LÍNEAS DE TRANSMISIÓN

Introducción

Como es sabido, es muy común el uso de líneas de transmisión para la realización de una señal de RF desde una antena a un receptor. Un ejemplo bien conocido es el receptor de televisión, que tiene un cable (paralelo) conectado a la antena, por lo general fuera del hogar. En este caso, el cable sirve para llevar la señal modulada desde la antena hasta el receptor. El fenómeno contrario también es bastante común. Este es el caso, por ejemplo, de una estación de radiodifusión, o una estación de aficionado PX y PY.

Al parecer, las condiciones de empleo de líneas de transmisión son idénticas en ambos casos, pero en realidad hay algunas diferencias. Por ejemplo, en el segundo caso las intensidades de las corrientes y potencias involucradas son al menos cientos o miles de veces más altas que en el primer caso, y por lo tanto uno necesita para soportar los cables de alimentación. Cuanto mayor es la potencia, mayor será la longitud del cable, y por lo tanto mayor es su rigidez mecánica. Como podemos ver, no lo suficiente para conectar simplemente un cable en la salida (o entrada) de un dispositivo y esperar que funcione de acuerdo. Hay una serie de normas y conceptos que deben observarse; es lo que trataremos de estudiar a partir de ahora.

Propagación de una onda en la línea de transmisión

La onda electromagnética se propaga a través del espacio en todas las direcciones, y por lo tanto está sujeta a un número de factores que determinará si va a ser reflejada, absorbida o no. Cuanto más el frente de onda se aleja de su fuente, el más atenuada se convierte en la señal de RF ya que se propaga en todas las direcciones.

Sin embargo, mediante el uso de una línea de transmisión para conectar la estación de transmisión a la recepción, el campo formado por la onda ya no extendido, se limitará a dos conductores que componen la línea, y por lo tanto evita la atenuación causada por el desprendimiento de la fuente de RF . Por lo tanto, las pérdidas se limitan a sólo unos pocos factores que dependen de las características y materiales de construcción de la línea de transmisión geométricas. Un ejemplo es la resistividad del conductor, quien será responsable de la atenuación de la señal electromagnética a lo largo de la línea.

Cuando se trata de conexiones de la antena - receptor o transmisor - antena, la pérdida en los cables es casi nula, excepto en algunos casos especiales. En el caso de cables de teléfono, o incluso submarinos, la situación toma un aspecto totalmente diferente. La atenuación toma valores considerables, lo que determinará la viabilidad o no de una determinada instalación. Necesidad de saber cuáles son los factores que pueden deteriorar una señal para determinar si una línea de transmisión determinado es adecuado para su uso. Ciertamente, no es tan grave y difícil, elegir los cables adecuados para cada aplicación conocida. El mismo proveedor, y la práctica profesional enseñan mucho sobre qué tipo de usar. Sin embargo, es bueno saber cuáles son las características individuales de cada línea, para ser capaz de distinguir cuál es el mejor entre varios fabricantes, o si una determinada propiedad se ha deteriorado con el tiempo, etc

Hay básicamente dos tipos de cantidades que deben ser considerados: la electricidad y la mecánica y geométricas. Eléctrico se relacionan directamente con la calidad de la señal de RF; ya que la geométrica mecánica y tiene más que ver con la estructura de fila, su resistencia mecánica a giros o derivas, tal vez incluso su impermeabilidad al agua de mar. Más adelante veremos esto con más detalle

Una línea de transmisión puede considerarse como un número infinito de piezas de longitudes como pequeña como se desee, y cada uno puede estar sustituido con una combinación adecuada con las siguientes características: resistencia óhmica, conductancia, capacitancia y la inductancia. La combinación de estas series infinitas de la línea de transmisión de piezas de forma (Figura 1).

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Figura 1 una línea de transmisión puede considerarse como una serie de elementos vinculados convenientemente

El beneficio que esto proporciona es que se puede partir de que el análisis que ocurre en cada "pieza" aislado, que es mucho más simple, y luego, con los resultados, extender el análisis a toda la línea. A medida que la línea puede ser de cualquier tamaño dará, por lo tanto, todas las cantidades en la forma x / metro (ohmios / metro, Henry / metro, etc.); para que podamos comparar dos líneas diferentes sin dificultades. A veces algunas cantidades se dan en la forma x / km, principalmente en los catálogos de los fabricantes, y fácil de ver que la grandeza es la misma. Echemos un vistazo a cada una de las descripciones en forma individual.

constante primaria

La resistencia o resistencia óhmica

Todavía es una cantidad que define la mayor o menor facilidad el paso de corriente a través de un material dado de una cierta longitud. Será directamente proporcional a la resistividad del material conductor y varía con la inversa de la área de la sección del conductor, es decir, cuanto mayor sea el área de sección transversal, menor es la resistencia al flujo de corriente.

Trabajar con RF, hay un fenómeno interesante: cuanto mayor es la frecuencia utilizada, la más corriente de la superficie del conductor fluirá; esto se llama el efecto de la piel. Consulte la Figura 2; señalar un conductor cortar a través del cual una señal de RF. En la superficie de la misma, la densidad de corriente es máxima, y gradualmente disminuye a medida que se acerca al centro.

El efecto de la piel explica algunos tipos de controladores que probablemente usted ha oído. Los conductores y no llevan casi ninguna corriente en su centro, bien puede ser sustituidos por tubos, que tienen la ventaja de ser hueco para ahorrar peso y material. En el caso de trabajar con alta potencia, todavía puede circular un refrigerante en el interior de los mismos, aumentando así su capacidad de conducción de corriente.

