“ SUBSISTEMAS de GUÍA DE ONDA PARA...

Universidad de CANTABRIADpto. Ingeniería de ComunicacionesJulio - 2010 - Telecomunicaciones y Defensa -

TECNOLOGIAS AVANZADAS EN GUIA DE ONDA

“ SUBSISTEMAS de GUÍA DE ONDA PARAALIMENTACIÓN DE ANTENAS“

Angel Mediavilla Sánchez*, Francisco Marante Rizo**, Karen Cepero**

* Departamento de Ingeniería de ComunicacionesEscuela Técnica Superior de Ingenieros de TelecomunicaciónUniversidad de Cantabria (UNICAN) – España

** Departamento de TelecomunicacionesInstituto Superior Técnico José Antonio Echeverría (ISPJAE)La Habana - Cuba


SITUACIÓN DE LA PRESENTACIÓN

Antenna

Power Amplifieror

Low Noise Amplifier


GENERALIDADES

RADAR

RADIOASTRONOMÍACOMUNICACIONES MÚLTIPLES


GENERALIDADES

Guía CircularConector Tipo N

Cortocircuito

El bricolaje también FUNCIONA


LINEAS DE TRANSMISION “PLANARES”

Plano Paralela Strip

w

b

w >> b

SoportanModos TEMò cuasi-TEM

SoportanModos TEMò cuasi-TEM

strip strip cerrado

strip suspendido

r

r

r

r

Strip suspendido

r

Dispersión importantePérdidas por radiación

Modo TEM purono hay dispersión

No hay pérdidas por radiaciónPero aparecen modos de guía de onda

Pérdidas pequeñas en el dieléctrico No hay pérdidas en el dieléctrico

No hay dispersión


LINEAS DE TRANSMISION “COAXIAL”

Zo = 60.(r/r)0.5.Ln(b/a)Zo = 60.(r/r)0.5.Ln(b/a)

vp = c / (r.r)0.5

= o.(vp/c)

Modo TEM En general: g = o / (r)0.5En general: g = o / (r)0.5

Rext=bRint=a

Atenuación por unidad de longitud

= c + d

s

. (r)0.5. [1 + b/a]

c = 13.6 ------------------------------o . b . Ln(b/a)

s

. (r)0.5. [1 + b/a]

c = 13.6 ------------------------------o . b . Ln(b/a)

(r)0.5. tand = 27.3 ------------------

o

(r)0.5. tand = 27.3 ------------------

o

en db/m- s

: profundidad Skin- tan

del dieléctrico

dieléctrico r

Ambas atenuaciones aumentan con la frecuencia


LINEAS DE TRANSMISION “COAXIAL”

Modo TEM Modo TE11

Si aumentamos

la frecuenciade transmisión

Modos SUPERIORES

por encima de su Fc

c(para b/a < 7) aproximado c = .(a+b)

Fc = --------------------------

(a+b) (r.r)0.5

c(para b/a < 7) aproximado c = .(a+b)

Fc = --------------------------

(a+b) (r.r)0.5

Modo TEM FreqFc TE110 Fc TEnm

Modo SUPERIOR más inmediato : TE11

Ejemplo : Conector tipo SMA 2b=4.1mm 2a=1.26mm Er=2.0 Zc=50ohm

Fc (TE11) = 25 GHz

Pout

Freq (GHz)

1010.10.01

Seguridad: Fmax=0.9FcSeguridad: Fmax=0.9Fc

Fmax


a

bWR

BW TE10

Fc TE10

Power

Attn

Dimensions

BANDA(GHz)

(GHz)

(MW)

dB/33m

axb (mm)

229 3.3-4.9 2.57 2 1 58.17x29.08 S

.137 5.85-8.2 4.3 0.6 2.2 34.8x15.8 C

. 112 7.05-10.0 5.25 0.4 3 28.5x12.6 Xl

.90 8.2-12.4 6.55 0.25 4.8 22.86x10.16 X

.62 12.4-18 9.48 0.12 5.4 15.8x7.9 KU

.42 18-26.5 14.05 0.045 15 10.7x4.3 K .28 26.5-40 21.08 0.025 7.11x3.56 KA

.22 33-50 26.34 0.016 5.7x2.8 Q

.10 75-110 59.01 0.003 2.54x1.27 .

