En la ingeniería de comunicaciones y la ingeniería de radiofrecuencia , la guía de ondas es un tubo metálico hueco que se utiliza para transportar ondas de radio . [1] Este tipo de guía de ondas se utiliza como línea de transmisión principalmente en frecuencias de microondas , con el fin de conectar transmisores y receptores de microondas a sus antenas , en equipos como hornos microondas , equipos de radar , comunicaciones por satélite y enlaces de radio de microondas.
Se puede imaginar que las ondas electromagnéticas en una guía de ondas (de tubo de metal) viajan por la guía en una trayectoria en zig-zag, reflejándose repetidamente entre las paredes opuestas de la guía. Para el caso particular de la guía de ondas rectangular , es posible basar un análisis exacto en esta vista. La propagación en una guía de ondas dieléctrica puede verse de la misma manera, con las ondas confinadas al dieléctrico por reflexión interna total en su superficie. Algunas estructuras, como las guías de ondas dieléctricas no radiativas y la línea Goubau , utilizan paredes metálicas y superficies dieléctricas para confinar la onda.
Principio
Dependiendo de la frecuencia, las guías de ondas se pueden construir a partir de materiales conductores o dieléctricos . Generalmente, cuanto menor sea la frecuencia a pasar, mayor será la guía de ondas. Por ejemplo, la guía de ondas natural que forma la Tierra dada por las dimensiones entre la ionosfera conductora y el suelo, así como la circunferencia a la altitud media de la Tierra, resuena a 7,83 Hz. Esto se conoce como resonancia de Schumann . Por otro lado, las guías de ondas utilizadas en comunicaciones de frecuencia extremadamente alta (EHF) pueden tener menos de un milímetro de ancho.
Historia
Durante la década de 1890, los teóricos realizaron los primeros análisis de ondas electromagnéticas en conductos. [3] Alrededor de 1893, JJ Thomson derivó los modos electromagnéticos dentro de una cavidad metálica cilíndrica. [3] En 1897 Lord Rayleigh hizo un análisis definitivo de las guías de ondas; resolvió el problema del valor límite de las ondas electromagnéticas que se propagan a través de tubos conductores y varillas dieléctricas de forma arbitraria. [3] [4] [5] [6] Demostró que las ondas podían viajar sin atenuación solo en modos normales específicos con campo eléctrico ( modos TE ) o campo magnético ( modos TM ), o ambos, perpendiculares a la dirección. de propagación. También mostró que cada modo tenía una frecuencia de corte por debajo de la cual las ondas no se propagarían. Dado que la longitud de onda de corte para un tubo dado era del mismo orden que su ancho, estaba claro que un tubo conductor hueco no podía transportar longitudes de onda de radio mucho mayores que su diámetro. En 1902, RH Weber observó que las ondas electromagnéticas viajan a menor velocidad en los tubos que en el espacio libre, y dedujo la razón; que las olas viajan en un camino en "zigzag" a medida que se reflejan en las paredes. [3] [5] [7]
Antes de la década de 1920, el trabajo práctico sobre ondas de radio se concentraba en el extremo de baja frecuencia del espectro de radio, ya que estas frecuencias eran mejores para la comunicación de largo alcance. [3] Estas estaban muy por debajo de las frecuencias que podrían propagarse incluso en guías de ondas grandes, por lo que hubo poco trabajo experimental sobre guías de ondas durante este período, aunque se hicieron algunos experimentos. En una conferencia del 1 de junio de 1894, "El trabajo de Hertz", ante la Royal Society , Oliver Lodge demostró la transmisión de ondas de radio de 3 pulgadas desde un espacio de chispas a través de un conducto de cobre cilíndrico corto. [3] [8] En su investigación pionera de 1894-1900 sobre microondas, Jagadish Chandra Bose utilizó tramos cortos de tubería para conducir las ondas, por lo que algunas fuentes le atribuyen la invención de la guía de ondas. [9] Sin embargo, después de esto, el concepto de ondas de radio transportadas por un tubo o conducto pasó de los conocimientos de ingeniería. [3]