Figura 2- La corriente tiende a ser mayor en la superficie que en el interior del conductor

Si la corriente tiende a ser situado sobre la superficie del conductor que en su centro, reduce la superficie útil de la misma. Esto implica un aumento en la resistencia R, ya que es inversamente proporcional al área de conductor.

conductancia

En corriente continua, la conductancia se define como la inversa de la resistencia entre dos conductores de una línea de transmisión. En este valor de AC tiende a aumentar, debido al hecho de que las pérdidas aumento en el dieléctrico (aislante) de la línea.

Si la resistencia se puede considerar como una medida que indica cuánto se opone un controlador particular para el paso de corriente eléctrica, dice que la conductancia es un valor que muestra cómo un aislante permite el paso de corriente eléctrica. En la Figura 3, teniendo en cuenta el mal aislamiento como un conductor, la conductividad puede ser representado como una serie de elementos conectados entre los dos conductores de la línea, y por lo tanto la representación en paralelo como se muestra en las figuras 1 y 3.

Figura 3- Los materiales dieléctricos tienen una cierta conductividad de corriente eléctrica

Teniendo en cuenta la conductancia por unidad de longitud, vamos a tener lo que se llama conductividad, que por razones obvias es una característica indeseable en aisladores. Por lo tanto, menor es la conductividad del material aislante, mejor será la calidad.

capacidad

Considerando que los dos conductores igualmente espaciados a partir de una línea paralela del tipo mostrado en la Figura 3, como las placas de un condensador, se llega a la conclusión de que tiene una cierta capacidad por metro. ¿Qué es la capacidad? Este es un valor que se da por el fabricante pero por analogía con el condensador estándar simple, la placa paralela, se puede decir que el caso es mayor o menor. Cuando se aumenta la distancia d entre los conductores, la disminución de la capacitancia, y cuando el radio del alambre se incrementa mientras se mantiene constante la distancia, la capacitancia aumenta. Las líneas coaxiales también tienen una cierta capacidad por metro, pero en este caso el condensador es cilíndrica.

Inductancia

Cada uno de los conductores que forman la línea tiene un cierto auto-inductancia que es una función de su geometría. La asociación de dos conductores tienen la apariencia como resultado de una interacción entre las inductancias individuales de cada conjunto resultante a una inductancia diferente y depende de la separación d conductor individual. Debido a que la interacción entre ellos tiende a reducir la inductancia total, más lejos, la más grande de la inductancia resultante.

Constantes secundarias

Hay otras constantes que son una consecuencia directa de los observados hasta ahora. Geometría fija y la composición del material de la línea, se determinan automáticamente otras dos características que son la impedancia característica y la propagación constante. Echemos un vistazo a cada uno de ellos por separado.

Impedancia característica

Tenga en cuenta la lA y 1B, y suponer que podría prolongar indefinidamente la línea, es decir, hacer que tenía un tamaño infinito. En este caso, si medimos la impedancia en su entrada (entre los terminales A y B), el valor obtenido en esta medida sería su impedancia característica. También se puede considerar como la impedancia Z0, que conectado entre los terminales C y D de la Figura 1B refleja en la entrada de línea (terminales A y B) la misma impedancia Z0.

El concepto de impedancia característica es importante para su propiedad que veremos ahora. Cuando tenemos cualquier generador con una resistencia interna Ri, como se muestra en la Figura 4, fijamos el voltaje y la resistencia R y la potencia suministrada por el generador a los Rs de carga varía con el valor de este último, es decir, como usted varía Rs, será el cambio de la potencia disipada por el mismo. Así que, ¿esto potencia aumenta a medida que aumenta Rs, o es al revés? Lo que realmente ocurre es lo siguiente: cuando R es igual a R, tenemos la máxima

transferencia de potencia de la generador y la carga, y cuando R es menor o mayor que R, la potencia transferida será menor. Así, uno puede tomar los valores en la Figura 4 y el cálculo, sólo para demostrar lo que se dijo.

Figura 4 generador de voltaje

Así, parece que para los valores de Rs encima y por debajo del valor de R, se reduce la potencia. Esta situación se agrava si nos alejamos aún más del valor de Ri. Como podemos ver, esto dio lugar a la condición llamada máxima transferencia de potencia de un circuito a otro.

Por esta razón se dice que en la salida de un amplificador dado a ser conectado un altavoz con, digamos, 8. Esto es debido a la impedancia de salida del amplificador es 8, y este valor es que tienen la máxima transferencia de potencia. Cualquier otro valor no va a dar el mismo rendimiento y, además, se corre el riesgo de quemar el aparato; Observe cómo la corriente se incrementa en el caso b.

Ahora que usted sabe lo importante que es para casarse con la salida de un circuito con la entrada del siguiente, supongamos que lo que sucedería si el enlace de estos dos circuitos, que se utiliza un cable con una impedancia característica diferente de la impedancia de salida del circuito? La respuesta es simple: no habría máxima transferencia de potencia.

Lo que se hace generalmente es utilizar la línea de transmisión con característica de impedancia apropiada para ese dispositivo. Como ejemplo, se puede utilizar el televisor, que tiene una impedancia de 300, y para que pueda conectarse a la antena, una línea paralela necesitará 300. Tenga en cuenta que la antena tiene que tener la misma impedancia de la

entrada de TV y la línea. Conociendo la inductancia L y la capacitancia C de la línea, se obtiene la impedancia Z0, el siguiente formulario:

Para mayor comodidad, sin embargo, se utiliza el gráfico de la figura 5. En el caso de los cables coaxiales, este gráfico puede ayudar a identificar el valor de la impedancia de un cable con que se almacena en algún rincón de la casa. El problema de tener que buscar estas notas se puede evitar mirar primer cheque si la cubierta coaxial externo no se registra el valor de impedancia.