Fc = c/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5

para TEmn en aire

BW TE10: entre 1.2Fc10 y 1.9Fc10

Múltiples modosTEmn y TMmndependiendo dela frecuencia detrabajo.Normalmente a=2b

Tipos Estandar de Guías Rectangulares

Guías de Onda Rectangulares

Frecuencia de corte TEmna

b

Modo TE10

ETE10


a

b

Fc = c/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5

para TEmn

BW TE10: entre 1.2Fc10 y 1.9Fc10


Frecuencia de corte TEmn

Ejemplo: WR90 (Banda X)a=22.86mmb=10.16mm

Modo

Fc(GHz)TE10

6.557TE20 13.114TE01 14.753

TE11 16.145TM11 16.145

TE30 19.671

TE21 19.739TM21 19.739

TE31 24.589TM31 24.589

TE40 26.228

BW=33%BW=33%

a

b

TE20

a

b

TM11


z

g/2

b

Modo TE10

og = ------------------

[1 – (o/c)2]0.5

og = ------------------

[1 – (o/c)2]0.5

Medio dispersivo:las propiedades varíancon la Frecuencia

c = c / Fc = 2.ac = c / Fc = 2.a

a

= 2

/ g

= 2

/ g

Zc = 120.(b/a).(g/o)Zc = 120.(b/a).(g/o)


Zc Potencia-Voltaje

Cte. Propagación

Longitud de Onda

Long. Onda de corte

27.3 tand

= --------------------------o [1 – (Fc/F)2]0.5

27.3 tand

= --------------------------o [1 – (Fc/F)2]0.5

27.3 s.[1+2b/a.(Fc/F)2]c

= ----------------------------------o.b [1 – (Fc/F)2]0.5

27.3 s.[1+2b/a.(Fc/F)2]c

= ----------------------------------o.b [1 – (Fc/F)2]0.5

Guía de onda VACIA

Pérdidas en la Guía en dB/m:

En Guía vacía las pérdidas son solo en el conductor, y esconsiderablemente menor que en un coaxial

equivalente



8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

0.1

0.2

0.3

0.4

Atn en Conductor (dB/m)

Freq (GHz)

Modo TE10a=20 b=10mm

Fc TE10 =7.5 Fc TE20 =15.0

8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

200

400

600

800

Freq (GHz)

Modo TE10a=20 b=10mm

Fc TE20 =15.0

Zc (Ohm)

Fc TE10 =7.5

Medio de Transmisión NOTABLEMENTE dispersivo

a

b

Modo TE10

E

La Guía Rectangular Funciona comoun FILTRO Paso-Alto con frecuenciade corte Fc del Modo


a

b

Fc = C/2. [(m/a)2+(n/b)2]0.5

para TEmn

Guías de Onda Rectangulares - CUADRADAS

Frecuencia de corte TEmn

a = b

FcTEmn=FcTEnmFcTMmn=FcTMnm

Ejemplo: a = b = 14.6mm

Modo

Fc(GHz)TE10

10.266TE01

10.266

TE11 14.519TM11 14.519

TE20 20.533TE02 20.533

TE21 22.957TE12 22.957TM21 22.957TM12 22.957

Entre 10.26 y 14.5GHz

TE10

TE01TE10 y TE01 sonortogonales

BW=17%BW=17%


Guías de Onda Rectangulares - CUADRADAS

8.0 10.0 12.0 14.0 16.0

0.1

0.2

0.3

0.4


Freq (GHz)

Modo TE10

Fc TE10 =7.5Fc TE20 =15.0

TE10

TE01TE10 y TE01 sonortogonales

La atenuación en los conductores en CUADRADAes menor que su homólogo en RECTANGULAR

a=20mm b=10mm

a=20mm b=20mm


Guías de Onda Circulares

TE11

R

Múltiples modosTEmn y TMmndependiendo dela frecuencia detrabajo.

- Frecuencias de corte: Funciones de BESSEL

- El modo más bajo es el TE11: c = 3.412 R

- El modo superior inmediato es el TM01

: c = 2.612 R

- Puede soportar DOS polarizaciones: dos TE11 perpendiculares

Ejemplo: R=11mm guía C97

Modo

Fc(GHz)TE11

7.98 .TM01 10.43 .TE21 13.25 .

