LABORATORIO MICROONDAS

CAMILO HIGUERAANDRS RICARDO MORENO ROMEROJUAN DAVID CAVANZO AMADORDANIEL CAMILO PEZ BONILLA

RICARDO SNCHEZ CAVANZO(Docente acadmico)

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERASBOGOT D.C

INTRODUCCINEn este informe bsicamente se abordar el uso de un sistema generador de microondas con el cual dada la materia Telecomunicaciones nos dar el conocimiento general por el cual una onda se genera, de acuerdo al tipo de onda con la que se quiera trabajar. En el entrenador de microondas propuesto en clase un MICRO WAVE TRAINER (Generador de ondas, a una frecuencia de 10,45 MHz) donde se analizarn diferentes espectros de ondas con acoples variados. Las microondas tienen muchas aplicaciones: radares, meteorologa,radio y televisin,comunicaciones va satlite, medicin de distancias, investigacin de las propiedades de la materia, preparacin de alimentos.

OBJETIVOS Con el instrumento medidor de ondas saber medir la frecuencia de las ondas, saber tericamente como una onda choca y retorna. Saber las caractersticas de la corriente rectificada frente a la potencia de las ondas de microondas para un diodo detector Cristal, con bajos niveles de potencia. Comprender el significado de la longitud de onda de corte y frecuencia. Saber cmo La ley del cuadrado puede ser testeada experimentalmente. Ganar experiencia adicional en ondas de tipo estacionarias y el uso de los componentes de la gua de onda.

MARCO TEORICO

Gua de longitud de onda y su medicin:

Longitud de onda de espacio libre l es la distancia recorrida por el frente de onda de la onda electromagntica en el espacio libre en la duracin de un ciclo. Se relaciona con la frecuencia f por:

Cuando las ondas estn guiadas por una gua de ondas que viajan en forma de patrones de onda distintivos conocidos como modos, y la longitud de onda de la transmisin guiada es conocida como el g gua de longitud de onda. Para las guas de ondas rectangulares y circulares, g est relacionada con l por las frmulas:

Donde la longitud de onda de corte de la propagacin de modo.

Para el caso de guas de ondas rectangulares, la transmisin est limitada invariablemente a la operacin mono modo en su modo H10 dominante. La longitud de onda de corte para el modo H10 es donde As, si f es conocido, se puede determinar y g puede ser calculada para un determinado tamao de la gua de ondas usando la frmula 3.La longitud de onda gua se puede medir experimentalmente usando la seccin de gua de ondas y la sonda del detector de componentes ranurados. Terminando la seccin ranurada en un cortocircuito de un patrn de onda estacionaria se puede configurar. La onda incidente de la fuente y la onda reflejada desde el corto-circuito se combinan para dar una resultante de pie de onda en la seccin cuya amplitud de campo elctrico. La distancia entre los nulos sucesivos est en el g onda estacionaria y se puede medir con mucha precisin. As gua de longitud de onda se puede determinar experimentalmente a un alto grado de precisin.

COMPONENTES DEL SISTEMA

PROCEDIMIENTO ASIGNACIN 3

BANCO DE MICROONDAS MEDICIN DE LA LEY DEL DIODO DETECTOR

CONTENIDO:Las caractersticas de la corriente rectificada frente a la potencia de las ondas de microondas para un diodo detector Cristal, se investig con bajos niveles de potencia.La validez del diodo detector Ley del cuadrado por lo cual la corriente rectificada de salida es directamente proporcional a la incidencia de la potencia de las ondas microondas (as mismo proporcional al cuadrado de la amplitud del campo elctrico. Est medido. EQUIPO REQUERIDO:CANTIDAD IDENTIFICACIN DE LETRA DESCRIPCIN DEL COMPONENTE1 ------------ CONTROL DE LA CONSOLA1 A ATENUADOR VARIABLE1 B GUA DE ONDA RANURADA1 S SONDAS PARA DIODO DETECTOR1 P BANCO DE MICROONDAS DE BANDA X1 R PLACA DE CORTO CIRCUITOOBJETIVOS:Cuando haya completado la seccin podrs: Apreciar el uso de un diodo Cristal como un detector sensible de seales tipo microondas. Saber que un nivel bajo de seal (tpicamente en el rango de micro vatio) que la salida rectificada es directamente proporcional al cuadrado del campo elctrico y por lo tanto la potencia de la onda de microondas fluye en la gua de onda. Saber cmo La ley del cuadrado puede ser testeada experimentalmente. Ganar experiencia adicional en ondas de tipo estacionarias y el uso de los componentes de la gua de onda.

NIVEL DE CONOCIMIENTO:No se requiere conocimiento previo para llevar a cabo esta tarea, aunque se recomienda encarecidamente las sesiones 1 y 2 se hayan completado. INTRODUCCIN:Los detectores de diodo de cristal estn extensamente usadas como detector de seales de microondas con bajos niveles de potencia. La accin del diodo y dos circuitos detectores bsicos estn indicados en la Figura 2-3-1.

Figura 2-3-1 Accin del diodo y dos circuitos detectores bsicos.