Figura 5. Gráfico de la variación de la impedancia característica del cable coaxial, dependiendo de la relación D / d.

Constante de propagación

Es otra constante secundario que depende de los primero cuatro constantes vistas. La constante de propagación se compone de dos partes: responsables de la mitigación y responsables de la velocidad de fase. Ver cada uno en más detalle.

La constante de amortiguación, como el nombre implica, es responsable de la disminución de la amplitud de la señal a lo largo de la línea. Sin embargo, si aplicamos una señal en la entrada de línea, sabemos que cuanto mayor es, mayor es la atenuación de la señal. Cualquier línea real es con pérdida y sin pérdida caso sólo se puede obtener en la teoría.

La atenuación depende principalmente de dos factores relativamente sencillas: una es la resistencia del cable en sí está hecho a la línea, y la otra es la conductividad del dieléctrico entre los dos conductores. El primero es responsable de una cierta oposición al paso de la corriente por el conductor utilizado en la línea, que no importa lo bueno, nunca será un conductor perfecto. El segundo, es todo lo contrario, como responsable de una corriente de fuga entre los dos conductores a través del dieléctrico (aislante), que esto ocurra así como hubo en la práctica un aislante perfecto.

La constante responsable de la velocidad de fase, ya es un fenómeno mucho más simple de entender. Todo señal aplicada a una fila tiene una velocidad que es menor que la velocidad de la luz. ¿Cómo esta velocidad será menor, está determinado por las características de diseño de la línea. Sin embargo, si la variación de la frecuencia de la señal aplicada, la velocidad de propagación de la misma se mantendrá constante? La respuesta es no. Cada frecuencia corresponde una velocidad diferente de los componentes de alta frecuencia de una señal se propaga más rápidamente que los componentes de baja frecuencia. Lo que puede suceder es que en el origen, enviamos una señal compuesta de dos o más frecuencias diferentes, caminar la línea, cada una de estas frecuencias, haremos una velocidad diferente, cambiando su posición con respecto al otro. Ejemplo: en una línea de teléfono, mayores frecuencias de la voz haría rápidamente que bajo, y esto daría lugar a una fase de dicha distorsión.

La importancia de la distorsión en la transmisión de la señal depende de la aplicación. En el ejemplo anterior, en la línea telefónica urbana, la distorsión no afecta en gran medida la calidad de la señal transmitida, en el que el primer tipo (atenuación) es mucho sintieron que el segundo (velocidad de fase), ya que el oído humano no puede detectar perfectamente cambios de distorsión fase.A juega una influencia significativa en la calidad de los vínculos entre un módem interno y su proveedor de Internet, por ejemplo. En el caso de la transmisión de señales de televisión, para obtener una buena imagen es importante para eliminar la corrección de la distorsión.

Cómo corregir la distorsión

Hemos visto que hay factores que causan distorsión y los efectos causados debido a la misma. Vamos a ver cómo va a hacer para reducir o cancelar estos efectos.

Hay una condición llamada Heaviside condición (condición de ionización) que viene dada por la igualdad.

R / L = G / C

Dónde:

R = Resistencia

G = conductancia

L = inductancia

C = capacitancia

(Los cuatro constantes sido estudiados previamente.).

Típicamente, la relación / L R es mucho mayor que G / C, así que lo que se intenta hacer es reducir el primero o el segundo aumento. Para satisfacer esta condición, puede actuar en cualquiera de los cuatro términos de igualdad. El aumento de G, vamos a aumentar las

pérdidas en la línea, lo cual no es interesante. Si aumentamos L y disminuir C, el espaciamiento entre los conductores aumenta, lo cual no siempre es factible. En la práctica, es habitual para aumentar la inductancia L disminución de la relación R / L. El proceso más común, sin embargo, es la línea de carga inductiva. Cada distancia se colocan en los inductores de línea. Al aumentar la inductancia total de la línea, estos inductores disminuyen la relación R / L, por lo que la verdadera igualdad. La línea que está cerca del modo de caso ideal que permite la transmisión de señales sin problemas de distorsión (Figura 6).

Figura 6 Representación de una línea con carga inductiva

Sin embargo, este procedimiento ocasiona un problema: como la resistencia al flujo de corriente a través de los inductores aumenta con la frecuencia, a partir de una cierta frecuencia, no van a dejar ir casi ninguna señal, la atenuación suficiente (Figura 7).

7 una figura atenuación de la señal cambia en un inductor aumenta con la frecuencia

La línea funcionó bien sólo bajo una cierta frecuencia, que es prácticamente alrededor de 5 kHz. En cuanto a las líneas telefónicas (300-3400 Hz) esta limitación es perfectamente aceptable (ya veces incluso deseable) no afectaría el funcionamiento del sistema.

Hemos visto hasta ahora las principales características eléctricas de las líneas tanto de RF y de líneas telefónicas. Mostrar en las páginas siguientes, una mesa con varias características de algunos tipos de líneas.

Los diversos tipos de líneas y cables

Para cada aplicación específica, se necesita un tipo diferente de la línea. Para ello, tratar de observar los diferentes tipos de líneas y cables comerciales más utilizados, por lo que se utilizan correctamente.

1) línea paralela

Posiblemente el más conocido entre los mencionados anteriormente, en particular que se utiliza en los televisores. Básicamente consiste en dos conductores del mismo diámetro y material igualmente espaciados por un material aislante que involucra a toda la longitud (que se utiliza el televisor caso paralelo), o por aislantes colocadas a fin de sujetar el cable en su posición.