TE01 16.62 .TM11 16.62 .

TE31 18.22 .BW=13%BW=13%


6.0 6.5 7.0 7.5 8.0

0.04

0.08

0.12

0.16


Freq (GHz)

Modo TE11

Fc TE11 =5.84Fc TM01 =7.62

R = 15mm

Guías de Onda Circulares

TE11

Pérdidas muy INFERIORES a la guía RECTANGULAR

Muy interesante comoforma de ataque a las ANTENAS


a

b g

s

Al introducir el ridge (simple ò doble), la frecuencia de cortedel modo Fundamental TE10 se reduce considerablemente másque la frecuencia de corte del siguiente modo TE20.

Operación MONOMODO en muy ancha banda

Al introducir el ridge (simple ò doble), la frecuencia de cortedel modo Fundamental TE10 se reduce considerablemente másque la frecuencia de corte del siguiente modo TE20.

Operación MONOMODO en muy ancha banda

a

b g

s

Guías de Onda Rectangulares-RIDGE

BW=56%BW=56%

Ejemplo: Ridge Simplea=22.86mm b=10.16mm (WR90)

s=9.1mm g=2mmFcTE10 = 3.125GHzFcTE20 = 10.95GHz

Ridge Doble

Ridge Simple

Ejemplo: Guía Rectangulara=22.86mm b=10.16mm (WR90)

FcTE10 = 6.56GHzFcTE20 = 13.11GHz

BW=33%BW=33%


Supresores de Modo en Guías de Onda

Hilos Radiales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE11 y todos los TM- No afecta a los modos circulares TE01, TE02, … TE0n

Hilos Radiales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE11 y todos los TM- No afecta a los modos circulares TE01, TE02, … TE0n

Hilos Circulares (ò Cintas en “z”) soportados por “foam”:- Refleja totalmente todos los modos TEmn - No afecta al modo inmediato superior TM01

Hilos Circulares (ò Cintas en “z”) soportados por “foam”:- Refleja totalmente todos los modos TEmn - No afecta al modo inmediato superior TM01

Hilos Transversales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE10- Refleja totalmente los modos TE11 y todos los TM- No afecta al posible modo TE01.

Hilos Transversales (ò Cintas en “z”):- Refleja totalmente el modo fundamental TE10- Refleja totalmente los modos TE11 y todos los TM- No afecta al posible modo TE01.

- En general un modo “PASA” si su E

es normal a los hilos.- Si no queremos reflexión: Cinta Resistiva

Guía circular

Guía rectangular


TRANSICION Coaxial - Guía de Onda Rectangular

Coaxial TEMACOPLO por SONDA ELECTRICA al TE10Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE10:

Coaxial TEM

Modo TE10

Modo TE20

ACOPLO por SONDA ELECTRICA al TE20Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE20: Las señales en el Coaxialdeben estar en fase.

a

b

TE20

b

a

TE10

b

a

z

z

cortocircuito

TE10b

g/4



Modo TE10 Modo TE10

Modo TE10

Dieléctrico

Variantes de la Transición Simple a Guía TE10

Mayor Ancho de BandaMayor Ancho de Banda

corto corto

corto


WR137: a=34.8 b=15.8mmTE10: 5.5 a 8.1 GHz

WR137: a=34.8 b=15.8mmTE10: 5.5 a 8.1 GHz


20dB

30dB


ACOPLO por SONDA MAGNETICA al TE10Transición de Línea Coaxial a Rectangularpara el modo TE10:

Modo TE10b

z

Modo TE10

z

ConfiguraciónBanda Ancha

ConfiguraciónBanda Ancha

ConfiguraciónBanda Estrecha

ConfiguraciónBanda Estrecha


Coax

Coax



WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHz

WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHz

30dB

30dB

BW 20%

BW 40%


TE11

TE10

TRANSICION Guía de Onda Rectangular a Circular

TE10

TE11Corto

End Transition

Perpendicular Transition

TE10

TE11



WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHzBW@30dB : 18%

WR112: a=28.5 b=12.6mmTE10: 6.5 a 10 GHzBW@30dB : 18%

TE10

TE11

End Transition 30dB 18%



WR229: a=42.8 b=21.4mmTE10: 3.6 a 7.2 GHzBW@30dB : 66%

WR229: a=42.8 b=21.4mmTE10: 3.6 a 7.2 GHzBW@30dB : 66%

TE10

TE11

End Transition 35dB 66%


TRANSICION Guía de Onda Cuadrada a Circular

TE10

TE01

BW@30dB : 25%BW@30dB : 25%

30dB 25%


a

b2

Discontinuidades en Guía de Onda Rectangular

Salto en altura en Guía Rectangular- Suponemos que trabajamos en una bandade frecuencias que solo propaga

