Centro de Enseanza Tcnica IndustrialOrganismo Pblico Descentralizado Federal

Bolmetro, Tubo de Onda Progresiva, Cavidad Resonante, Diodos de Microonda Gua Ranurada.

10310009 Aguilar Herrara Juan Fernando.

Ingeniera ElectrnicaTelecomunicaciones IICerda Cano Roberto

Centro de Enseanza Tcnica IndustrialPlantel: ColonosTurno: Vespertino

Bolmetro:Unbolmetroes un instrumento que mide la cantidad total deradiacin electromagnticaque viene de un objeto en todas laslongitudes de onda. La medida se realiza por medio de una medida de la temperatura de un detector iluminado por la fuente a estudiar. El bolmetro fue inventado por el astrnomo estadounidenseSamuel Pierpont Langleyalrededor del ao1880. Con l estudi la radiacin infrarroja delSol. Se puede definir la magnitud bolomtrica de unaestrellacomo su luminosidad en todo el espectro electromagntico.Un bolmetro consiste de un cuerpo absorbente de calor conectado a un sumidero decalor(un objeto mantenido atemperaturaconstante) a travs de un material aislante. El resultado es que cualquier radiacin absorbida por el detector aumenta su temperatura por encima del sumidero de calor que acta de referencia. La radiacin absorbida se mide por lo tanto a partir del contraste de temperatura entre el detector y la referencia. En algunos bolmetros el termmetro acta tambin como absorbente mientras que en otros el termmetro y el detector son dispositivos diferentes. Este tipo de bolmetros se denominan de diseo compuesto. En bolmetros del primer tipo la temperatura se mide por medio de la variacin de laresistenciadel absorbente (metlico) en funcin de su temperatura.Aunque pueden ser utilizados para medir la intensidad de cualquier tipo de radiacin electromagntica en la actualidad existen dispositivos ms sensibles en la mayor parte del espectro lumnico. Sin embargo, en longitudes de onda submilimtricas (longitudes de onda en torno a 200 m - 1 mm), los bolmetros siguen siendo los dispositivos ms sensibles de deteccin. En estas longitudes de onda se utilizan bolmetros que deben ser enfriados hasta temperaturas fracciones de 1 grado por encima delcero absoluto, tpicamente entre 50 y 300 milikelvin. Por este motivo su utilizacin es tcnicamente muy compleja.