Es importante que la línea tiene su separación constante entre los conductores. Si no, tenemos ciertamente elevada pérdida por irradiación de la línea, que, además de los problemas de interferencias indeseables pero la pérdida puede causar tanto en otros sistemas tales como el patrón de radiación muy antena.

Este tipo de línea, se observa, es simétrica alrededor de un eje perpendicular al plano que contiene los dos conductores. Esta simetría asegura que uno de los conductores tendrán todo lo que tenemos en el otro, siempre y cuando la fuente de alimentación y la carga conectada a través de la línea son simétricas. Por lo tanto, estas líneas se llaman, equilibrada o desequilibrada.

Figura 8. Las figuras muestran la línea paralela 300 Ω (A) y una línea paralela abierta (B)

2) Cable Coaxial

Se compone de un conductor colocado coaxialmente al otro, este último como un tubo que rodea a la primera. Medios coaxial con el mismo eje, y por lo tanto el primer conductor debe mantenerse en el centro de la segunda conductor. Típicamente, esto se hace usando un material dieléctrico que rodea el conductor central garantizar la simetría de la articulación cilíndrica. Alrededor de ese dieléctrico es una malla de alambre de cobre trenzado, que toma el lugar del segundo conductor, pero garantizando la establecer una flexibilidad que no es posible con un conductor externo masivo. Desde el set, lo hará una cubierta de PVC para evitar la contaminación por humedad por cable (consulte la Figura 9).

Figura 9 Vistas de un cable coaxial

También se utiliza en microondas línea coaxial rígido, que tiene el conductor externo formado por un tubo sólido, en este caso, usando espaciadores sólo en algunos puntos de la línea. De esta manera, se busca reducir las pérdidas que este tipo de línea son mucho más altos. También en este rango de frecuencia, es muy común utilizar, en sustitución de las líneas coaxiales, las guías de ondas, que tienen pérdidas mucho más pequeñas.

La principal ventaja de la línea coaxial en el otro reside principalmente en el hecho de que uno de sus conductores de actuación (externo) como un escudo para el otro (interno). Por lo tanto, la interferencia que pueda perturbar la señal, se llevan a cabo en la cubierta exterior y desvió a la tierra. Lo mismo se aplica a la señal enviada por el cable coaxial. Como está completamente rodeado por una malla, el campo electromagnético está restringido al espacio entre los conductores, no se propaguen más allá evitar problemas de interferencias en otros dispositivos. Puede verse entonces que la única existente en la línea de simetría es cilíndrico, y por lo tanto los conductores no están equilibradas con respecto a la otra; así llamarlo desequilibrada.

La ventaja de la línea desequilibrada en el equilibrado es que el primero puede pasar cerca de estructuras metálicas, en tubos metálicos y para ser enterrado porque ya no es equilibrada. Tener un cable paralelo, del tipo utilizado en los televisores, que pasar por un cable metálico o

una ventana, pueden salir de balance y han cambiado sus características (tales como un cambio repentino en su impedancia), lo que resulta en una débil y completa imagen de fantasmas otras cosas.

El cable coaxial, pero no sólo tiene ventajas, y mucho menos es mejor que la otra línea. Para cada aplicación específica hay un cable adecuado, por lo que hay varios tipos. Como desventaja podemos mencionar el desequilibrio en sí, que en muchas cargas (simétricos) que se requieren para ser equilibrado para que no haya problemas de energía. Otra desventaja sería en los materiales que los cables se construyen. La tapa tiene un aditivo que incluso con el tiempo y la exposición al calor y la luz solar, eventualmente migran a la malla de cobre y de allí al dieléctrico (polietileno), alterando sus propiedades, lo que provoca pérdidas en el aumento dieléctrico, y aumentar la resistencia de bucle de cobre, y también oxidar ella. Debido a la pérdida de aditivo, la capa exterior también se deteriora permitiendo la contaminación del medio ambiente ahora penetrar en el cable. Para estos problemas que deben evitarse, cables nuevos tienen una cubierta de plástico especial, entre la cubierta exterior y la malla de alambre de cobre, que impida la migración del aditivo a las partes internas del cable, aumentando así su vida de servicio. También están los cables cuyas portadas externa están diseñados para no presentar estos problemas y tener una vida útil también bastante prolongado.

3) Los cables telefónicos

Cables de teléfono, por lo general consisten en un gran número de conductores más pequeños en una sola línea, y se agrupan para que sea fácil de identificar de forma única cada conductor. Para facilitar esta identificación se utilizan colores y rayas, por lo que cada conductor se compara individualmente a demais.Conforme uso, los cables interiores pueden estar aislados con papel o polietileno, y todo el conjunto se cubre generalmente por una camisa exterior de PVC . Dependiendo de la aplicación puede o no puede tener una tapa de la carcasa (aluminio mente general) por debajo de la capa de PVC.

Tabla de código de colores del cable telefónico.

Colores primarios Colores secundariosblanco Azulrojo Naranjanegro verdeMarrón AmarilloVioleta Gris

4) Otros tipos de cables

Por supuesto que hay otros tipos de menor interés para nosotros. Sin embargo, sería interesante hablar de ellos. Diaxial inicialmente hablará sobre la línea, que consiste en dos conductores espaciados por igual, rodeados por una vaina externa que sirve como blindaje. Son similares a la del cable coaxial, con características muy similares. Incluso puede ser considerada como una línea paralela rodeado por una cubierta de protección, y por lo tanto se aprovecha de las ventajas de ambos tipos de línea.