el modofundamental TE10

- En la discontinuidad se excitan modos superioresque no tienen posibilidad de propagarse solopueden almacenar energía

en forma deCondensadores, Inductancias ò combinaciones

- Suponemos que trabajamos en una bandade frecuencias que solo propaga

el modofundamental TE10

- En la discontinuidad se excitan modos superioresque no tienen posibilidad de propagarse solopueden almacenar energía

en forma deCondensadores, Inductancias ò combinaciones

z

z

TE10TE10

Modos superiores TEnm

Zc1 Zc2RED

reactiva

TE10TE10

b1



z

TE10 TE10

TEnm

REDreactiva

- Cuando dos discontinuidades están muy cercanas, hay modos superiores

que “tocan” la siguiente. En este caso, el circuito equivalente es

multimodo

pues entre las discontinuidades podemos considerar que existe propagaciónAtenuada.

- Cuando dos discontinuidades están muy cercanas, hay modos superiores

que “tocan” la siguiente.En este caso, el circuito equivalente es

multimodo

pues entre las discontinuidadespodemos considerar que existe propagaciónAtenuada.

Zc10

Zcmn

Zcmn

REDreactiva

TE10 TE10

Zc10 Zc10

b


a

b1 b2

a1

b

a2


Zo1 Zo2 Zo1 Zo2jBC -jBL

b2/b1

0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

1

2

3

4

5(BC.Z01).(g/b1)

a2/a1

0.2 0.4 0.6 0.8 1.00

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0(BL.Z01).(2a1/g)

C

disminuye con b2 C

disminuye con b2 L

aumenta con a2 L

aumenta con a2

Utilizadas para hacerCircuitos en Guía

TE10 TE10

Salto Plano-E Salto Plano-H


dt

diámetro “d” w


Z0 Z0-jBL

t t

Para valores pequeños de t << a

Z0 Z0-jBL

jBc jBc

Condensadores adicionalespara valores de “t” grandes

Utilizadas para hacerCircuitos en Guía

Iris-H simétrico Iris-circular Fin-plano H


t


d td

Iris-E simétrico Fin-plano E

Z0 Z0jBC

jBc jBc

Z0 Z0jBC

Utilizadas para hacercircuitos en Guía



Iris Resonante

Poste Variable(sección cuadrada òcircular)

Z0 Z0C

jBc jBc

L

Z0 Z0C

jBc jBc

L

Resuena enla banda delModo TE10

Resuena enla banda delModo TE10

Se consigueuna amplia gamade Reactancias

Se consigueuna amplia gamade Reactancias


Terminaciones y Cortos Variables

Terminación “bajo ROE” Terminación para “Alta Potencia”

MaterialAbsorbente

b

Absorbente Contacto láminade Berilio

Movimiento

Corto Variable de “contacto”

b

Movimiento

Corto Variable “Sin contacto”

/4

/4Contacto

(Punto de contactoen corriente nula)

(Punto de contactoen corriente nula)

(Problemas enalta frecuencia)

(Problemas enalta frecuencia)

BW: Toda BandaRloss 30-40dB


a

a’L

Desfasadores Fijos “Banda Estrecha”

E.ej1

E.ej2 - En un tramo de guía vacío “L” la diferencia de faseo2 - o1 es v = –v.L y varía con la frecuencia.

- Ahora queremos construir un circuito de forma quesu d

(variable con la frecuencia) sea tal que al com-pararlo con la guía vacía resulte en un diferencial:

d

– v

= cte =

deseada (tip. 45º, 90º, 180º)

- En un tramo de guía vacío “L” la diferencia de faseo2 - o1 es v = –v.L y varía con la frecuencia.