Tubo de Onda Progresiva:Untubo de onda progresiva(TWT por Traveling-Wave Tube) es un dispositivo electrnico usado para amplificarseales de radio frecuencia(RF) mediante un montaje electrnico llamadoamplificador de tubo de onda progresiva(TWTA). Los TWT pueden ser de banda estrecha o de banda ancha, siendo estos ltimos los ms comunes, llegando hasta una octava. El rango de frecuencias se encuentra comprendido entre los 300 MHz hasta los 50 GHz. Laganancia de tensindel tubo puede llegar hasta los 70 decibelios.El dispositivo consta de untubo de vacoalargado con uncan electrnico(ctodo emisor de electrones). En el can, los electrones viajan desde el ctodo caliente hacia el nodo (efecto Edison). Alrededor del tubo, uncontencin concentra los electrones en unhaz. El haz llega al centro de un circuito de RF (siendo una cavidad acoplada o espiral), que se extiende desde la entrada de RF hasta la salida de RF. El haz pasa luego alterminal colector. Unacoplador direccional, que puede ser unagua de ondao unabobina electromagntica(EM), es alimentado con la seal de baja potencia que se va a amplificar. El acoplador direccional se coloca cerca del emisor, induciendo corriente en la hlice.El circuito de RF acta como unalnea de retardoen la que la seal de RF viaja casi a la misma velocidad a lo largo del tubo que el haz electrnico. El campo EM generado por la seal de RF en el circuito de RF, acta sobre el haz electrnico, causando el agrupamiento de los electrones (efecto llamado "modulacin de la velocidad"). El campo EM generado por la corriente del haz induce de nuevo ms corriente sobre el circuito de RF. Se acumula entonces la corriente, amplificndose cada vez ms.Un segundo acoplador direccional, colocado cerca del colector, recibe una amplificacin de la seal de entrada desde el otro extremo del circuito de RF. Losatenuadoresque se encuentran a lo largo del circuito de RF evitan que la onda reflejada vuelva atrs hacia el extremo colector.La invencin del tubo de onda progresiva es ampliamente atribuida aRudolf Kompfner, aunqueNils Lindenblad, trabajando en laRadio Corporation of America(RCA) patent un dispositivo en mayo de 1940, bastante similar al desarrollado por Kompfner.De cualquier modo, Kompfner invent de manera independiente el TWT, construyendo el primer TWT funcional en un laboratorio britnico de radar durante la segunda guerra mundial. Su primer boceto del TWT data el 12 de noviembre de 1942, construyendo el primer TWT a principio de 1943. El TWT fue perfeccionado por Kompfner, John Pierce, y Lester M. Field en loslaboratorios Bell.Por la dcada de 1950, tras mayores desarrollos en el laboratorio de tubos electrnicos deHughes Aircraft Company, en Culver City (California, Estados Unidos), los TWT empezaron a producirse all, y para la dcada de 1969, los TWT fueron producidos adems por compaas como laEnglish Electric Valve Company, seguida de la compaaFerranti, en la dcada de 1970.El 10 de julio de 1962, el primersatlite de comunicaciones,Telstar 1, fue lanzado con untranspondedorRCA TWT de 2 W y 4 GHz, usado para transmitir seales de RF hacia la Tierra.Syncom 2, el primersatlite sincrnico(elSyncom 1no alcanz la rbita final), fue lanzado el 26 de julio de 1963 con dos grandes transpondedores TWT de 2 W y 1850 MHz (uno activo y otro de repuesto).

Cavidad Resonante:Consideremos unagua de ondasque terminamos encortocircuito. Si a una distancia de medialongitud de onda(en la gua) colocamos otro, la cavidad as formada permite la existencia de unaonda estacionaria, de aquellas frecuencias cuyas semilongitudes de onda sean mltiplos enteros de la longitud de la gua. En otras palabras: la estructura resuena a esas frecuencias, por lo que se llamacavidad resonante.En realidad, esta estructura totalmente cerrada no tiene aplicacin prctica y, adems, tampoco contiene una onda estacionaria ya que no hay ningn generador. Pero, si acoplamos la estructura a un generador, por ejemplo, a travs de un orificio o un bucle de hilo conductor, situados convenientemente, se podrn excitar estas ondas estacionarias.El anlisis de la estructura conduce al clculo de los modos que permite,TEXYZyTMXYZ. El acoplo se realizar para excitar el modo de inters. Los modos tienen tres subndices debido a que la onda estacionaria se puede propagar en las tres direcciones del espacio. La existencia de modos superiores indica que la cavidad resonar a la frecuencia fundamental y a susarmnicos.Como laenergaalmacenada en la cavidad resonante depende de su volumen y las prdidas, de su superficie, con cavidades resonantes cilndricas se puede obtener valores deQmuy elevados.Aunque esta descripcin se ha realizado pensando enondas electromagnticas, es igualmente vlida para otros tipos de ondas. Los tubos de un rgano, por ejemplo, son cavidades resonantes sintonizados -afinados- a la nota correspondiente que filtran el ruido producido por el aire al rozar la lengeta, al excitar solamente la frecuencia de resonancia del tubo.

Aplicaciones:Adems delrganoya mencionado y otros instrumentos musicales, tambin lascampanasycencerrosson cavidades resonantes. El cuerpo deguitarras,violinesy otros instrumentos de cuerda tambin lo son.Enmicroondasse utilizan para realizarfiltrosyosciladores. Elondmetroes una cavidad resonante.