Otro tipo similar al cable coaxial es el montaje del cable. Lo mismo es nada más que para RF coaxial miniatura, ya que los niveles de tensión son mucho más bajos. Por lo tanto, como la línea diaxial, también hay un doble cable para el micrófono, esta porción como una comparación, pero los cables internos se tuercen el uno del otro. Hacemos hincapié en que, debido a la baja frecuencia con la que trabajan, las propiedades que tiene las cuerdas y RF no son aplicables a las líneas de audio. Para que esto ocurra, sería necesario tratar con una longitud del orden de la longitud de onda de la señal de audio, es decir, alrededor de unos pocos cientos de millas o más.

Es muy importante que al comprar cualquier duda debe aclararse mediante la consulta de los manuales de los fabricantes, ya que hay una gran cantidad de otra información que no nos interesa por ahora.

Características y efectos de la línea de transmisión

Las características reales y usos de una línea de transmisión son muchas y necesitarían una introducción teórica mucho más grande que hemos visto aquí. Así que estamos preocupados con los más importantes y de uso común.

La primera y tal vez el más conocido de las propiedades de las líneas de transmisión es la velocidad de propagación, es importante recordar que la velocidad de propagación es siempre menor que la velocidad de la luz, y que debido a que la longitud de onda es por lo tanto inferior.

La segunda propiedad se refiere a la impedancia visto a través de los terminales de entrada de una longitud de línea de λ / 2. Cualquiera que sea la impedancia colocado entre los extremos terminales de la línea, esta misma impedancia aparece en el otro extremo, independientemente de la impedancia característica de la línea utilizada (Figura 10). Esto significa que si se utiliza, por ejemplo, un cable 50 para la conexión de una impedancia de una antena de radio 25, y el cable tiene una longitud que es λ / 2 (o bien cualquier múltiplo λ / 2), aunque la impedancia de la línea es de 50, la impedancia vista en la entrada del cable es de 25. Debemos tener en cuenta que, aunque la radio presenta una impedancia de entrada de 25, tendrá la apariencia de ondas estacionarias en la línea.

Figura 10 - cualquiera que sea la impedancia de la línea, la impedancia medida en la entrada (ZAB) es igual a Zcarga

La longitud de la línea no afecta a condición de tener o no las ondas estacionarias en él. Esto ocurre cuando algunos no tienen ninguna discontinuidad en la línea, o terminación incorrecta, como el ejemplo anterior.

La tercera propiedad interesante se muestra por la línea de corte, con una longitud de λ / 4, que tiene la particularidad de presentar en un extremo exactamente la inversa de la impedancia colocado en el otro. Para calcular, primero realizado la llamada normalización dividiendo el monto considerado por la impedancia característica de la línea de valor. La normalización es exactamente a la inversa, es decir, se multiplica por este valor.

Así que si queremos conocer la impedancia vista en la salida de un tramo de λ / 4, cuando ponemos en la entrada de una carga Z = 25, tenemos:

Para Zlinha = 50

a) En primer lugar la normalización: 25/50 = 1/2

b) Extracto de λ / 4 invierte la impedancia: 1/0.5 = 2/1 = 2

c) Desnormalizando, tenemos: 2 x 50 = 100 Ω

que es el valor donde se puede medir en la salida del tramo de λ / 4 con instrumentos adecuados.

La aplicación más importante, sin embargo, es cuando tenemos un extremo corto. Siguiendo los pasos A y B, antes citada, tenga en cuenta que la inversa de un corto (un corto sería una impedancia Z = 0 Ω) es 1/0, que es igual a infinito. En realidad, esto no es infinita, porque por la misma conductividad del cobre no ser completo, un corto no es perfecto, pero en cualquier caso, el valor de impedancia que aparece en el otro extremo es muy alta y se puede utilizar en la construcción de "baluns ". Veremos esto más adelante.

La cuarta característica de la línea de transmisión es quizás la más importante, está en una línea termina con una carga igual a su impedancia característica. En este caso, la impedancia visto en cualquier punto de la línea siempre será constante e igual a la impedancia característica. En estas condiciones, la llamamos línea de casada, que tiene las siguientes ventajas:

a) Se ha visto que la potencia suministrada la línea se absorbe completamente a cargo, no se producen reflexiones. Así se utiliza mejor.

b) las reflexiones que fallan, no tenemos ondas estacionarias en el cable, lo que podría ocasionar que parte de RF radiada de ella, va a interferir con otros servicios o propia.

c) Cualquiera que sea la longitud de la línea utilizada tiene de adaptación de impedancia perfecta, porque en el otro extremo del cable siempre tendrá el mismo valor (la impedancia característica).

d) Cuando se produce la adaptación de impedancia, conocemos la máxima transferencia de potencia, la potencia suministrada por el transmisor (o generador de RF) a la carga es máxima. Las ventajas mencionadas anteriormente, queda claro que siempre debemos salir de cualquier instalación en estas condiciones.

Las líneas de retardo son también un empleo de líneas de transmisión, particularmente del cable coaxial, que se aprovechan de las características que ha guiado la onda electromagnética entre sus conductores Así podemos forzar fácilmente la onda para ir un camino más largo (o menos), simplemente aumentando (o disminuyendo) el tamaño del cable coaxial, haciendo que la señal llegue a su destino con un cierto retraso (o avanzar).