- Ahora queremos construir un circuito de forma quesu d

(variable con la frecuencia) sea tal que al com-pararlo con la guía vacía resulte en un diferencial:

d

– v

= cte =

deseada (tip. 45º, 90º, 180º)

Desfasador por estrechamientoUna forma evidente es ensanchar ò estrechar la guíapuesto que la constante de propagación

varía con “a”

= [v – d].L = [2/gv – 2/gd].L

= [v – d].L = [2/gv – 2/gd].L

og = ------------------

[1 – (o/c)2]0.5

og = ------------------

[1 – (o/c)2]0.5

c = c / Fc = 2.ac = c / Fc = 2.a

= 2

/ g

= 2

/ g

Detalles:

- Al reducir la guía cambiamos su Fc el ancho de bandade trabajo se restringe.- El salto entre guías afectará a la adaptación del desfasador- El cambio de fase deseado se verificará en un BW estrechoya que

varía con la frecuencia.

Modo TE10


L

a

d

Desfasador con doble discont.

Una forma alternativa consiste en introducir reactanciasen la guía vacía. Si el diseño es correcto, las reflexionesdebidas a estos elementos se cancelan mientras quesus efectos de fase son aditivos

Una forma alternativa consiste en introducir reactanciasen la guía vacía. Si el diseño es correcto, las reflexionesdebidas a estos elementos se cancelan mientras quesus efectos de fase son aditivos

Desfasadores Fijos “Banda Estrecha”

Z0 Z0-jBL -jBL

L

Z0

An Bn 1 0 cos(L) jsin(L) 1 0Cn Dn -jBLn 1 jsin(L) cos(L) -jBLn 1

Si llamamos BLn

al valor normalizado de BL: BLn=BL.Zoentonces la matriz ABCD normalizada de la red es:

=

Si la impedancia de entrada norm. Zin_n=(An+Bn)/(Cn+Dn)debe ser unidad para que exista adaptación, y ya que An=Dnentonces necesitamos Cn=Bn por lo que:

L = /2 + arctan(BLn/2)L = /2 + arctan(BLn/2)

Por otro lado, el cambio de fase diferencial es:

= L – [/2 – arctan(BLn/2)]

= L – [/2 – arctan(BLn/2)]

= 2.artan(BLn/2)

= 2.artan(BLn/2)

- Al contrario ocurre si introducimos reactancias capacitivas.- Circuito de banda estrecha y sensitivocon la frecuencia


Desfasadores Fijos “Ancha Banda”

Iris Capacitivo

Ridge Capacitivo

90º +/- 2º

40 dB

Estructuras tipo PASO-BAJO


Uniones de Guías

1

23

Unión T plano-E(simetría Magnética)

1 2

3

Puerta 3 Reparte señal en contrafase

Z0 Z0

-jX

Z’0

Circuito con conexión Serie

3

1 2

- Las TRES Puertas no pueden estar adaptadassimultaneamente.

- La puerta 3 reparte potencia en contrafase, perono reparte la mitad debido a la desadaptación

-Si adaptamos (3) el reparto es 3dB pero S11 y S22será 6dB


12

3

Unión T plano-H(simetría Eléctrica)

Uniones de Guías

Z0 Z0-jX

Z’0 3

1 2

Circuito con conexión Paralela

Puerta 3 Reparte señal en fase

- Las TRES Puertas no pueden estar adaptadassimultaneamente.

- La puerta 3 reparte potencia en fase, perono reparte la mitad debido a la desadaptación

-Si adaptamos (3) el reparto es 3dB pero S11 y S22será 6dB


Uniones Híbridas – T mágica

12

3

T - Híbrida4

-Puertas 1 y 2 Desacopladas-Puertas 3 y 4 Desacopladas-Repartos habituales en fase y contrafase

1 2

3

4

IN

IN

(Diferencia)(Suma)

T-Mágica.- Si todas las puertas estánadaptadas. Para ello hay que introducirPequeñas discontinuidades en la unión.- En este caso, el reparto es 3dB.

