MEDIOS DE ENLACE

Transcripción

1 Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Bahía Blanca Departamento Electrónica Código Planificación Dictado de Asignatura Profesor responsable MEDIO DE ENLACE Ing. Patricia BALDINI Objetivo: La materia debe preparar al alumno para el análisis y diseño de los enlaces básicos que permiten la propagación libre o guiada de ondas electromagnéticas portando energía o información entre transmisor y receptor. e conduce al alumno a la comprensión de los fenómenos electromagnéticos descriptos por las ecuaciones de Maxwell, poniendo el énfasis en las ondas viajeras, su interacción con la materia y las condiciones de contorno. e introduce la teoría de líneas de transmisión desde el doble enfoque del análisis de campos y de la aproximación a través de circuitos de parámetros distribuidos, capacitando al alumno en el análisis de transitorios y estacionarios, mediciones de parámetros y diseño de adaptadores de impedancia mediante técnicas gráficas y analíticas, que incluyen el Diagrama de mith. e analiza el problema de la atenuación de potencia en la transmisión de señales a altas frecuencias y se introduce comparativamente la propagación a través de guías de ondas y fibras ópticas. Finalmente se establecen los fundamentos de radiación, antenas transmisoras y receptoras y arreglos de antenas como base para materias especificas posteriores. Conceptos a integrar Proceso a desarrollar Actividades Campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo. Cálculo vectorial. Características frecuenciales. Aproximaciones Modelización de los fenómenos electromagnéticos mediante las Ecuaciones de Maxwell. Entornos de validez. Limitaciones del caso cuasi-estático Campos en medios materiales y condiciones de frontera. Dictado de Clases con 8 65% 5% em. Cuestionario repaso de conceptos de materias previas. Búsqueda en la Red y discusión de aplicaciones. Guía de Problemas. Propagación de ondas. Análisis de Fourier. Ondas Planas. Ecuaciones de ondas electromagnéticas. Parámetros en distintos medios.polarización. Flujo de potencia y energía 11 60% auto-evaluación de nuevos conceptos y 1/6

2 Influencia del medio Reflexión de ondas planas en una interface material El espectro electromagnético. Asignación de bandas. Usos. Modulación. Parcial 6 0% 5 em. discusión de resultados Guía de Problemas. Trabajo por grupos de estudio de ondas Líneas de Transmisión (LT)- Circuitos de parámetros distribuídos Modo TEM. Impedancia característica Modelo circuital :parámetros concentrados vs. Distribuidos Propagación de ondas en la LT: ecuaciones de onda de tensión y corriente. Modos de propagación. Análisis de campos electromagnéticos en una LT Parámetros básicos de LT : constante de propagación, impedancia característica. Configuraciones típicas de LT : coaxiles, unifilares, bifilares, stripline, microstrip, etc. oluciones en el dominio tiempo de las ecuaciones de LT % 2 em Transparencias Reflexión y transmisión. Estados Transitorio y Estacionario Efectos de discontinuidades en una LT. Coeficientes de reflexión y de transmisión Métodos para la resolución de transitorios : Diagrama Rebote ; chnyder-bergeron ; Método analítico Análisis de transitorios para diversas Práctica de Problemas 6 Uso de transparencias imulación 2/6

3 excitaciones. Principio de superposición LT en cascada y en paralelo, cargas complejas. Casos de cargas no lineales Aplicaciones : cableados en sistemas digitales ; sobrecargas en líneas de potencia ; generador de pulsos, etc. Trabajo por grupos cableado de circuitos lógicos. Ondas de tensión y corriente. Impedancia equivalente. Reflexiones Interferencia-Patrón de onda estacionaria- Impedancia equivalente Análisis estacionario de las ecuaciones de LT con excitación sinusoidal. Determinación y significado de Constante de propagación. Respuesta en frecuencia. Aproximaciones. Impedancia característica : determinación, significado, respuesta en frecuencia, aproximaciones. Coeficientes de reflexión y transmisión de tensión y corriente. Velocidad de grupo y de fase. Dispersión. Análisis fasorial. Ondas estacionarias. Relación con la transmisión de potencia. LT sin pérdidas y LT de bajas pérdidas. Determinación de tensiones, corrientes y potencias. Determinación de impedancias. LT terminadas en corto circuito, circuito abierto, carga resistiva pura Ayudas gráficas para la determinación de parámetros en un sistema con LT : el Ábaco de mith. Usos generales participación de alumnos Práctica de Problemas 10 5 Uso de transparencias imulaciones /6