Durante la década de 1920 se desarrollaron las primeras fuentes continuas de ondas de radio de alta frecuencia: el tubo Barkhausen-Kurz , [10] el primer oscilador que podía producir energía en frecuencias UHF ; y el magnetrón de ánodo dividido que en la década de 1930 había generado ondas de radio de hasta 10 GHz. [3] Estos hicieron posible la primera investigación sistemática sobre microondas en la década de 1930. Se descubrió que las líneas de transmisión utilizadas para transportar ondas de radio de baja frecuencia, línea paralela y cable coaxial , tenían pérdidas de potencia excesivas en las frecuencias de microondas, creando la necesidad de un nuevo método de transmisión. [3] [10]
La guía de ondas fue desarrollada de forma independiente entre 1932 y 1936 por George C. Southworth en Bell Telephone Laboratories [2] y Wilmer L. Barrow en el Instituto de Tecnología de Massachusetts , quienes trabajaron sin conocerse unos a otros. [3] [5] [6] [10] El interés de Southworth se despertó durante su trabajo de doctorado de 1920 en el que midió la constante dieléctrica del agua con una línea Lecher de radiofrecuencia en un tanque largo de agua. Descubrió que si quitaba la línea Lecher, el tanque de agua aún mostraba picos de resonancia, lo que indica que estaba actuando como una guía de ondas dieléctrica . [3] En Bell Labs en 1931 reanudó su trabajo en guías de ondas dieléctricas. En marzo de 1932 observó olas en tuberías de cobre llenas de agua. El trabajo anterior de Rayleigh había sido olvidado, y Sergei A. Schelkunoff , un matemático de Bell Labs, hizo análisis teóricos de guías de ondas [3] [11] y redescubrió modos de guías de ondas. En diciembre de 1933 se descubrió que con una vaina de metal el dieléctrico es superfluo y la atención se centró en las guías de ondas de metal.
Barrow se había interesado por las altas frecuencias en 1930 estudiando con Arnold Sommerfeld en Alemania. [3] En el MIT, a partir de 1932, trabajó en antenas de alta frecuencia para generar haces estrechos de ondas de radio para localizar aviones en la niebla. Inventó una antena de cuerno y tuvo la idea de usar un tubo hueco como línea de alimentación para alimentar ondas de radio a la antena. [3] En marzo de 1936 había derivado los modos de propagación y la frecuencia de corte en una guía de ondas rectangular. [10] La fuente que estaba usando tenía una gran longitud de onda de 40 cm, por lo que para sus primeros experimentos exitosos con guías de ondas usó una sección de conducto de aire de 16 pies y 18 pulgadas de diámetro. [3]
Barrow y Southworth se dieron cuenta del trabajo del otro unas semanas antes de que ambos estuvieran programados para presentar artículos sobre guías de ondas en una reunión combinada de la American Physical Society y el Institute of Radio Engineers en mayo de 1936. [3] [10] Trabajaron amistosamente acuerdos de reparto de créditos y división de patentes.
El desarrollo del radar centimétrico durante la Segunda Guerra Mundial y los primeros tubos de microondas de alta potencia, el klystron (1938) y el magnetrón de cavidad (1940), dieron como resultado el primer uso generalizado de la guía de ondas. [10] Se fabricaron componentes de "fontanería" de guía de ondas estándar, con bridas en el extremo que podían atornillarse entre sí. Después de la guerra en las décadas de 1950 y 1960, las guías de ondas se volvieron comunes en los sistemas comerciales de microondas, como el radar de los aeropuertos y las redes de retransmisión de microondas que se construyeron para transmitir llamadas telefónicas y programas de televisión entre ciudades.
Descripción
En la región de microondas del espectro electromagnético , una guía de ondas normalmente consta de un conductor metálico hueco. Estas guías de ondas pueden adoptar la forma de conductores individuales con o sin un recubrimiento dieléctrico, por ejemplo, la línea Goubau y guías de ondas helicoidales. Las guías de ondas huecas deben tener media longitud de onda o más de diámetro para admitir uno o más modos de onda transversales.