Ejemplo:

T - Mágica

Iris

Poste

4

3

Utilizable como Divisoró

Combinador de Potencia 0º

ò 180ºUtilizable como Divisoró


ò 180º

BW: 10-20%1


Uniones Híbridas – T mágica

T Mágica Optimizada

BW : 12%





ò 180º

iris


Uniones Híbridas – Anillo Híbrido (rat trace)

1

2

3

4

b Zo

Zo/√2

A diferencia de la ConfiguraciónMicrostrip, esta es una conexiónserie

de líneas.

g/4

3g/4

-Puertas 1 y 2 aisladas-Puertas 3 y 4 aisladas-(1) reparte entre (3) y (4) en contrafase (3dB).-(4) reparte entre (1) y (2) en fase (3dB).

Diferencia de Caminos





ò 180ºBW: 10%


ACOPLADORES xdB

Híbrido Plano H

Slot Coupler

-3 dB

División Asimétrica

aislamiento

adaptación

aislamiento +adaptación

BW: 10%

BW: 20%

12

3 4


ACOPLADORES 3dB

BW: 20%

Acoplador 3dB tipo Ribblet

desfase entre puertas : 90º

adaptación +aislamiento

acoplo 3dB


Combinador de Potencia 90ºUtilizable como Divisoró


1 2

34/ 4

11 22

3344/ 4

Homónimo enmicrostrip

BW: 20 - 30%


FILTROS en Guía Rectangular

K1C3 L3

C1 L1C3 L3

K2C1 L1 C1 L1

K1 K2

Estructura tradicionalPaso Banda

Estructuracon Inversores

Estructura conInversores y trozosde línea de transmisión

go/4

Zc , Yc K , J ZL

Zin , YinZin = Zc2/ZL @ FoYin = Yc2/YL @ Fo

K = ZcJ = Yc

Zc Zc

L

Zc Zc

C

Yc Yc

L

Yc Yc

C

X = K / [ 1 - ( K / Zc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2X / Zc ) |

X=LW

K Inverters

B = J / [ 1 - ( J / Yc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2B / Yc ) |

J Inverters

X=-1/CW

B=-1/LW B=CW

(a)

(b)

go/4

Zc , Yc K , J ZL

Zin , YinZin = Zc2/ZL @ FoYin = Yc2/YL @ Fo

K = ZcJ = Yc

Zc Zc

L

Zc Zc

C

Yc Yc

L

Yc Yc

C

X = K / [ 1 - ( K / Zc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2X / Zc ) |

X=LW

K Inverters

B = J / [ 1 - ( J / Yc )2 ] = 1/2 | ATN ( 2B / Yc ) |

J Inverters

X=-1/CW

B=-1/LW B=CW

(a)

(b)

Ejemplos de Inversores


FILTROS Paso-Banda en Guía Rectangular

Con Iris Simétricos Con Iris Asimétricos

Con Postes Simétricos Con Láminas Plano-E

BW : 6 -

15%

Z0 Z0-jBL


FILTROS Paso-Bajo en Guía Rectangular

2º armónico

Eliminación de 2º armónicoen Transmisores

Eliminación de 2º armónicoen Transmisores

t

d

Iris-E simétrico

Elemento

EstructuraPaso-Bajo


FILTROS Elípticos en Guía Rectangular

Ceros deTransmisión

Secciónconvencional



T-plano E yStub serie

1

23

cortocircuito


FILTROS Cuasi-Elípticos en Guía Rectangular

Pendienteimportante


Cortocircuito

Rechazo suplementarioa uno de los lados delfiltro.

Rechazo suplementarioa uno de los lados delfiltro.


DUPLEXORES

TX RX

aislamientoTX-RX

TX RX

Puerto Comúnhacia la antena

Seleccionan dos bandas de frecuenciateóricamente aisladas entre si.

Seleccionan dos bandas de frecuenciateóricamente aisladas entre si.


DUPLEXORES (variantes)

Duplex Plano H(T adaptada)

Duplex Plano H(septum)

Duplex Plano E

septum

red deadaptación

Multi-steppara adaptación


ORTOMODOS

Salida común“CIRCULAR”

(hacia la antena)

Salida común“CUADRADA”

(hacia la antena)

TE10TX

TE10RX

TE11

TE11

- En la guía común TX y RXson Ortogonales: AislamientoInfinito.-Funcionamiento en la misma bandaò en bandas diferentes

- En la guía común TX y RXson Ortogonales: AislamientoInfinito.-Funcionamiento en la misma bandaò en bandas diferentes

TE10

TE01

BW: 10-15%

TXRX


DUAL-BAND ORTOMODOS

TxRx

Salida común“CUADRADA”

(hacia la antena) Rx Tx

Paso

WR75: banda KuWR75: banda Ku


POLARIZADORES a CIRCULAR

- Conversión de una polarización LINEALhacia una polarización CIRCULAR:

1º.- Dividimos la señal en dos partesortogonales atacando a 45º la guía cuadrada

2º.- Desfasamos uno de los modos 90º res-pecto del otro.

