Líneas de transmisión


LÍNEAS DE TRANSMISIÓN


  1. Líneas de transmisión ideales.

  2. Líneas de transmisión reales.

  3. Soluciones.

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Última actualización:
28 de febrero de 2008



1. Líneas de transmisión ideales.

ENUNCIADOS

1.1-En una línea de transmisión terminada en una carga se introduce en t=10 ns un pulso rectangular de 20 ns de duración. Obtener el valor de la resistencia del generador y de la resistencia de carga.
Datos:
-Impedancia característica de la linea (Z0=50 Ohm).
-Al principio de la línea se mide la tensión mostrada en la siguiente figura.

Diagrama Tensión - Tiempo

1.2-Calcular la longitud de la línea del problema 1.1.
-La permitividad efectiva de la línea es (er-eff =9).

1.3-En una línea de transmisión, se introduce un pulso en t=0 ns, en un punto de la línea se mide la tensión mostrada en siguiente figura. Obtener la distancia entre el punto de medida y el generador.
-La permitividad efectiva de la línea es (er-eff =2.25).

Diagrama Tensión - Tiempo  


1.4-Calcular la longitud total de la línea del problema 1.3.

1.5-En una línea de transmisión terminada en una carga se introduce en t=0 ns un pulso rectangular de 30 ns de duración. Obtener el valor de la permitividad efectiva de la línea .
Datos:
-La longitud de la línea es de 1 metro.
-Al principio de la línea se mide la tensión mostrada en la siguiente figura.

Diagrama Tensión - Tiempo


1.6-Cual es el valor de la carga que se encuentra al final de la línea del problema 1.5.
-Impedancia característica de la linea (Z0=75 Ohm).


2. Lineas de transmisión reales.

ENUNCIADOS DE LINEAS MICROTIRA (MICROSTRIP) 

2.1.1-Calcular la velocidad de propagación en una linea microtira con er-eff =2.25.

2.1.2-Calcular la velocidad de propagación en una linea microtira de las siguientes características:
-Permitividad relativa del sustrato (er1=2.25).
-Anchura de la pista (w=5mm).
-Altura del sustrato (h=1.6mm).

2.1.3-Calcular la anchura de una linea microtira de las siguientes características:
-Permitividad relativa del sustrato (er1=9).
-Altura del sustrato (h=0.5mm).
-Impedancia característica de la linea (Z0=75 Ohm).

2.1.4-En una linea microtira de las siguientes características:
-Anchura de la pista (w=2mm).
-Altura del sustrato (h=1.6mm).
-Impedancia característica de la linea (Z0=50 Ohm).
Calcular la permitividad relativa del sustrato (er) y la permitividad efectiva de la linea (er-eff).

2.1.5-Asumiendo bajas perdidas en una linea de transmisión microtira de las siguientes características:
-Impedancia característica de la linea (Z0=75 Ohm).
-Anchura de la pista (w=2mm).
-Altura del sustrato (h=1.6mm).
-Permitividad efectiva del sustrato (er-eff =2.25).
-Frecuencia de trabajo (f=1GHz).
-El material conductor es cobre sCU = 5.813*107 S/m. 
Calcular los siguientes parámetros primarios de la linea C(F/m), L(H/m) y R(W/m).

2.1.6-Para una línea de transmisión microtira, calcular las constantes de atenuación (a(dB/m)) y de fase (b(rad/m)).
-Tangente de perdidas del dialéctico (tandL=0.002).
-Permitividad relativa del sustrato (er =10).
-Frecuencia de trabajo (f=1GHz).
-Anchura de la pista (w=2mm).
-Altura del sustrato (h=1.6mm).
-R(W/m)=8.24 W/m.


ENUNCIADOS DE LINEAS TRIPLACA (STRIPLINE)

2.2.1-Calcular la velocidad de propagación en una linea triplaca con er-eff =2.25.

2.2.2-Calcular la permitividad relativa efectiva de una linea triplaca compuesta por dos substratos con permitividad relativa diferente (er1=3 y er2=4). Las dimensiones de la tira son: h=1mm y w=4mm.

2.2.3-Calcular la capacidad por unidad de longitud de la linea triplaca del problema 2.2.2.

2.2.4- Calcular L(H/m) y Z0(W/m) de la línea triplaca del problema 2.2.3.


ENUNCIADOS DE LINEAS COAXILALES

2.5.1- Sea un cable coaxial con las siguientes características:
-El material dialéctico es polietileno (permitividad relativa (er=2.25) y tangente de pérdidas=0.0004).
-El material conductor es aluminio de conductividad (sAL =3.816*107 S/m).
-Impedancia del cable coaxial es 50 Ohm.
Calcule:
i- Relación a/b del cable.
ii-Para un diámetro de conductor interno de 1 mm, calcular Rs y R del cable para las frecuencias: f1=300MHz, f2=500MHz, f3=700MHz.


2.5.2
-Calcular la capacidad por unidad de longitud (C(F/m)) de un cable coaxial con:
-Permitividad relativa(er=2.25).
-Radio del conductor externo (a=2.825mm).
-Radio del conductor interno (b=0.575mm).
 

2.5.3-Calcule la permitividad relativa er, de un cable coaxial de las siguientes características:
-Radio del conductor externo (a=2mm).
-Radio del conductor interno (b=0.4mm).
-Capacidad por unidad de longitud (C=53 pF/m).


2.5.4- De un cable coaxial de las siguientes características:
-El material conductor es cobre de conductividad (sCU =5.813*107 S/m).
-Radio del conductor externo (a=2.825mm).
-Radio del conductor interno (b=0.575mm).
-Capacidad por unidad de longitud (C=100 pF/m).
-Impedancia de 50 Ohm.

Calcule los parámetros  L(H/m) y R(W/m).


2.5.5-Del cable coaxial del problema 2.5.4, calcular las constantes de atenuación (a(dB/m)) y de fase (b(rad/m)) para las frecuencias f1=200MHz y f2=500MHz.
-Permitividad relativa (er=2.25).
-Tangente de pérdidas=0.0004.

2.5.6-En un cable coaxial de las siguietes características, calcular la relación (a/b).
-Permitividad relativa(er=4).
-Capacidad por unidad de longitud (C=133.33 pF/m).

2.5.7-En un cable coaxial con:
-Relación (a/b)=2.72.
-Capacidad por unidad de longitud (C=80 pF/m).
-Permitividad relativa(er=1.44).
Calcular: L(H/m), Z0(W/m).

2.5.8-Del cable coaxial del problema anterior, calcular R(W/m) y RS(W/m2).
-Radio del conductor externo (a=0.00136m).
-Frecuencia de trabajo 500MHz.
-El material conductor es cobre de conductividad (sCU =5.813*107 S/m).


3. Soluciones.

1.1
2.1.1 y 2.1.2
2.2.1 , 2.2.2 , 2.2.3 y 2.2.4
2.5.1
1.2
2.1.3

2.5.2 y 2.5.3
1.3 y 1.4
2.1.4

2.5.4
1.5 y 1.6
2.1.5

2.5.5

2.1.6

2.5.6 y 2.5.7



2.5.8





ENLACES DE INTERÉS

http://www.astronomos.cl/charlas/charlas.htm
Apuntes de microondas y electrónica a altas frecuencias.

http://www.fi.uba.ar/materias/6209/download/download.htm
Apuntes de electromagnetismo, líneas de transmisión, ecuaciones de Maxwell

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