Las guías de ondas pueden llenarse con gas presurizado para inhibir el arco y evitar la multipacción , lo que permite una mayor transmisión de potencia. Por el contrario, es posible que sea necesario evacuar las guías de ondas como parte de los sistemas de evacuación (por ejemplo, sistemas de haz de electrones).
Una guía de ondas ranurada se utiliza generalmente para radares y otras aplicaciones similares. La guía de ondas sirve como una ruta de alimentación y cada ranura es un radiador separado, formando así una antena. Esta estructura tiene la capacidad de generar un patrón de radiación para lanzar una onda electromagnética en una dirección específica relativamente estrecha y controlable.
Una guía de ondas cerrada es una guía de ondas electromagnética (a) que es tubular, generalmente con una sección transversal circular o rectangular, (b) que tiene paredes eléctricamente conductoras, (c) que puede ser hueca o estar rellena con un material dieléctrico , (d) que puede soportar una gran cantidad de modos de propagación discretos, aunque solo unos pocos pueden ser prácticos, (e) en el que cada modo discreto define la constante de propagación para ese modo, (f) en el que el campo en cualquier punto se puede describir en términos de la modos soportados, (g) en los que no hay campo de radiación , y (h) en los que las discontinuidades y curvas pueden causar conversión de modo pero no radiación. [ cita requerida ]
Las dimensiones de una guía de ondas metálica hueca determinan qué longitudes de onda puede soportar y en qué modos. Normalmente, la guía de ondas se opera de modo que solo esté presente un modo. Generalmente se selecciona el modo de orden más bajo posible. Las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte de la guía no se propagarán. Es posible operar guías de ondas en modos de orden superior, o con múltiples modos presentes, pero esto generalmente no es práctico.
Las guías de ondas están hechas casi exclusivamente de metal y en su mayoría estructuras rígidas. Hay ciertos tipos de guías de ondas "corrugadas" que tienen la capacidad de flexionarse y doblarse, pero solo se usan cuando son esenciales, ya que degradan las propiedades de propagación. Debido a la propagación de energía principalmente en el aire o en el espacio dentro de la guía de ondas, es uno de los tipos de línea de transmisión de menor pérdida y muy preferido para aplicaciones de alta frecuencia donde la mayoría de los otros tipos de estructuras de transmisión introducen grandes pérdidas. Debido al efecto piel a altas frecuencias, la corriente eléctrica a lo largo de las paredes penetra típicamente sólo unos pocos micrómetros en el metal de la superficie interior. Dado que aquí es donde ocurre la mayor parte de la pérdida resistiva, es importante que la conductividad de la superficie interior se mantenga lo más alta posible. Por esta razón, la mayoría de las superficies interiores de las guías de ondas están recubiertas de cobre , plata u oro .
Se pueden tomar medidas de relación de onda estacionaria de voltaje ( VSWR ) para garantizar que una guía de ondas sea contigua y no tenga fugas ni dobleces pronunciados. Si existen tales dobleces u orificios en la superficie de la guía de ondas, esto puede disminuir el rendimiento del equipo transmisor y receptor conectados en cualquiera de los extremos. También puede ocurrir una mala transmisión a través de la guía de ondas como resultado de la acumulación de humedad que corroe y degrada la conductividad de las superficies internas, lo cual es crucial para la propagación de bajas pérdidas. Por esta razón, las guías de ondas están equipadas nominalmente con ventanas de microondas en el extremo exterior que no interferirán con la propagación pero mantendrán los elementos fuera. La humedad también puede causar la acumulación de hongos o la formación de arcos eléctricos en sistemas de alta potencia como transmisores de radio o radar. La humedad en las guías de ondas se puede prevenir típicamente con gel de sílice , un desecante o una ligera presurización de las cavidades de las guías de ondas con nitrógeno seco o argón . Los botes de gel de sílice desecante se pueden unir con puntas de rosca y los sistemas de mayor potencia tendrán tanques presurizados para mantener la presión, incluidos los monitores de fugas. La formación de arco también puede ocurrir si hay un agujero, desgarro o golpe en las paredes conductoras, si se transmite a alta potencia (generalmente 200 vatios o más). La plomería de la guía de ondas [12] es crucial para un funcionamiento adecuado de la guía de ondas. Las ondas estacionarias de voltaje ocurren cuando los desajustes de impedancia en la guía de ondas hacen que la energía se refleje en la dirección opuesta de propagación. Además de limitar la transferencia efectiva de energía, estos reflejos pueden causar voltajes más altos en la guía de ondas y dañar el equipo.
