Ondas de potencia.

ONDA DE POTENCIA Y PARÁMETROS DE DISPERSIÓN GENERALIZADOS, PASIVOS Y ACTIVOS.

ONDA DE POTENCIA Y PARÁMETROS DE DISPERSIÓN GENERALIZADOS, PASIVOS Y ACTIVOS.

Se definen las siguientes ondas de potencia:

a =         b= [pic 1][pic 2]

Consisten simplemente en una normalización distinta de las ondas de tensión. Sus dimensiones no son de potencia, sino de raíz de potencia, √w. La potencia transmitida por la onda incidente será, en función de estas ondas de potencia:

WToi (z = 0) =  2[pic 3][pic 4]

Mientras que la transmitida por la onda reflejada:

WToi (z = 0) =  2[pic 5][pic 6]

Es más cómodo usar a y b para los cálculos, ya que en la práctica nos interesa calcular potencias. Las ondas de tensión y corriente nos quedan.

VAA’ = √Z0 (a + b)

IAA’ =   (a − b)[pic 7]

Así, podemos extraer las ondas de potencia en función de las corrientes y tensiones terminales:

a=  VAA’+ Z0 IAA’                          b=     VAA’- Z0 IAA’

        2√Z0                                                     2√Z0

Estas son las expresiones generales para las ondas de potencia y sirven para cualquier elemento de circuito. El concepto de ondas de potencia se puede usar con elementos concentrados de la misma forma, donde Z0 sería una impedancia de referencia cualquiera, y representaría un simple cambio de variable.

Los parámetros de dispersión son los coeficientes de reflexión y transmisión entre la onda incidente y la reflejada. Estos parámetros describen completamente el comportamiento de un dispositivo bajo condiciones lineales en determinado rango de frecuencia. Cada parámetro es caracterizado por magnitud, ganancias o pérdidas en decibeles y fase. A pesar de ser aplicables a cualquier frecuencia, los parámetros S son usados principalmente para redes que operan en radiofrecuencia (RF) y frecuencias de microondas. En general, para redes prácticas, los parámetros S cambian con la frecuencia a la que se miden, razón por la cual se debe especificar la frecuencia para cualquier medición de parámetros S, junto con la impedancia característica o la impedancia del sistema. En el contexto de los parámetros-S, dispersión se refiere a la forma en que las corrientes y tensiones que se desplazan en una línea de transmisión son afectadas cuando se encuentran con una discontinuidad debido a la introducción de una red en una línea de transmisión. Esto equivale a la onda encontrándose con una impedancia diferente de la impedancia característica de la línea. La descripción de los parámetros es la siguiente:

S11: Coeficiente de reflexión a la entrada o coeficiente de reflexión directa.

S21: Coeficiente de transmisión directa o ganancia con la tensión directa.

S22: Coeficiente de reflexión a la salida o coeficiente de reflexión inversa.

S12: Coeficiente de transmisión o ganancia con la tensión inversa.

Para que esto sea válido las impedancias en el puerto de entrada y salida deben ser las mismas.

Sin embargo al aumentar la frecuencia de trabajo se hace cada vez más difícil el poder realizar cortocircuitos (fuente de tensión cortocircuitada) y circuitos abiertos (fuente de corriente abierta) en el cuadripolo, ya que en el caso de cortocircuito, el elemento con que se realiza puede tener una longitud comparable con la longitud de onda de la señal. Existiendo además efectos capacitivos e inductivos. En el caso de los circuitos abiertos se pueden producir efectos de radiación convirtiéndose los terminales abiertos en virtuales antenas. También se puede presentar el caso de que los dispositivos presenten funcionamientos inestables e incluso lleguen a destruirse al ser exigidos a operar en estas condiciones.

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