emplear las cartas de Schmidt y Smith en el estudio gráfico de las líneas de transmisión bajo excitación armónica.
UNIDAD 5: EL CASO ARM NICO. LA Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de LÍNEA SIN PÉRDIDAS. (3) prácticas. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Realización de actividades de campo. DIAGRAMAS. Chipman, Robert. (1968). Transmission Aportes de ideas a la Comunidad Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw 5.1 Introducción. Diagrama cartesiano de (información y difusión). Hill. Schmidt para impedancias. Diagrama
Experiencias vivenciales en el área
Krauss, John
y
Fleish, Daniel.
5.2
polar de Smith de impedancias. Diagrama de Smith de admitancias. Descripción de las escalas que aparecen al pie del diagrama de Smith. Diagrama cartesiano y de Smith para el caso de resistencias negativas. Otros diagramas.
Realización de pruebas escritas cortas y largas, defensas de trabajos, exposiciones, debates, etc. Actividades de Auto-evaluación / coevaluación y evaluación del estudiante.
Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Quinta Edición. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Campos y Duzer, Theodore. (1994)
Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera edición. Seshadri, S.R. (1971).
Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison – Wesley. Aplicar las herramientas desarrolladas en los puntos previos en el estudio de las líneas de transmisión reales: líneas con pérdidas.
Manejar, en forma general, los distintos tipos de líneas de transmisión y las tecnologías empleadas en su construcción.
UNIDAD 6: EL CASO ARMÓNICO. LA Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de prácticas. LÍNEA CON PÉRDIDAS. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Realización de actividades de campo. Chipman, Robert. (1968). Transmission 6.1 La constante de propagación. Los Aportes de ideas a la Comunidad Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw gráficos de voltaje (V), de corriente (I) (información y difusión). Hill. y de impedancia (Z) para el caso con Experiencias vivenciales en el área Krauss, John y Fleish, Daniel. pérdidas. profesional Electromagnetismo con (1999). 6.2 El coeficiente de reflexión de tensión. Realización de pruebas escritas cortas y Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Consideraciones respecto a la potencia. largas, defensas de trabajos, Quinta Edición. La línea de bajas pérdidas. La potencia exposiciones, debates, etc. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van disipada en la línea de bajas pérdidas. Actividades de Auto-evaluación / co- Duzer, Theodore. (1994) Campos y 6.3 Necesidad de la adaptación de evaluación y evaluación del Ondas en Electrónica de impedancias. La pérdida de insección. estudiante. Comunicaciones. Editorial John Wiley & Uso del diagrama de Smith para la Sons. Tercera edición. línea con pérdidas. Seshadri, S.R. (1971). Fundamentals 6.4 Líneas en corto circuito y en circuito of Transmission Lines and abierto, de muy bajas pérdidas y de Electromagnetic Fields. Editorial Addison diversas longitudes. – Wesley. 6.5 Líneas de transmisión resonantes de muy bajas pérdidas. UNIDAD 7: TECNOLOGÍA DE Realización de actividades teóricoBianchi, Aldo. (1980). Sistemas de prácticas. LÍNEAS. Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Realización de actividades de campo. Chipman, Robert. (1968). Transmission 7.1 Tipos de líneas telefónicas y Aportes de ideas a la Comunidad Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw telegráficas. (información y difusión). Hill. 7.2 Frecuencias usadas en comunicaciones Experiencias vivenciales en el área Krauss, John y Fleish, Daniel. telefónicas y telegráficas. profesional Electromagnetismo con (1999). 7.3 El circuito fantasma. Realización de pruebas escritas cortas y Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. 7.4 Amplificadores telefónicos y largas, defensas de trabajos, Quinta Edición. repetidores. exposiciones, debates, etc. Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van
7.6 Líneas
de radiofrecuencia, características de los conductores y de los dieléctricos; líneas abiertas y coaxiales; guías de onda.
evaluación estudiante.
y
evaluación
del
Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera edición. Seshadri, S.R. (1971).
Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison – Wesley.
LABORATORIO PR CTICA No 1.ELEMENTOS Y EQUIPOS DE ALTA FRECUENCIA. Conocimientos de elementos y equipos de alta frecuencia. Descripción y exhibición de los elementos y equipos de alta frecuencia como son: conectores (UHF, BNC, N874, APC7), cables coaxiales (RG8, RG58, RG59, etc.), guías de onda (banda C y banda X), equipos de laboratorio y de campo. PRÁCTICA No 2. ESTUDIO DEL KLYSTRON REFLEX. Instalación de una línea de transmisión que permita una señal electromagnética: campo generado por un Klystron Reflex. PRÁCTICA No 3. MEDICIÓN DE FRECUENCIAS, LONGITUD DE ONDAS Y ATENUACIÓN. Estudio de la relación entre la frecuencia y la longitud de onda de una línea de transmisión. Medición de la atenuación. PRÁCTICA No 4. REFLECTOMETRÍA EN EL DOMINIO TEMPORAL: ESTUDIO Y MANEJO DEL TDR . Medición de la longitud de una línea. Determinación de una carga y la presencia de discontinuidades. PRÁCTICA No 5. PATRÓN DE ONDA ESTACIONARIA. Familiarización con la línea ranurada para identificar el patrón de onda estacionaria (ROE) en una línea. PRÁCTICA No 6. MEDICIÓN DEL ROE CON LA LÍNEA RANURADA. Medición de la relación de onda estacionaria (ROE) y la longitud de onda asociada en una línea de transmisión. Con la línea ranurada. PRÁCTICA No 7. MEDICIÓN DE IMPEDANCIAS CON EL PUENTE DE IMPEDANCIAS O SUBSTITUTO. Utilización del diagrama de Smith y medición de una impedancia desconocida. PRÁCTICA No 8. ESTUDIO DEL OSCILADOR GUNN. Familiarización con la operación del oscilador Guun y medición de algunas de sus características. PRÁCTICA No 9. ADAPTACIÓN CON EL SINTONIZADOR DE TORNILLO DESLIZANTE. Utilización del sintonizador de tornillo deslizante para adaptar una carga. PRÁCTICA No 10. MEDICIONES DE POTENCIA: INCIDENTE Y REFLEJADA. Utilización de los instrumentos de medida apropiados (puente bolométrico, medidor de potencia, etc.) para medir potencia en diferentes puntos de una línea. PRÁCTICA No 11. MEDICIONES DE ATENUACIÓN Y PÉRDIDAS DE INSERCIÓN. Determinación de las pérdidas y la atenuación en una línea.
BIBLIOGRAF A Bianchi, Aldo. (1980). Sistemas de Ondas Guiadas. Editorial Marcombo. Chipman, Robert. (1968). Transmission Lines. Serie Schaum. Editorial Mc Graw Hill. Krauss, John y Fleish, Daniel. (1999). Electromagnetismo con Aplicaciones. Editorial Mac Graw Hill. Quinta Edición. Campos y Ondas en Electrónica de Comunicaciones. Editorial John Wiley & Sons. Tercera Ramo, Simon; Whinnery, John R. y Van Duzer, Theodore. (1994) edición. Seshadri, S.R. (1971). Fundamentals of Transmission Lines and Electromagnetic Fields. Editorial Addison – Wesley.