Guías de ondas en la práctica
En la práctica, las guías de ondas actúan como equivalentes a los cables para sistemas de frecuencia súper alta (SHF). Para tales aplicaciones, se desea operar guías de ondas con un solo modo propagándose a través de la guía de ondas. Con guías de ondas rectangulares, es posible diseñar la guía de ondas de modo que la banda de frecuencia sobre la que se propaga un solo modo sea tan alta como 2: 1 (es decir, la relación entre el borde superior de la banda y el borde inferior de la banda sea dos). La relación entre las dimensiones de la guía de ondas y la frecuencia más baja es simple: si es la mayor de sus dos dimensiones, entonces la longitud de onda más larga que se propagará es y la frecuencia más baja es entonces
Con guías de onda circulares, el ancho de banda más alto posible que permite que solo un modo se propague es de solo 1.3601: 1. [13]
Debido a que las guías de ondas rectangulares tienen un ancho de banda mucho mayor sobre el que solo se puede propagar un modo, existen estándares para las guías de ondas rectangulares, pero no para las guías de ondas circulares. En general (pero no siempre), las guías de onda estándar están diseñadas de tal manera que
- una banda comienza donde termina otra banda, con otra banda que se superpone a las dos bandas [14]
- el borde inferior de la banda es aproximadamente un 30% más alto que la frecuencia de corte de la guía de ondas
- el borde superior de la banda es aproximadamente un 5% más bajo que la frecuencia de corte del siguiente modo de orden superior
- la altura de la guía de ondas es la mitad del ancho de la guía de ondas
La primera condición es permitir aplicaciones cerca de los bordes de la banda. La segunda condición limita la dispersión , un fenómeno en el que la velocidad de propagación es función de la frecuencia. También limita la pérdida por unidad de longitud. La tercera condición es evitar el acoplamiento de ondas evanescentes a través de modos de orden superior. La cuarta condición es la que permite un ancho de banda de operación de 2: 1. Aunque es posible tener un ancho de banda operativo de 2: 1 cuando la altura es menor que la mitad del ancho, tener la altura exactamente la mitad del ancho maximiza la potencia que puede propagarse dentro de la guía de ondas antes de que ocurra la ruptura dieléctrica .
A continuación se muestra una tabla de guías de ondas estándar. El nombre de la guía de ondas WR significa guía de ondas rectangular , y el número es el ancho de la dimensión interior de la guía de ondas en centésimas de pulgada (0,01 pulgada = 0,254 mm) redondeado a la centésima de pulgada más cercana.