Líneas de transmisión variable medida

Pérdidas Medida

En las páginas anteriores hemos visto que debido a algunos problemas característicos de las líneas de transmisión, tales como la infiltración de humedad, la migración de PVC para el dieléctrico, etc., las pérdidas podrían aumentar. Vamos a ver cómo podemos determinar estas pérdidas y si la línea es aún utilizable o no. Todo el proceso es bastante simple. Para empezar, es necesario que un cortocircuito uno de los extremos terminales de la línea. Para ello se recomienda para pelar una pieza del bucle exterior y soldarlo al conductor central. En el otro extremo de la línea se debe colocar un medidor de ROE y luego un generador de RF, la frecuencia con la que desea realizar la medición (Figura 11).

Figura 11. Disposición para ser utilizado para medir la pérdida de una línea de transmisión

Siguiendo el procedimiento indicado por el fabricante del medidor SWR, determine cuál es la ROE presentada por la línea. La cuenta más adelante dará el resultado que se busca (si se utiliza un transmisor y generador de RF, mirar a la medida con la potencia más baja posible).

pérdidas = 10/ROE= dB

Ejemplo: si tenemos un ROE = 4, las pérdidas serán:

Pérdida = 10/4=2,5 dB

El resultado anterior indica que si ponemos un cartel en la entrada de línea, y lo comparamos con lo que viene de la misma, la relación de poder entre los dos llegarán a ser de 2,5 dB.

Si la línea es buena, tenemos una gran lectura de ROE, digamos 10, o incluso más. En este caso las pérdidas serían:

L = 10/10 = 1 dB (o menos)

Es evidente que cuanto mayor sea la línea, mayor es la lectura. Por esta razón, es deseable, al tomar medidas, que hacen grandes recortes en línea, principalmente porque la mayor parte del medidor de ROE sólo hay una escala graduada hasta a 3: 1, con otros valores indicados sólo por una línea roja que indica peligro o prohibidos.

Con esta medición pérdidas de valor en la línea, usted debe hacer una comparación con los valores que se muestran en la Figura 8. Pero si le toca ser muy diferente del valor indicado, es necesario sustituir el cable.

Medición de la impedancia característica

La línea de transmisión tiene como una de sus características a la impedancia. Puede suceder si queríamos saber el valor de un cable coaxial que no tiene ningún tipo de identificación, pero sin tener que utilizar la tabla de la Figura 5, que no está disponible en ese momento. Sabemos que cuando ponemos en la línea de transmisión de una terminación igual a su impedancia característica del señal que se envía a través de la línea se absorbe completamente, reflexiones no teniendo lugar, no hay formación de ondas estacionarias. A medida que las líneas tienen impedancias resistivas (50-75), sólo medir la R.O.E. para la línea termina con una de estas cargas. Cuando no hay ondas estacionarias en la línea, la impedancia característica será igual al valor de la carga. Tenga en cuenta el sistema de medición y su montaje en la figura 12.

Figura 12. Disposición para medir la impedancia característica

Pero hay que tomar precauciones 2: En primer lugar, no utilice un múltiplo de línea de tamaño λ / 2; Entonces, resistencias comunes, que están disponibles comercialmente, no son buenas para su uso como una carga puramente resistiva. Debido a las características del proceso de fabricación, se puede presentar un componente reactivo que es más evidente en las frecuencias más altas. Este componente reactivo, junto con el valor de la resistencia dará una lectura falsa en el instrumento indica cuando el mismo Zc estacionaria (si puramente resistiva) para que coincida con la impedancia de línea. Por lo tanto se requiere resistencia puramente resistiva de empleo al tomar esta medida.

Siempre es bueno recordar la diferencia entre la impedancia y resistencia. Sabemos que inductores y condensadores también ofrecen una resistencia al paso de la corriente. La diferente naturaleza de la resistencia ofrecida por una resistencia, del nombre de la reactancia. Si la reactancia inductiva de la bobina (XL), y capacitiva en el caso de que el condensador (XC). Cuando una carga está presente en la resistencia y la reactancia de los dos, tener una impedancia.

Medición de la velocidad

Otra grandeza que merece que su valor se determina con mayor precisión es la velocidad de propagación. A veces, debido a la falta de homogeneidad del material utilizado como dieléctrico, puede suceder por dos lotes diferentes del mismo cable coaxial tener diferentes velocidades de propagación. Por tanto, es necesario conocer la forma de medir esta propiedad.

Para medir usando un osciloscopio y se muestra el conjunto mostrado en la Figura 13

Figura 13. Disposición para ser usado para medir la velocidad de propagación en la línea de

Como sabemos, una línea que tiene una longitud λ / 2, tiene la misma impedancia en un extremo que se coloca en la otra. Poner este primer fin a un cortocircuito, y variando la frecuencia del generador de RF, como nos pasó por la frecuencia con la que la longitud total de la línea corresponde a λ / 2, hemos reflexionado sobre la entrada corta, y luego mostrar el osciloscopio una brutal disminución amplitud de la señal observada. Fuera de esta frecuencia, el osciloscopio mostrará algunas variaciones de amplitud, para cada frecuencia corresponde una impedancia diferente en la entrada del cable, y por lo tanto diferentes valores de corriente. Cuando hay ahora la frecuencia buscada, la atenuación será abrupto y la amplitud observada en el osciloscopio será casi cero.Con el valor de la frecuencia indicada por el generador, calculamos λ, entonces λ / 2. La longitud de onda viene dada por:

λ = V/F = 300/F (Mhz)

luego simplemente dividir la longitud del cable de λ / 2. El resultado es como la longitud de onda en el aire (λ) es mayor que en la línea (2). La velocidad de propagación en el cable es también, de acuerdo con la misma velocidad, menor que en el aire. Veamos un ejemplo práctico para poner las cosas en orden.Contamos con una longitud de 6 m de línea, cable coaxial, y nos preguntamos cuál es la velocidad en él. Entonces montó el circuito de la Figura 13, y observando el osciloscopio que poco a poco la variación de la frecuencia del generador. A la frecuencia resonante, el

osciloscopio mostrará el corto y así, como a menudo encontrado, se determina λ / 2. Supongamos que la frecuencia es de 17,5 MHz; tenemos:

