Se llama carga adaptada a una impedancia con la que se termina una línea de transmisión y de valor igual a la impedancia característica de dicha línea, con el fin de absorber toda la energía procedente de la línea y eliminar las reflexiones.
Igualmente se utiliza para guías de ondas, estando en este caso, el material resistivo dentro de una sección de guía. Se distinguen:
- cargas de baja potencia, que suelen ser de forma piramidal o cónica muy aguda, con su base descansando en un cortocircuito y su eje paralelo al eje de la guía. Esta disposición tiene la ventaja de minimizar la reflexión en toda la banda de la guía. Su potencia depende de la banda de frecuencias, siendo, para banda X inferior a 5 W;
- cargas de alta potencia, que tienen el material resistivo unido a las paredes de la guía, buscando la máxima disipación.
REDES DE MODELADO DEL HAZ. (Beam-Forming Networks -BFN).
Las redes de modelado del haz (beam-forming neworks -BFN) se utilizan para alimentar antenas modeladoras del haz y antenas multihaz. Básicamente, la red está formada por divisores de potencia y desfasadores. Como la red modeladora del haz está compuesta por numerosos elementos, las pérdidas de inserción de cada elemento deben ser lo más bajas posibles. Además, para un sistema embarcado en un satélite, se requiere que el peso de la red no resulte excesivo y se han de tener en cuenta las duras condiciones térmicas en las que va a operar a la hora de diseñarla. Se suelen utilizar materiales como elplástico reforzado con resina de carbón (carbon fiber reinforced plastic -CFRP), aleación de titanio y aleación de aluminio para fabricar la red. Por último, también se debe tener en cuenta el efectomultipactor y la intermodulación pasiva (PIM).
Se pueden usar tres configuraciones de la red para alimentar la antena: alimentación colectiva (corporate feed), alimentación en paralelo (parallel feed) y alimentación en serie (series feed). La alimentación colectiva tiene una estructura de tipo árbol y se muestra a continuación:
Se desea alcanzar una amplitud y una fase determinadas a la salida de la red. Para conseguir lo primero se varía la relación de división de potencia de los divisores. Si se cambia la longitud de los caminos, se puede obtener la distribución de fase deseada. La red de modelado colectiva puede trabajar en un ancho de banda amplio si se igualan las longitudes de los caminos desde el puerto de entrada a cada elemento radiante. Además, se deben usar uniones híbridas (un híbrido es un acoplador direccional de 3 dB) como divisores de potencia bidireccionales para suprimir el acoplo entre los puertos de salida.
La unión híbrida tiene cuatro puertos: una entrada, dos salidas y otro aislado. El puerto aislado se termina con una carga adaptada para evitar el acoplo entre los dos puertos de salida. A continuación se muestran las configuraciones de los divisores de potencia en tecnología stripline típicamente usados en satélites:
El anillo híbrido (hybrid ring), acoplador rectangular (branch coupler) y el divisor de potencia en T (split-tee power divider) son los indicados para valores de acoplamiento de 3 a 9 dB. El acoplador direccional formado por líneas acopladas (coupled-line directional coupler) está indicado para un acoplamiento menor que 10 dB. Las señales en los dos puertos de salida del anillo híbrido y del divisor en T se encuentran en fase. Para en el acoplador rectangular y para el de líneas acopladas, las señales se encuentran desfasadas 90º. Se seleccionará uno de estos acopladores en función de los requerimientos del sistema de alimentación. Así, se prefiere el acoplador en anillo al rectangular por su mayor capacidad de control de longitudes de línea y menor número de discontinuidades geométricas, que siempre suponen efectos indeseados.
La alimentación en paralelo distribuye la potencia entre los accesos de salida a través de un divisor de potencia de salida múltiple (multiway power divider). Su configuración se corresponde con la de la figura:
Al existir un único divisor, éste condiciona el funcionamiento de la alimentación. En la siguiente figura se muestra la implementación de un divisor de potencia de salida múltiple sectorial en forma plana:
El número de puertos de salida está limitado por el modo de mayor orden en la zona sectorial: si la frecuencia aumenta, el número de puertos de salida disminuye. A continuación se muestra un divisor de seis salidas que trabaja a 10 GHz:
La potencia en los elementos radiantes puede ser ajustada por la posición o por la anchura de las líneas de salida. Se colocan resistencias entre las líneas de salida y se practica una ranura de longitud l/2 con una resistencia en la zona sectorial para conseguir que el acoplo entre las salidas sea mínimo.
En la alimentación en serie, los elementos radiantes están conectados a un divisor de potencia a través de una línea de transmisión, tal como se muestra en la siguiente figura:
La distribución en amplitud deseada para las salidas se consigue mediante la variación de la relación de división en potencia en los divisores y la distribución en fase se logra con el ajuste de las longitudes de los caminos. Al tener un elevado número de elementos radiantes, es difícil conseguir que esas longitudes sean todas iguales. El tener longitudes diferentes se traduce en una disminución del ancho de banda de trabajo. Por otro lado, las interferencias en los divisores de potencia degradan la relación de onda estacionaria (voltage standing wave ratio -VSWR). Ello se puede corregir si las longitudes de los caminos entre divisores adyacentes son aleatorias. Las antenas en array (array antennas) utilizan esta configuración.
Las líneas stripline, como las stripline tricapa y las stripline suspendidas, son las más usadas en las redes de modelado del haz; las línea microtira (microstrip), la coaxial y las guías de onda se usan en casos especiales. La figura siguiente muestra la forma de todas estas líneas:
La stripline triplaca consiste en una tira conductora (strip conductor) colocada entre dos planos de masa e inmersa en un sustrato dieléctrico. La stripline sostenida tiene tiras conductoras sobre ambos lados de una tira de dieléctrico. La stripline sostenida posee menores pérdidas de inserción y se utiliza habitualmente en redes que trabajan a frecuencias menores que 10 GHz.
La línea microstrip tiene las ventajas de la geometría plana y de su dimensión vertical menor (se necesita la mitad de dieléctrico), pero las pérdidas de inserción son mayores y, además, aparecen ondas de superficie no deseadas a altas frecuencias. Están, por tanto, limitadas a frecuencias inferiores a 3 GHz.
Las guías de onda, por el contrario, poseen pérdidas de inserción bajas y se usan para redes a frecuencias mayores que 10 GHz debido a que sus dimensiones empiezan a ser razonablemente pequeñas desde ese punto.
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