Tamaños estándar de guía de ondas rectangular | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Nombre de la guía de ondas | Nombre de la banda de frecuencia | Banda de frecuencia de funcionamiento recomendada (GHz) | Frecuencia de corte del modo de orden más bajo (GHz) | Frecuencia de corte del siguiente modo (GHz) | Dimensiones internas de la apertura de la guía de ondas | |||
EIA | RCSC * | IEC | (pulgada) | (mm) | ||||
WR2300 | WG0.0 | R3 | 0,32 - 0,45 | 0,257 | 0.513 | 23.000 × 11.500 | 584.20 × 292.10 | |
WR2100 | WG0 | R4 | 0,35 - 0,50 | 0,281 | 0.562 | 21.000 × 10.500 | 533,40 × 266,7 | |
WR1800 | WG1 | R5 | 0,45 - 0,63 | 0.328 | 0,656 | 18.000 × 9.000 | 457,20 × 228,6 | |
WR1500 | WG2 | R6 | 0,50 - 0,75 | 0.393 | 0,787 | 15.000 × 7.500 | 381,00 × 190,5 | |
WR1150 | GT3 | R8 | 0,63 - 0,97 | 0.513 | 1.026 | 11.500 × 5.750 | 202,10 × 146,5 | |
WR975 | GT4 | R9 | 0,75 - 1,15 | 0,605 | 1.211 | 9.750 × 4.875 | 247,7 × 123,8 | |
WR770 | GT5 | R12 | 0,97 - 1,45 | 0,766 | 1.533 | 7.700 × 3.850 | 195,6 × 97,79 | |
WR650 | GT6 | R14 | Banda L (parte) | 1,15 - 1,72 | 0,908 | 1.816 | 6.500 × 3.250 | 165,1 × 82,55 |
WR510 | WG7 | R18 | 1,45 - 2,20 | 1,157 | 2.314 | 5.100 × 2.550 | 129,5 × 64,77 | |
WR430 | GT8 | R22 | 1,72 - 2,60 | 1.372 | 2.745 | 4.300 × 2.150 | 109,2 × 54,61 | |
WR340 | WG9A | R26 | Banda S (parte) | 2,20 - 3,30 | 1.736 | 3.471 | 3.400 × 1.700 | 86,36 × 43,18 |
WR284 | WG10 | R32 | Banda S (parte) | 2,60 - 3,95 | 2.078 | 4.156 | 2.840 × 1.340 † | 72,14 × 34,94 |
WR229 | WG11A | R40 | Banda C (parte) | 3,30 - 4,90 | 2.577 | 5.154 | 2.290 × 1.145 | 58,17 × 29,08 |
WR187 | WG12 | R48 | Banda C (parte) | 3,95 - 5,85 | 3.153 | 6.305 | 1.872 × 0.872 † | 47,55 × 22,2 |
WR159 | GT13 | R58 | Banda C (parte) | 4,90 - 7,05 | 3.712 | 7.423 | 1,590 × 0,795 | 40,38 × 20,2 |
WR137 | WG14 | R70 | Banda C (parte) | 5,85 - 8,20 | 4.301 | 8.603 | 1,372 × 0,622 † | 34,90 × 15,8 |
WR112 | WG15 | R84 | - | 7,05 - 10,00 | 5.260 | 10.520 | 1,122 × 0,497 † | 28,50 × 12,6 |
WR90 | WG16 | R100 | Banda X | 8,20 - 12,40 | 6.557 | 13.114 | 0,900 × 0,400 † | 22,9 × 10,2 |
WR75 | WG17 | R120 | - | 10.00 - 15.00 | 7.869 | 15.737 | 0,750 × 0,375 | 19,1 × 9,53 |
WR62 | WG18 | R140 | Banda k u | 12.40 - 18.00 | 9.488 | 18.976 | 0,622 × 0,311 | 15,8 × 7,90 |
WR51 | GT19 | R180 | - | 15.00 - 22.00 | 11.572 | 23.143 | 0,510 × 0,255 | 13,0 × 6,48 |
WR42 | WG20 | R220 | Banda K | 18.00 - 26.50 | 14.051 | 28.102 | 0,420 × 0,170 † | 10,7 × 4,32 |
WR34 | WG21 | R260 | - | 22.00 - 33.00 | 17.357 | 34.715 | 0,340 × 0,170 | 8,64 × 4,32 |
WR28 | WG22 | R320 | K una banda | 26,50 - 40,00 | 21.077 | 42.154 | 0,280 × 0,140 | 7,11 × 3,56 |
WR22 | WG23 | R400 | Banda Q | 33,00 - 50,00 | 26.346 | 52.692 | 0,224 × 0,112 | 5,68 × 2,84 |
WR19 | WG24 | R500 | Banda U | 40,00 - 60,00 | 31.391 | 62.782 | 0,188 × 0,094 | 4,78 × 2,39 |
WR15 | WG25 | R620 | Banda V | 50,00 - 75,00 | 39.875 | 79.750 | 0,148 × 0,074 | 3,76 × 1,88 |
WR12 | WG26 | R740 | Banda E | 60,00 - 90,00 | 48.373 | 96.746 | 0,122 × 0,061 | 3,10 × 1,55 |
WR10 | WG27 | R900 | Banda W | 75,00 - 110,00 | 59.015 | 118.030 | 0,100 × 0,050 | 2,54 × 1,27 |
WR8 | WG28 | R1200 | Banda F | 90,00 - 140,00 | 73.768 | 147.536 | 0,080 × 0,040 | 2,03 × 1,02 |
WR6, WR7, WR6,5 | WG29 | R1400 | Banda D | 110,00 - 170,00 | 90.791 | 181.583 | 0,0650 × 0,0325 | 1,65 × 0,826 |
WR5 | WG30 | R1800 | 140,00 - 220,00 | 115.714 | 231.429 | 0,0510 × 0,0255 | 1,30 × 0,648 | |
WR4 | WG31 | R2200 | 172,00 - 260,00 | 137.243 | 274.485 | 0,0430 × 0,0215 | 1,09 × 0,546 | |
WR3 | WG32 | R2600 | 220,00 - 330,00 | 173.571 | 347.143 | 0,0340 × 0,0170 | 0,864 × 0,432 |