λ = 300/17.5 = 17,14m entonces λ/2 = 8,57 m

donde m = 6, entonces:

l / (λ/2) = 6/8.57 = 0,7 que es el valor buscado

Este valor indica que la longitud de onda del cable es de 70% (0,7 x 100), que en el aire, o la velocidad de propagación en el cable es de 70% de los que en el aire, que al final es el mismo . IMPORTANTE: Para no pasar a hacer la medida con un λ / 2 múltiple (que también indican el corto refleja en la entrada de línea), variamos la frecuencia del generador sólo alrededor que a menudo sabemos de antemano que será aproximadamente igual a la solicitada . Para ello utilizamos la longitud del cable propuesta por el problema (6 m en este caso). Así, tenemos:

λ = V/F =F V/ λ = 300/2x6 = 300/12 = 25 MHz

Concluimos, pues, que la velocidad en el cable era igual a la de la luz del aire, la frecuencia sería de 25 MHz. Como es un poco más bajo de la frecuencia debe ser proporcionalmente menor. Justo en ese momento poner el generador en 25 MHz y vaya bajando su frecuencia. Cuando por primera vez sucede osciloscopio indica un cero (o cortocircuito) obtener seguro de que tiene sólo la mitad de la longitud de onda λ / 2 en el cable (no es un múltiple).

Otra observación es en el osciloscopio y su calendario. Usted no necesita sincronizado constantemente figura en la pantalla. Sólo medir la amplitud de la señal y cuando se vuelve bruscamente pequeña, vamos a estar buscando para el valor.

Meter ondas estacionarias

Medidor de energía Figura 14. Salida y ROE

Ahora vamos a aprender de forma práctica para entender cómo este medidor, que está muy utilizado en la transmisión de radio.

Lo primero que debemos ver es cómo puede capturar algo de información sobre lo que está pasando a través de la línea de transmisión. Si tenemos una señal de cruce de RF, por ejemplo, un cable coaxial, el campo dentro de rangos variará con la intensidad de la señal electromagnética. La colocación de un cable aislado en el interior del cable coaxial entre la malla y el dieléctrico interno, cable aislado que servirá como una sonda que capturará toda la información que se ejecuta dentro. Tomando los dos extremos del cable aislado y la creación de los dibujos, en la figura 14, tendrá un medidor de potencia de salida, y el ROE

La señal es captada por el cable entre los dos conductores. Sabemos que hay componentes que se reflejan en ambos extremos de la línea. Todos los componentes que se ejecutan a lo largo de la línea desde el transmisor a la antena inducirá el conductor, la corriente tendrán el sentido permitido por D1. Después de un diodo, esta señal es filtrada por el condensador C y se indica en el miliamperímetro. Los componentes que se ejecutan el cable a la inversa sólo se indicarán en el metro cuando el diodo D2 está en el circuito. Como la parte reflejada es la que nos da el coeficiente de ondas estacionarias, sólo calibrarmos el acuerdo escala, vamos a tener un medidor de ROE

Debido al hecho de que la potencia radiada por la antena es proporcional a los componentes que van en el sentido del transmisor de la antena, sólo calibrar otra escala, en la parte superior de la primera, los valores dados cuando D1 está en el circuito, esta escala indicaría potencia radiada. Por eso, cuando queremos saber cuál es la potencia transmitida o ROE, simplemente cambiamos la posición clave CH1.

Es necesaria una explicación: como su nombre lo dice, el ROE es una relación entre los componentes que se ejecutan a lo largo de la línea en ambas direcciones. Es necesario que uno de ellos es constante para será capaz de medir la magnitud de la otra. El procedimiento adoptado es el siguiente:

a) poner la llave a la posición de potencia transmitida;

b) ajusta el potenciómetro P1 para la máxima desviación de la aguja. De esta manera estamos estableciendo un parámetro;

c) en estas condiciones podemos clasificar la gama ROE

Al cambiar CH1 a ROE, si tenemos una indicación de escala media, esto equivale a 3: 1 estacionario o 25% la potencia reflejada, y por lo tanto la escala se vuelve completamente determinada. Así que cada vez que queremos saber la ROE, debe establecer el sistema de la misma manera, pero la medida no representan la realidad.

En cuanto al nivel de potencia de transmisión, se puede hacer variar de 0 a 100 W, y el potenciómetro P1 para varias posiciones indican proporción: de 0 a 10 W = 100 W o W 0 a 1000 o incluso un poco más, en nuestra medidor.O su multímetro también puede ser utilizado

para medir esto, simplemente usarlo en la escala de microamperios (uA 0.05-DC), o si no tienen, en la menor escala de miliamperios que tenga. En este último caso, el dispositivo es menos sensible a baja potencia. Tenga cuidado de dejar siempre el potenciómetro P1 en la posición máxima como inicio es una medida; esto evitará quemar el metro. Ajuste siempre la máquina antes de medir la ROE, pero no será válida.

