domingo, 8 de mayo de 2016

Atenuador analizado con ADS

Introducción

El atenuador es uno de los dispositivos más básicos de un circuito de microondas, dicho dispositivo es el encargado de reducir la amplitud de una señal y así proteger a equipos sensibles  a reflexiones producidas por desadaptaciones en la carga. Los  atenuadores estudiados en esta práctica serán de 2 accesos, los cuales debido a que son atenuadores  tendrán pérdidas, eso es una de las características que lo hace ser un atenuador; otra características fundamental es que tiene que haber reciprocidad es decir S12=S21 y que la red sea simétrica.

Base teórica



Atenuador: El atenuador en términos genéricos puede definirse como un elemento de circuito que produce una reducción en amplitud de la onda que se propaga por la línea . El atenuador ideal además de reducir la señal debe respetar las condiciones d adaptaciones entre generador y carga del sistema en cual será insertado, además no deberá introducir desfasajes indeseados especialmente si estos varían con la frecuencia.

Las condiciones mencionadas anteriormente se satisfacen si la matriz de dispersión del atenuado es de la forma:


El atenuador que se analizara  será en esquema T.
Las ecuaciones proporcionada por dicho autor son las siguientes:
La condición de S11=0  es la misma que tener la impedancia de entada igual a la referencia Zin=1, es decir se trabaja con impedancias normalizadas dividiendo entre Zo garantizando así un trabajo más elegante en cuanto atenuadores  se trate 





En la figura 2 Puede evidenciarse la adaptación que existe tanto el puerto uno como el puerto 2 debido a S11=S22=3.690E-8, ese valor es  aproximadamente  cero, también se evidencia la reciprocidad que existe en el circuito debido a que S12=S21=0.799 con lo que se puede afirmar que es un atenuador de onda incidente y de onda reflejada hacia el generador protegiéndolo así de daños internos.



El diseño fue todo un existo ya que la atenuación es de 2dB lo cual fue reflejado en magnitud en la figura 2, así como también una de las características que definen al atenuador fueron cumplidas la cual se evidencio en los parámetros en magnitud, la adaptación en sus puertos de entrada y salida.


Los parámetros ABCD  normalmente se utilizan cuando 2 o más redes se encadenan en cascada ya que es más conveniente describirla mediante matrices que relacionan parámetros de entrada/salida, de esta manera la matriz total de una cadena viene dada por el producto de las matrices componentes; en este caso donde solo existe una sola red no era conveniente usarlos pero se ve la relación entre las entradas y salidas de los puertos del atenuador; pero se hace hincapié en que son utilizados para describir 2 o más redes que estén en cascada


Atenuador con línea de transmisión
 numerosos atenuadores en línea de transmisión se basan esencialmente en una sección de línea en la que se emplea algún material con pérdidas. En este diseño la disipación de potencia se consigue sustituyendo el conductor interno por una barra resistiva del mismo diámetro o bien recubriendo este conductor con dieléctrico con pérdidas   de tal forma que fijando la frecuencia y la longitud de dicho dispositivo se cree la atenuación exacta 




Efectivamente es un atenuador de 2dB con líneas transmisión debido a que S12 y S21 tienen un valor de -2dB, con respecto  a los parámetros S11 y S22  se observan fluctuaciones en ciertos rangos de frecuencias, eso es debido a que la longitud eléctrica de la línea cambia con las frecuencia disminuyendo así la adaptación en los puertos de entrada y salida; pero a la frecuencia de  trabajo f=100MHZ hay una adaptación aceptable.


Referencias

https://www.youtube.com/channel/UCsANOtTfEeqqFMkyRnfCnOQ: Canal de youtube de la universidad politécnica de valencia
Circuitos de microondas con líneas de transmisión. Autor: Javier bara temes



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