Figura 2-3-1: Diodo Detector - Circuitos BsicosPor nivel de potencia de hasta aproximadamente 10 micro vatios el detector de cristal tiene una caracterstica la ley del cuadrado, es decir, la tensin de los detectores de salida de corriente es directamente proporcional al cuadrado del campo elctrico, que a su vez implica que la salida del detector diodo es proporcional a la potencia de la seal de microondas. El bajo nivel de la sensibilidad en un diodo detector de calidad es del orden de 0,5 mili voltios por micro voltio. A niveles de potencia ms altos el detector de cristal se desva de la ley del cuadrado al convertirse en un detector lineal aproximado en niveles del orden de 0,1 mili vatios.Sobre la parte lineal de la caracterstica de la salida del rectificador es directamente proporcional a la intensidad de campo elctrico de microondas. En este experimento, la caracterstica del diodo detector est investigado en niveles de baja potencia utilizando una gua de onda ranurada y una sonda para el detector del diodo (ver seccin 2, Figura 2-2-2). El detector de corriente se mide por la variacin conocida de la intensidad elctrica del campo presente en la seccin de gua de onda ranurada cuando esta seccin termina en un corto-circuito.La magnitud de la intensidad del campo elctrico en una lnea en cortocircuito, vase la figura 2-3-2, viene dada por:

Donde:

Figura 2-3-2: Variacin del campo elctrico de amplitud en el Patrn de ondas de una lnea en corto circuito.

Si asumimos que el detector del valor medio del diodo, la corriente rectificada es tomada por el medidor, y est relacionada con la intensidad de campo por la ecuacin:

Donde n = "Ley del cristal ', entonces tenemos para el caso de una lnea cortocircuitada:

As que si tuviramos que trazar una grfica frente a la grfica debera ser una lnea recta y la gradiente o pendiente de esta lnea da n, para la potencia de la ley de cristal. Para los niveles de baja potencia deberamos establecer que n = 2 muestra que la relacin cuadrtica es vlida.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:ADVERTENCIA: Nunca mire dentro un sistema de gua de onda abierto. La radiacin de microondas puede causar dao.

PASOS A SEGUIR DURANTE EL DESARROLLO DEL LABORATORIO.1) Configurar el equipo como se muestra en la Figura 2-3-3 con la seccin de gua de onda ranurada terminada en una placa de cortocircuito y el atenuador variable fijado inicialmente a 0 , ajuste su atenuacin al mximo.

2) Ajuste los interruptores en la consola de la siguiente manera: Interruptor de manipulacin de la izquierda: cambiar a modulacin interna. Interruptor de la derecha: inicialmente apagado, ahora encienda la alimentacin de la consola (interruptor principal verde encendido) y energizar el oscilador de microondas.

3) Reducir gradualmente la atenuacin en el atenuador moviendo la carga resistiva desde la posicin de 0 hasta que se observe una desviacin en el medidor en mA. Mueva la unidad de la sonda a lo largo de la seccin gua de onda ranurada y localizar una posicin de mximo como est indicado por una mxima lectura de corriente.

Esta posicin corresponde a un mximo de campo elctrico producido por el patrn de onda estacionaria establecido en la seccin de gua de onda ranurada por la onda incidente y la onda reflejada a la terminacin de cortocircuito. Ahora ajustar el atenuador y, si es necesario, el amplificador detector control de sensibilidad para proporcionar una lectura del medidor de este al mximo cerca de la desviacin de la escala completa.

4) A continuacin, mueva la sonda a lo largo de la gua de onda ranurada y localizar con precisin la posicin de un campo elctrico nulo. En la posicin de una corriente nula, la corriente del detector es prcticamente cero.

Trabajando a partir de este punto como referencia y de distancia desde el extremo de cortocircuito de la lnea ranurada, tomar una serie de lecturas de corriente en un nmero de puntos hasta la posicin de un mximo del campo.

Anote los resultados en una tabla dada a continuacin:

5) Mida el mida la longitud de la gua de onda mediante la determinacin de la distancia entre los nulos sucesivos. Debe ser posible medir las posiciones de 3 nulos sucesivos.6)

DATOS OBTENIDOS TRAS LA PRCTICA Y DESARROLLO DE LA MISMA

Figura 1. Datos tomados durante las mediciones de la Gua Ranurada vs atenuador en 60

Figura 2. Tabla de medidas de la sonda en relacin con la corriente y la variacin de la corriente, bl con frmulas tabla completa en archivo adjunto de Excel.

Figura 3. Medidas que se tomaron y mediante frmulas en Excel se logr el resultado de todas las mediciones correspondientes a

GRFICA CORRESPONDIENTE A LA PRCTICA

MONTAJE TERICO

Figura 4. Montaje en el cual nos basamos para realizar las medidas formuladas en Excel, observamos el Banco de microondas, atenuadores, generador de microondas de 10,452 GHz, Micrmetro y sus respectivas sondas de entrada y salida.

CONCLUSIONES Se puede observar que el comportamiento de las ondas y las mismas que hacen retorno es decir rebotan se devuelven con mayor intensidad y ms pequeas. Se observ que al principio la grfica dio extraa y tuvo que tomarse ms datos de lo que peda en si la tabla para poder desarrollar esta prctica. Podemos observar en la grfica sinuidal que hay un punto en el cual rebota y no es en 0, segn la gua ranurada rebota aproximadamente en: Si tenemos que el 0 arranca en 10 y en 0,70 diferente de 0 la onda aparece distante del 0 por ende no pudimos saber con exactitud en dnde la onda choca y se devuelve.