TE10(lineal) Transformador

adaptación

SecciónCircular

TE10

TE01

adaptacionS11 (<-30dB)

S21 al TE10 ò TE01(3dB)S22 al TE10 ò TE01

(6dB)El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº

BW: 40%

El desfase entreTE10 y TE01 esde CEROº

BW: 40%



- Conversión de una polarización LINEALhacia una polarización CIRCULAR:

1º.- Dividimos la señal en dos partesortogonales atacando a 45º la guía cuadrada

2º.- Desfasamos uno de los modos 90º res-pecto del otro.

TE10TE01

(lineal) Transformadoradaptación

SalidaCircular

TE11c

TE11s

adaptacionS11 (<-30dB)

S21 al TE10 ò TE01(3dB)


BW: 66%


BW: 66%



TE10

TE01

TE10

El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01

90º



TE10

TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01El modo TE10 se retarda 90º con respecto al TE01

90º +/- 4º65% 9 GHz 17.5 GHz


OMT - POLARIZACION CIRCULAR

TXRX

3dB desfasadas +90º(circular a derechas)

RX hace lo propiopero Circular aIzquierdas

Aislamiento TX-RX

Adaptaciónde puertos

División 3dB

DetalleBW 20%


OMT – BROADBAND POL. LINEAL

Navarrini et al.“A Turnstile Waveguide JunctionOrthomode Transducer”IEEE Trans. on MTT, jan. 2006


Isolation > 50dBTyp. 60dB

We can dobetter

BW@25dB : 28%BW@25dB : 28%

BW@25dB : 40%BW@25dB : 40%



Turnstile Based


(evolution)

(60% Bandwidth)


CONVERSOR DE MODO

Paso de un modo “circular tradicional TE11” hacia un modo “circular especial TM01” modo TM01: nulo de campo eléctrico en el centro de la guía

posibilidad de “intubar” haces de electrones ó circuitería

Nulo de CampoEléctrico


CONVERSOR DE MODO

110121 TETMS

)( 1122 TES

9.6GHZ 15.6GHz 0111 TMS

BW: 50%

Diagrama de Radiación para elModo TM01


C-band FOUR-PORT RECEIVER / TRANSMITTER

IN: RX: 3.6 – 4.8 GHz (30% BW)TX: 5.8 – 7.0 GHz (20% BW)

IN: RX: 3.6 – 4.8 GHz (30% BW)TX: 5.8 – 7.0 GHz (20% BW)

RX

RX

TX

TX

CPR229

CPR159

OUT

OUT: Horizontal TX y RXVertical TX y RX

OUT: Horizontal TX y RXVertical TX y RX

Duplexor TX/RX

OMT TX/RX

SalidacomúnCircularTE11

Control de enlaceSatélite



Vista Detalle General

Control de enlaceSatélite



TX

Vista Detalle Duplexor

Filtro Paso-Bajo

RXHacia Puerto OMT


RADIOASTRONOMY: Cosmic Microwave Background

Medida del grado de Polarización Circular

existente en la Radiación Microondasdel Fondo Cósmico

Alternativa Ancha Banda


Polarised Signal

Spin Polariser

Output rotates x2

Orthogonal outputs

RADIOASTRONOMY: Cosmic Microwave Background

Sistema implementado con 2 turnstile a 45º ycambiadores 180º rotando guías Sistema implementado con 2 turnstile a 45º y

cambiadores 180º usando sondas Coaxiales


TRACKING: Seguimiento de Objetivo

Modo TE11: InformaciónModo TM01: Tracking

TX (Ku)

RX (Ku)

Puerto de RecepciónTracking

(Hacia la antena)

TE11

TM01


FUTURO

El límite es nuestra imaginación

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