Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.1.1. Acopladores Direccionales
• Definición y parámetros S – – – – –
⎛ 0 ⎜ 0 S =⎜ ⎜ S31 ⎜ ⎝ S32
0
S31
0
S32
S 41 ⎞ ⎟ S42 ⎟ 0 ⎟ ⎟ 0 ⎠
S41 0 Red Pasiva de 4 accesos. S42 0 Accesos totalmente adaptados. S31 = S42 Recíproca. S32 = S41 2 2 2 2 Pasiva y sin pérdidas. S31 + S41 = S32 + S42 = 1 Tiene dos pares de accesos desacoplados
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3.1.1. Acopladores Direccionales.
• Definición y parámetros S. – Pérdidas de retorno. RLii (dB) = −20 log10 | Sii |= ∞dB
– Perdidas de Inserción (Se asocian al camino directo). ILi j (dB) = −20 log10 | Si j |= −20 log10 | S31 | i acceso directo de j
– Acoplamiento (Perdidas de inserción al acceso acoplado). Ci j (dB ) = −20 log10 | Si j |= −20 log10 | S 41 | , i acceso acoplado de j – Aislamiento (Pérdidas de inserción entre accesos desacoplados). ISOij (dB ) = −20 log10 (| Sij |) = ∞dB,i acceso desacoplado de j – Directividad. ⎛ Sij ⎞ i=acceso acoplado de j ⎟ = ISOkj − Ci j , D j (dB) = 20 log10 ⎜ ⎜ Skj ⎟ k=acceso desacoplado de j ⎝ ⎠ Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.1.1. Acopladores Direccionales.
• Definición y parámetros S
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3.1.1. Acopladores Direccionales.
• Definición y parámetros S
Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.1.1. Acopladores Direccionales.
• Definición y parámetros S
Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Hibridos – A.D. en el que idealmente I.L(dB)=C(dB)=3dB. – Tipos más utilizados. • Hibrido de 180 grados
⎛0 0 ⎜ 1 ⎜0 0 S= 2 ⎜1 1 ⎜ ⎝ 1 −1
1 1⎞ ⎟ 1 −1 ⎟ 0 0⎟ ⎟ 0 0⎠
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Hibridos. – Tipos • Hibrido de 90 grados
⎛0 0 1 j⎞ ⎜ ⎟ 1 ⎜0 0 j 1⎟ S= 2 ⎜1 j 0 0⎟ ⎜ ⎟ j 1 0 0 ⎝ ⎠ Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Aplicaciones: – Separación de onda incidente y reflejada • Permite medir los parámetros S de un dispositivo bajo medida.
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Aplicaciones: – Puente de Impedancias.
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3.1.1. Acopladores direccionales
• Aplicaciones: – Divisor de potencia mediante hibrido de 180 grados.
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3.1.1. Acopladores direccionales
• Aplicaciones: – Detector de fase.
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Implementación práctica. Tecnología guiada. – Acoplador de dos ranuras
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Implementación práctica. Tecnología guiada. – Acoplador de N+1 ranuras
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3.1.1. Acopladores direccionales.
• Implementación práctica. Tecnología guiada. – T mágica: Híbrido de 180º
Acceso Puerto 1
Acceso Puerto 4 Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.2. Líneas acopladas simétricas
• Teoría de líneas acopladas
Stripline
Microstrip
– Modelo Circuital.
Línea Transmisión Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
Línea Transmisión Acopladas 39
3.2.1. Teoría de líneas acopladas
• Características determinadas a partir de: Z0 =
υ=
con υ= υ=
L/C⎫ 1 ⎪ ⎬ Z0 = 1 υC ⎪ LC ⎭ 1
μ0 μr ε0εr 1
μ0 μr ε0εr
=
c L.T. dieléctrico homogéneo. εr
=
c L.T. dieléctrico no homogéneo. εref
Análisis: Aprovechamos las propiedades de simétrica
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3.2.1. Teoría de líneas acopladas
• Caso Par (PS→PM)
Z 0e =
Le 1 = e e υ C1 C
υe =
c e εref
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3.2.1. Teoría de líneas acopladas
• Caso Impar (PS→PE)
Z0o =
Lo 1 = o o υ (C1 + 2C2 ) C
υo =
c o εref
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3.2.1. Teoría de líneas acopladas.
• Stripline
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3.2.1. Teoría de líneas acopladas.
• Microstrip
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3.2.2. Diseño de un A.D. direccional con líneas acopladas
• Implementación
Si Z0 e Z 0 o = Z 0 2 y υ e = υ o entonces una L.T. acoplada de longitud l se comporta como un A.D cuya matriz de dispersión es: ⎛ 0 ⎜ S S = ⎜ 21 ⎜ S31 ⎜ ⎝ 0 con α =
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3.2.3. Diseño de un inversor con líneas acopladas.
• Diseño del inversor S11 ≈ (1 − 2α 2 )e − j 2φ ' S 21 ≈ 2 jα 1 − α 2 e − j 2φ ' 2 α2 K −1 1− J = ⇒J = (1 − 2α ) = 1−α 2 K +1 1+ J 2
φ ' = β 'l ≈ π / 2 2
Z 0e = 1 + J + J 2
Z 0o = 1 + J − J Redes pasivas de microondas de más de dos accesos.
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3.3. Transductor Ortomodo (OMT)
• Objetivo: Trabajar con dos ortogonales de forma simultánea.
polarizaciones
– Normalmente se fabrican en tecnología guiada
• Red: – 4 accesos EM – 3 accesos físicos.
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3.3. Transductor Ortomodo (OMT)
• Realización física
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3.3. Transductor Ortomodo (OMT)
• Matriz de dispersión. ⎡ 0 ⎢ ⎢ 0 S = ⎢ − jφ pol 1 ⎢e ⎢ ⎣ 0
− jφ pol 1
0
0
0
− jφ pol 2
0
0
0
− jφ pol 2
0
0
0
e
e
e
⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
• Ejemplo aplicación: Elección de la polarización del LNB de un sistema de distribución de TV via satélite.
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3.4. Multiplexores
• Objetivo: Separar/combinar los distinos canales de una señal multiplexada en frecuencia
• Ejemplo: Diplexor (Mux 2:1)
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Multiplexores
• Medidas
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3.4. Multiplexores
• Tecnologías de fabricación: – 1) Circuladores+Filtros – 2) Acopladores direccionales+filtros – 3)Manifold (Brazo común desde el que se distribuye la señal).
• Comparativa tecnologías Tipo
Ampliar Modificar
1
Fácil
2 3
/ Perdidas Inserción
Manejo Potencia
Tamaño/ Peso Coste
Medias
Media
Medio
Medio/ Bajo
Fácil
Bajas
Elevada
Grande
Medio
No
Muy Bajas
Elevada
Reducido
Alto
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