- * Comité de Normalización de Componentes de Radio
- † Por razones históricas, las dimensiones exteriores en lugar de las interiores de estas guías de ondas son 2: 1 (con espesor de pared WG6 – WG10: 0.08 "(2.0 mm), WG11A – WG15: 0.064" (1.6 mm), WG16 – WG17: 0.05 " (1,3 mm), WG18 – WG28: 0,04 "(1,0 mm)) [15]
Para las frecuencias de la tabla anterior, la principal ventaja de las guías de ondas sobre los cables coaxiales es que las guías de ondas admiten la propagación con menor pérdida. Para frecuencias más bajas, las dimensiones de la guía de ondas se vuelven impracticablemente grandes, y para frecuencias más altas las dimensiones se vuelven impracticablemente pequeñas (la tolerancia de fabricación se convierte en una parte significativa del tamaño de la guía de ondas).
Análisis matemático
Las guías de ondas electromagnéticas se analizan resolviendo las ecuaciones de Maxwell , o su forma reducida, la ecuación de ondas electromagnéticas , con condiciones de contorno determinadas por las propiedades de los materiales y sus interfaces. Estas ecuaciones tienen múltiples soluciones, o modos, que son funciones propias del sistema de ecuaciones. Cada modo se caracteriza por una frecuencia de corte por debajo de la cual el modo no puede existir en la guía. Los modos de propagación de la guía de ondas dependen de la longitud de onda operativa y la polarización y de la forma y tamaño de la guía. El modo longitudinal de una guía de ondas es un patrón de onda estacionaria particular formado por ondas confinadas en la cavidad. Los modos transversales se clasifican en diferentes tipos:
- Los modos TE (eléctrico transversal) no tienen campo eléctrico en la dirección de propagación.
- Los modos TM (magnético transversal) no tienen campo magnético en la dirección de propagación.
- Los modos TEM (electromagnético transversal) no tienen campo eléctrico ni magnético en la dirección de propagación.
- Los modos híbridos tienen componentes de campo eléctrico y magnético en la dirección de propagación.
Las guías de onda con ciertas simetrías pueden resolverse utilizando el método de separación de variables . Las guías de ondas rectangulares se pueden resolver en coordenadas rectangulares. [16] : 143 Las guías de ondas redondas se pueden resolver en coordenadas cilíndricas. [16] : 198
En guías de ondas huecas de un solo conductor, las ondas TEM no son posibles. La solución de las ecuaciones de Maxwell para tal onda muestra que el campo eléctrico debe tener tanto una divergencia como una curvatura cero [se necesita aclaración ] . Dado que el campo eléctrico tangente a los límites conductores debe ser igual a cero, debe ser cero en todas partes. Equivalentemente,con las condiciones de contorno garantiza sólo la solución trivial de ningún campo. Esto contrasta con las líneas de transmisión de dos conductores que se utilizan a frecuencias más bajas; cable coaxial , línea de alambre paralelo y línea de tira , en el que es posible el modo TEM. Además, los modos de propagación (es decir, TE y TM) dentro de la guía de ondas se pueden expresar matemáticamente como la superposición de ondas TEM. [17]
El modo con la frecuencia de corte más baja se denomina modo dominante de la guía. Es común elegir el tamaño de la guía de modo que solo este modo pueda existir en la banda de frecuencia de operación. En guías de ondas rectangulares y circulares (tubería hueca), los modos dominantes se designan el modo TE 1,0 y los modos TE 1,1 respectivamente. [18]
Modo TE 1,1 de una guía de ondas metálica hueca circular.