4 Cálculo de tensiones y corrientes : diagrama de Krankl. Cálculo general de la potencia en LT. Casos particulares Definición y clasificación de pérdidas:. Rendimiento. em Desadaptación de impedancia- tipo de adaptadores- Consideraciones de potencia y tensión Mediciones en LT Efectos de la desadaptación de impedancias en los sistemas de transmisión. Adaptación de impedancias: LT en paralelo ( stub simple, doble ); transformadores de λ /.Beneficios y costos. Cálculo, respuesta en frecuencia, consideraciones prácticas de implementación. Otras formas de adaptación. Técnicas de medición de los parámetros de las LT : Z o, v p, l e, α, resistencia de aislación, pérdidas por radiación, parámetros por unidad de longitud ;comparación con valores calculados a partir de la conformación geométrica de los conductores. Métodos de medición de atenuación, ROE, impedancias y potencia. Clase expositiva Dictado de Teoría con 100% 2 1 em Uso de transparencias imulaciones Trabajos grupales de análisis de estacionario de una LT y diseño comparativo de adaptaciones. evaluación formativa sobre LT /6

5 Guías de onda metálica Modos de propagación Parámetros Guiado de ondas entre planos paralelos. Modos TEM, TE y TM Guías de onda rectangulares (GOR) : modos TE y TM. Atenuación. Parámetros. Respuesta en frecuencia. Usos. Guías de onda cilíndricas (GOC) : modos, parámetros, respuesta en frecuencia Excitación de guías de onda. elección de guías de onda. Parámetros constructivos Dictado de Teoría con Intervención de alumnos Práctica de Problemas 9 70% 0% autoevaluación Optica Guías de onda dieléctrica- Fibras Opticas Herramientas para el análisis de Fibras Ópticas : teoría electromagnética vs. Óptica geométrica Teoría de rayos. Apertura numérica. Dispersión. Reflexión y ángulos críticos Introducción a los sistemas de comunicaciones por FO. Ventajas y aplicaciones de las FO Perfiles de FO. Fibras de índice gradual. Fibras de índice escalonado. Atenuación. Modos. Distorsión de pulsos. Tasa de información. Fuentes lumínicas. Detectores. Dictado de Teoría con Intervención de alumnos Parcial em autoevaluación 5/6

6 Radiación-Antenas Mecanismo básico de la radiación Tipos básicos de antenas olución de las Ecuaciones de Maxwell para problemas de radiación Funciones potenciales auxiliares El dipolo ideal de Hertz Radiación a partir de fuentes línea de corriente Regiones de campo. Condiciones de radiación en campo lejano Pasos generales para la evaluación de los campos radiados. Teoremas fundamentales : dualidad, reciprocidad y reacción Dictado de teoría con 9 100% Parámetros de antenas Elementos radiantes simples y arreglos de antenas Patrones de radiación Densidad de potencia de radiación Intensidad de radiación Directividad y ganancia. Eficiencia Ancho de haz de media potencia Ancho de banda Impedancia de entrada y de antena Areas y largos efectivos Dipolos : cortos, λ/2, largos. Efectos de tierra sobre antenas dipolo Antenas de lazo. Adaptación. Arreglo de antenas. Factor de arreglo para disposiciones lineales. Ppio. De multiplicación de patrones. Parámetros Dictado de teoría Recuperatorio % 0% 60% 0% 2 em Problemas del texto imulaciones- Uso de Herramientas computacionales Trabajo grupal Test autoevaluación 6/6

7 Evaluaciones Parciales: e realizan dos evaluaciones parciales de resolución de problemas tipo con una duración máxima de horas cada una ( consideradas en la planificación) y la presentación de trabajos por grupos (extra-clases) sobre propagación de ondas, análisis de transitorio y estacionario de una línea de transmisión y diseño comparativo de adaptadores de impedancia. e emplea una clase adicional para el recuperatorio del o los parciales desaprobados. e prevé la promoción directa de los alumnos que aprueben sin recuperatorio los parciales y trabajos especiales. De optar por este régimen, deberán rendir dos exámenes complementarios práctico-conceptuales de integración de conocimientos en fechas a convenir. e cuenta con un asistente que colabora en el asesoramiento de los alumnos en la resolución de guías de ejercicios, consulta sobre trabajos especiales y toma de parciales, dentro de las horas incluídas como práctica de problemas. Ing. Patricia N. Baldini Profesora Adjunta Ordinaria (D) Medios de Enlace 7/6