Acopladores y comparadores de impedancia

Un elemento que falta para completar el circuito transmisor - antena es exactamente la parte que conecta el cable coaxial a la antena. Esta llamada no es siempre un solo conector, tal como el extremo del transmisor. En el transmisor sabe que la salida es 50 (o 75), pero en el caso de la antena se convierte en ligeramente diferente. Como el caso puede ser totalmente diferente impedancia, con altos valores de reactancia, etc. Los diversos acopladores son básicamente de dos tipos: simétricos y asimétricos. Asimétrica son aquellos que son alimentados por líneas no balanceadas tales como cable coaxial, y tiene un extremo siempre o casi a tierra. Ya son alimentados por líneas simétricas equilibradas, como línea abierta, por ejemplo, y tiene el mismo conjunto de líneas utilizadas por el desequilibrio que ahora sólo tiene dos, uno para cada lado de la línea. Si bien estamos hablando de equilibrar las líneas, ver si se puede convertir una línea no balanceada equilibrado.

Balanceo de carga actual y equilibrado

Cuando se utiliza una carga equilibrada, como es el caso de dipolo 1, es necesario tener un equilibrio entre las corrientes en las dos secciones de dipolo de modo que no hay discontinuidad en el punto de conexión de cable de la antena. Si tratamos de conectar la antena directamente al cable coaxial, como uno de los terminales (externo) por lo general está conectado a tierra, provoca una discontinuidad que causa un flujo de corriente a través del bucle exterior coaxial, que ahora irradian RF, ya que hay está diseñado para trabajar de esa manera. Tres maneras de sortear esta situación se muestran en A, B y C de la figura 15.

Figura 15. Tres baluns para conectar líneas no balanceadas las cargas balanceadas

Como hemos visto antes, la sección de λ / 4 presenta una impedancia entre sus terminales que es la inversa de lo que es en el otro extremo. En el caso de cortocircuito, se encontró que esto

era impedancia infinita, o al menos bastante alto. En este caso podemos hacer es poner esa alta impedancia en paralelo con los terminales de dipolo, lo que impide el flujo de corriente por el bucle exterior, y equilibrar así el sistema: Tenga en cuenta también la figura 15B, siendo sólo otra versión de la misma balun . Tenga en cuenta que es sólo una cubierta de material conductor (por encima de la cubierta de PVC cable), lo que debería implicar que el cable alrededor de una pulgada de la boca de coaxial. Este tipo de balun es una buena alternativa para mejorar la antena dipolo λ / 2.

Otra posibilidad es el uso de una sección de λ / 2 en la longitud, sólo conectado de una manera diferente a las dos anteriores. Terminación en este caso también ser equilibrada, pero ahora tiene una impedancia de entrada muy superior a la de la línea (del orden de cuatro veces). Por lo tanto, deben utilizarse los cargos apropiados (véase la Figura 15C).

También hay baluns hechas de núcleos de ferrita, que tienen el mismo efecto que aquellos hechos con cables coaxiales. Este tipo ya está a la venta en el comercio especializado, la mayor parte de los cuales proviene del formato aislador central, con una fácil instalación. Cuando adquirimos una de ellas, debemos especificar cuál es la relación de cambio que deseamos, es decir, la forma en la impedancia de la antena es mayor (o menor) que el cable de alimentación. La mayoría de las relaciones de transformación comunes son 1: 1 (uno a uno) y 4: 1. También son 2: 1 a 3: 1, pero más raramente. También debemos asegurarnos de que la potencia máxima admisible en el balun de si y al nuestro sistema.

La Gamma-Match

Este es otro tipo de Casador para las líneas no balanceadas. Si tenemos en cuenta que la distribución de punto para nosotros para tener una adaptación de impedancia entre el cable y la antena, o al menos el punto donde el ROE es mínimo. En este caso el dipolo es un conductor continuo sin ser interrumpido en el centro.

Figura 16- La Gamma-Match, para ser un sistema desequilibrado, casa de una línea no balanceada a un sistema desequilibrado (dipolo)

El T-Match

Al igual que el Gamma-fósforo, el T Match es un sistema para la adaptación de impedancia, excepto que conecta las líneas balanceadas también cargas equilibradas. Él resulta ser una Gamma-Match para cada extremo

Figura 17- El T-Match no es más que una Gamma-Match para cada lado de la línea equilibrada

Un último tipo que puedan compensar incluir en nuestra lista es el Trans-Match, Partido-Box o caja de adaptación de impedancia. Si tenemos una antena en el techo que queremos usar más de una gama de frecuencias se puede utilizar este tipo de acoplador. Lo mismo es uno de asociación L's y permitiendo prácticamente cualquier impedancia casado con la impedancia de entrada del transmisor (Figura 18).

Cuando queremos utilizar la disposición mostrada en la figura 18A, lo que ocurre es la siguiente: establece los valores de L y C para que tengan el mínimo lectura ROE Esta impedancia Casador, sede de la emisora con la línea, y por lo tanto tiene sus ventajas, pero el matrimonio de la antena a la línea no se produce, no eliminando ROE línea, que se puede medir si queremos simplemente invirtiendo el Casador con el medidor SWR después de ya haber realizado el ajuste.

Figura 18. Disposición para uso Casador impedancia y su respectivo acuerdo (con pequeñas antenas para valores de resistencia de radiación).

El uso de la antena a largo alambre, que no es más que un hilo estirado entre dos medios de comunicación, este Casador es de gran interés, ya que puede ajustar la impedancia del largo Cable a ser resonante a cualquier frecuencia. Para esto se debe conectar el terminal negativo de la masa, y la otra, que es en sí el terminal correspondiente a la terminal central del coaxial (terminal activo) se debe conectar en Long-Wire. El funcionamiento de esta antena es muy conveniente, ya que permite obtener siempre una ROE 1: 1. Su ganancia, sin embargo, es menor que el dipolo.

También hay muchos otros tipos de acopladores, pero como siempre, su función coincidirá con la antena al cable de alimentación, por lo que no estacionario.