Guías de ondas dieléctricas
Una guía de ondas dieléctrica emplea una varilla dieléctrica sólida en lugar de una tubería hueca. Una fibra óptica es una guía dieléctrica diseñada para funcionar a frecuencias ópticas. Las líneas de transmisión tales como microcinta , guía de ondas coplanar , línea de banda o cable coaxial también pueden considerarse guías de onda.
Las guías de onda de barras y placas dieléctricas se utilizan para conducir ondas de radio, principalmente a frecuencias de ondas milimétricas y superiores. [19] [20] Éstos confinan las ondas de radio por la reflexión interna total del paso en el índice de refracción debido al cambio en la constante dieléctrica en la superficie del material. [21] A frecuencias de ondas milimétricas y superiores, el metal no es un buen conductor, por lo que las guías de ondas metálicas pueden tener una atenuación creciente. A estas longitudes de onda, las guías de ondas dieléctricas pueden tener pérdidas más bajas que las guías de ondas de metal. La fibra óptica es una forma de guía de ondas dieléctrica que se utiliza en longitudes de onda ópticas.
Una diferencia entre las guías de ondas dieléctricas y metálicas es que en una superficie metálica las ondas electromagnéticas están estrechamente confinadas; a altas frecuencias, los campos eléctricos y magnéticos penetran una distancia muy corta en el metal. Por el contrario, la superficie de la guía de ondas dieléctrica es una interfaz entre dos dieléctricos, por lo que los campos de la onda penetran fuera del dieléctrico en forma de onda evanescente (no propagante). [21]
Ver también
- Filtro de guía de ondas
- Pérdida por desalineación angular
- Resonador de cavidad
- Frecuencia de corte
- Constante dieléctrica
- Radiación electromagnética
- Bocina de alimentación
- Cable lleno
- Horn (telecomunicaciones)
- Modo con fugas
- Guía de ondas integrado de sustrato
- Tubo de klystron
- Magia T
- Guía de onda óptica
- Modo de radiación
- Onda de radio
- Propagación de radio
- Medio de transmision
- Antena Wifi
- Junta rotativa de guía de ondas
Referencias
Este artículo se basa en parte en material de la Norma Federal 1037C y de MIL-STD-188 y ATIS.
- ^ Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos, "El diccionario estándar IEEE de términos eléctricos y electrónicos"; 6ª ed. Nueva York, NY, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, c1997. IEEE Std 100-1996. ISBN 1-55937-833-6 [ed. Comité de Coordinación de Normas 10, Términos y Definiciones; Jane Radatz, (presidenta)]
- ^ a b c Southworth, GC (agosto de 1936). "Guías de ondas eléctricas" (PDF) . Artesanía de onda corta . 7 (1): 198, 233 . Consultado el 27 de marzo de 2015 .
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Patentes
- Southworth, Patente de EE.UU. 2.407.690 , " Sistema electroterapéutico de guía de ondas "
- Hopper, Patente de EE.UU. 2.806.138 , " Convertidor de frecuencia de guía de ondas", 10 de septiembre de 1957
- Sitios web
- Campos eléctricos y magnéticos transversales en una guía de ondas
- Dimensiones de la guía de ondas
- Derivación de campos dentro de una guía de ondas rectangular antenna-theory.com
- Guías de ondas en aceleradores de partículas que incorporan Klystrons