Universidad Técnica Particular de Loja UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja Microondas Nombres: Bryan A. Gordillo P. Hever P. Pachar B. Fecha: 23/12/15 Tutor: Ing. Marco Morocho Tema: Divisor de Potencia Resistivo 1. Marco Teórico Divisores de potencia y acopladores direccionales son componentes pasivos de microondas utilizadas para la división de energía o poder combinar potencias, como se ilustra en la Figura 1. En la división de potencia, una señal de entrada se divide en dos (o más) señales de salida de menor potencia, mientras que un combinador de potencia acepta dos o más señales de entrada y los combina en un puerto de salida. [1] Fig.1 Divisor de Potencia Si un divisor de tres puertos contiene componentes con pérdida, puede ser hecho para ser adaptado en todos los puertos, aunque los dos puertos de salida no pueden ser aislados. El circuito para un divisor de este tipo se ilustra en la Figura 2, el uso de resistencias como elementos concentrados. Se muestra un divisor de división igual (-3dB), pero factores de división de potencia desiguales son también posibles.[1] Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja R1 Fig.2 Divisor de Potencia Resistivo – Tres puertos – División igual 2. Diseño del Divisor Resistivo [3] Red Simétrica Figura 2 -Tres puertos. Impedancia Característica 𝑍𝑜 = 50Ω - Ya que la red es simétrica las tres resistencias R1=R2=R3, las tres tiene el valor R. (𝑅 + 𝑍0 ‖ 𝑅 + 𝑍0 ) + 𝑅 = 𝑍0 Red Acoplada: (𝑅 + 𝑍0 )(𝑅 + 𝑍0 ) + 𝑅 = 𝑍0 2(𝑅 + 𝑍0 ) 𝑅 + 𝑍0 + 2𝑅 = 2𝑍0 𝒁𝟎 𝑹= 𝟑 𝑍0 2𝑍0 𝑍𝑖𝑛 = + = 𝑍0 ← 𝐴𝑐𝑜𝑝𝑙𝑎𝑑𝑜 3 3 𝑆11 = 𝑆22 = 𝑆33 = 0 → 𝑅𝑒𝑑 𝑆𝑖𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 - Voltaje en el centro de la unión 2𝑍0 2𝑍0 2 3 𝐷𝑖𝑣𝑖𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒 ⟶ 𝑉 = 𝑉1 = 3 = 𝑉1 3𝑍 𝑍0 2𝑍0 3 0 3 3 + 3 - Voltaje en la salida 𝑉2 = 𝑉3 = 𝑍0 𝑍 𝑍0 + 30 𝑉2 = 𝑉3 = 𝑉= 𝑍0 3 = 𝑉 4𝑍0 4 3 32 1 𝑉1 = 𝑉1 43 2 Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja 𝑉2 𝑉1 = 𝑉3 𝑉1 𝑆21 = 𝑆31 = [𝑆] = = 1 ∴ 2 Simetría 1 = 𝑆32 ∴ 2 1 0 1 [1 0 2 1 1 1 1] 0 1 𝑆12 = 𝑆31 = 𝑆32 = 20 log ( ) = −𝟔. 𝟎𝟐 𝒅𝑩 2 𝒁𝟎 = 𝟓𝟎𝜴 → 𝑹 = 𝟏𝟔. 𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟔𝟕 = 𝟏𝟔. 𝟕𝜴 Fig. 3 Parámetros S de un divisor de potencia ideal – 6dB. 3. Resultados: Puerto 1 como entrada Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S11 S21 Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S12 S22 Puerto 2 Carga Fantasma Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S33 S31 Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S13 Puerto 1 carga fantasma S22 Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S23 S32 Electronica y Telecomunicaciones Universidad Técnica Particular de Loja S33 - - - - 4. Conclusiones: Se debe fijar bien todos los componentes del circuito y la soldadura no se debe formar en puntos grandes ya que introduce ruido al circuito, esto nos dará mejores resultados de lo contrario esto puede afectar en las mediciones realizadas. Para mejores resultados en el valor de la división igual de potencia se debe buscar resistencias comerciales lo más cercanas al valor obtenido analíticamente, y sino no se encuentra se debe formar agrupaciones de resistencias para obtener dicho valor. Como se puede ver en la figura 3 la gráfica mantiene los -6dB para toda las combinaciones de puerto de entrada y puerto de salida y en los parámetros 𝑆𝑖𝑖 se puede ver el acoplamiento a lo largo de todo el rango de frecuencias, esto se debe a que es un divisor ideal con el valor de las resistencias exacto de 16.7𝜴. En la tabla de resultados vemos que nuestro divisor trabaja a -6dB manteniendo el acople hasta una frecuencia de 150MHz, también observamos que todas las combinaciones de puertos de entrada y salida, muestran gráficas semejantes, dada la simetría del circuito. 5. Referencias: [1] David M. Pozar, Microwave Engineering, University of Massachusetts at Amherst, Cuarta Edición. [2] Microondas. Divisores con resistencias.© UPV. En línea disponible en: <https://www.youtube.com/watch?v=Whi2yT9pels > [3] Chapter 7 Power dividers and directional couplers, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Centro de Cómputo de la Universidad Nacional de Taiwán, En línea disponible en: < http://cc.ee.ntu.edu.tw/~thc/course_mckt/note/note6.pdf > Electronica y Telecomunicaciones
