Dispositivos e Circuitos de RF

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Dispositivos e Circuitos de RF"

Vitorino Diego Martins
7 Há anos
Visualizações:

1 Dispositivos e Circuitos de RF Prof. Daniel Orquiza de Carvalho Divisores de Potência e Acopladores Direcionais Tópicos abordados: (Páginas 4 a 8 do livro texto) Divisor de junção T Divisor resistivo

2 Divisores de Potência tipo junção T A Junção T pode ser utilizada como divisor ou combinador de sinais. Pode ser implementada em praticamente todo tipo de LT e Guia de Onda. Consideremos uma Junção T sem perdas. Isto implica que todas as portas não estarão casadas. (Uma vez que a rede é recíproca) 04/04/9 Divisores de Potência tipo junção T A Junção T é um dispositivo de três portas. Porta Porta V 0 jb Porta As portas não estão todas casadas. 04/04/9

3 Divisores de Potência tipo junção T A susceptância em paralelo esta relacionada com energia armazenada (modos superiores). Para ter a entrada casada com uma linha com imped. caract. : Y in = = jb Para uma L.T. sem perdas B = 0. No caso de uma linha com perdas é possível cancelar B com um elemento reativo. 04/04/9 Divisores de Potência tipo junção T As impedâncias e devem ser projetadas para se obter a divisão de potência desejada nas portas e. Para = 50Ω um divisor de db pode ser feito com = =00Ω. = garante que metade da potência se acople a cada saída. 00Ω é escolhido para que a impedância seja = 50Ω. (00Ω//00Ω = 50Ω) 04/04/9 4

4 Divisores de Potência tipo junção T Exemplo 7. pg.6 - Um divisor de potência tipo Junção T tem uma impedância de entrada de 50Ω. Encontre as impedâncias nas saídas para ter um divisor de potência com razão : nas saídas. Calcule os coeficientes de reflexão e os parâmetros de espalhamento. 04/04/9 5 Potência na entrada para de tensão V 0 incidindo na porta : P in = Potência nas saídas: P = P = = P in = P in 04/04/9 6

5 Substituindo P in nas duas últimas expressões: e P = P = = = = =50Ω = Z = 75Ω 0 A impedância enxergada pela porta é: = 75Ω / /50Ω = 50Ω 04/04/9 7 Impedâncias vistas pelas portas e : = / / = 50Ω / /75Ω = 0Ω = / / = 50Ω / /50Ω = 7.5Ω = 75Ω / /50Ω = 50Ω 04/04/9 8

6 Parâmetro S S = V V V =0 V =0 = Γ = = 0 (casada) Parâmetro S Parâmetro S S = V V V =0 S = V V =0 V V =0 V =0 = Γ = Z 0 50 = 0 50 = = Γ = Z = = 0. 04/04/9 9 Parâmetros S ij Para calcular os parâmetros S ij (i j) podemos usar: S ij = V i V j Vi =0 = T j j i = ( Γ j ) j i V k =0 onde: - T j é o coeficiente de transmissão da porta de entrada j; - j e i são impedâncias características das respectivas portas. Devemos usar este resultado quando as portas têm impedâncias características diferentes. 04/04/9 0

7 Parâmetros S =S S = V V V =0 V =0 Z = T 0 = ( Γ ) Substituindo = 50Ω = 50Ω e Γ =0: S = ( ) 50 ( ) 50 = S ij = Γ j j i 04/04/9 Parâmetros S =S S = V V V =0 V =0 Z = T 0 = ( Γ ) Substituindo = 75Ω = 50Ω e Γ =0: S = ( ) 50 ( ) 75 = 0.86 S ij = Γ j j i 04/04/9

8 Parâmetros S =S S = V V V =0 V =0 Z = T = ( Γ ) Substituindo = 75Ω = 50Ω e Γ = : S = ( 0.666) 50 ( ) 75 = 0.47 S ij = Γ j j i 04/04/9 Redes de casamento de impedância Redes de casamento de impedância são utilizadas para garantir que o máximo de potência seja transferida para a carga. A rede de casamento é projetada de maneira que a impedância enxergada pela linha seja a impedância característica da linha. A rede de casamento garante que não haja reflexão de volta para o gerador e que a impedância de entrada seja independente do comprimento da linha. Tipos de rede de casamento: transf. de quarto de onda redes de elementos de parâmetros concentrados toco simples toco duplo. 04/04/9 5 Z IN = 4 REDE DE CASAMENTO Z L

9 Transformador de quarto de onda A transformação de impedância gerada por uma linha de transmissão sem perdas com impedância característica é: = Z L j tan(βl) jz L tan(βl) Se usarmos um trecho de linha com comprimento l = λ/4: ( ) = Z L Se fizermos = : = Z L 5 Transformador de quarto de onda Podemos usar um pedaço de de linha com λ/4 de comprimento para casar a impedância real de uma carga R L com uma linha de impedância. λ/4 Transformador de λ/4 Para isto basta que a impedância do transformador seja a média geométrica da impedância da carga e da linha: 04/04/9 = Z L 6

10 Transformador de quarto de onda O Transformador de quarto de onda transforma a impedânciadas das saídas para as portas e num valor desejado (normalmente ). Relação entre impedâncias de entrada e de saída: = Z out Z out Porta V 0 jb Z out Z λ/4 Porta Caso = = : Z λ/4 Z out Porta Z λ/4 = Z out ; Z λ/4 = Z out 7 Divisor resistivo 7

11 Divisor resistivo O divisor resistivo é um dispositivo simétrico onde todas as portas estão casadas. Sua desvantagem é que parte da potência a ser dividida é perdida nos resistores. A impedância Z vista do centro do divisor olhando para cada porta é: é: Z = Z = 4 0 = Z / /Z = = 8 Divisor resistivo Por ser simétrico as demais portas também estão casadas e portanto: S = S = S = 0 Observa-se que o dispositivo é recíproco (pela simetria). 0 S S S = S t = S 0 S S S 0 A tensão V no centro do divisor é: Z V = 0 / / / V = V 9

12 Divisor resistivo Tensões nas saídas (V e V ) V =V = Substituindo V da penúltima expressão: V =V = 4 V = 4 V = V Considerando novamente a simetria: S = S = S =/ S = / V = 4 V 0 Divisor resistivo Potência na entrada da linha: Potência em cada saída: ( ) P = P = V = V / = V = P 8 4 P = V Os elementos resistivos introduzem perdas.

Documentos relacionados

Ondas e Linhas. Ondas e Linhas. Prof. Daniel Orquiza de Carvalho

Ondas e Linhas. Ondas e Linhas. Prof. Daniel Orquiza de Carvalho Prof. Daniel Orquiza de Carvalho 1 Linha Fendida e Transformador de Quarto de Onda (Páginas 68 a 75 no Livro texto) Tópicos: Linha fendida (slotted line) Casamento de impedância: transformador de quarto