UNIVERSIDAD TCNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Catlica de Loja

ESCUELA DE ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

DEFINICIONES - GUAS DE ONDA

Integrantes: Hever Pachar Tutor: Ing. Marco Morocho

Fecha: 28/01/2015

Paralelo: A

Loja - Ecuador

GUAS DE ONDAUna lnea de transmisin de hilos paralelos no puede propagar con eficiencia energa electromagntica, inclusive en cables coaxiales, en donde la frecuencia de la seal sea superior a 20 GHz, debido a diferentes factores de atenuacin propias de los materiales con los cuales est constituida la lnea de transmisin. Otra limitante ocurre cuando se desean propagar seales de alta potencia las cuales no se pueden propagar por lneas de transmisin convencionales por tal razn es necesario recurrir a medios fsicos de transmisin alternativa capaz de soportar estas adversidades en formas ptimas tales como: fibra ptica y guas de onda.Una gua de onda es un tubo de conductor hueco el cual puede ser rectangular, circular o elptico. Sus dimensiones rigen las condiciones de propagacin de ondas electromagnticas por su interior sirviendo su periferia como gua de conduccin para las ondas, una gua de onda no conduce corriente en el sentido estricto, ms bien, sus paredes son conductores y permiten reflejar la energa electromagntica en su superficie.En una gua de onda la propagacin de la energa no ocurre sobre las paredes sino a travs del dielctrico en el interior el cual en la mayora de los casos es aire, la energa electromagntica que viaja por una gua de onda lo hace en trayectoria de zigzag reflejndose y rebotando sobre las paredes que las constituyen. RECTANGULARESEn una gua de onda de seccin rectangular, la regin est limitada por dos parejas de planos paralelos entre s de tal manera que, visto desde los lados abiertos, se observar una seccin con forma rectangular (en la figura) donde se puede visualizar un dibujo esquemtico). Las direcciones x e y son las que estn limitadas, mientras que la direccin z es la que se encuentra libre.

ModosLas guas de onda electromagnticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell. Estas ecuaciones tienen soluciones mltiples, o modos, que son las auto funciones del sistema de ecuaciones. Cada modo es pues caracterizado por un auto valor, que corresponde a la velocidad de propagacin axial de la onda en la gua. Los modos de propagacin dependen de la longitud de onda, de la polarizacin y de las dimensiones de la gua. El modo longitudinal de una gua de onda es un tipo particular de onda estacionaria formado por ondas confinadas en la cavidad. Los modos transversales se clasifican en tipos distintos:Modo TE (Transversal elctrico), la componente del campo elctrico en la direccin de propagacin es nula.Modo TM (Transversal magntico), la componente del campo magntico en la direccin de propagacin es nula.Modo TEM (Transversal electromagntico), la componente tanto del campo elctrico como del magntico en la direccin de propagacin es nula.

Frecuencia de CorteLlamamos frecuencia de corte (ft) de un modo TEmn o TMmn a la frecuencia mnima por debajo de la cual una onda no puede propagarse segn aquel modo. Su valor es:

donde m y n son los ndices del modo correspondiente (TEmn o TMmn), a y b son las dimensiones de la seccin rectangular y y son, respectivamente, la permeabilidad magntica y la permitividad elctrica del medio de propagacin.

Modo dominanteComo se puede comprobar, cada modo (TEmn o TMmn) presenta una frecuencia de corte diferente. Si calculsemos esta frecuencia para cada modo, se encontrara que uno de ellos presenta el valor ms pequeo de todos. O lo que es lo mismo, imaginaos que parts de una frecuencia muy elevada, es decir, que os encontris por encima de la frecuencia de corte para muchos modos. Suponed ahora que vais disminuyendo la frecuencia de modo gradual. Poco a poco iris superando una a una, por debajo, las frecuencias de corte de los diferentes modos, y eso quiere decir que cada vez habr menos modos posibles. Finalmente llegaris a un punto en el que solo quedar un nico modo segn el cual la onda se podra propagar: aquel que presenta la frecuencia de corte ms baja. A este modo se le conoce como modo dominante. Denominamos modo dominante o fundamental de una gua de onda al modo que presenta una frecuencia de corte (ft) ms pequea.La frecuencia de corte (ft) del modo dominante indica cul es la frecuencia mnima que se podr propagar por aquella gua de onda. Frecuencias ms pequeas no sern posibles, ya que estaramos por debajo de la frecuencia de corte ms pequea posible. A partir de la expresin para la ft:

Se puede comprobar que los modos que presentan una frecuencia ms pequea son aquellos en los que los valores de m y n son los ms pequeos posibles. Dado que la combinacin m 0 y n 0 no tiene casi sentido porque no corresponde a ningn modo (de hecho, quiere decir que no hay ninguna onda), el modo dominante corresponde al caso m 0 y n 1, es decir, al modo TE01. As pues, el modo dominante en una gua de onda rectangular siempre es el modo TE01, ya que, tal y como hemos explicado, el modo TM01 no existe como tal.