Tipos y características de líneas de transmisión

Líneas de Transmisión

Las líneas de transmisión transfieren energía del generador a la carga.

Líneas de transmisión equilibradas

Constan de dos conductores separados por un dieléctrico. Impedancias típicas: 300 Ω y 110 Ω.

Fórmula para calcular la impedancia (Z):

Z = (Cte. aire) * 276 * log (distancia de separación / diámetro de los conductores)

Desventajas:

• La acumulación de polvo y la humedad pueden aumentar las pérdidas hasta 10 veces.

Líneas de transmisión coaxiales

Poseen un conductor central (vivo) y un conductor exterior o malla (conectada a tierra) concéntricos. Se trata de una línea desequilibrada. Son inmunes a las interferencias.

• Radiodifusión: 50 Ω.
• Distribución RF: 75 Ω.

Fórmula para calcular la impedancia característica (Z₀):

Z₀ = (138 / √E) * log (Diámetro de la malla / Diámetro del vivo)

Donde E es la constante dieléctrica del aislante.

Tipos de líneas coaxiales

• Flexibles: Se utilizan en aplicaciones de poca potencia y baja frecuencia, como la interconexión de equipos y el procesado de señales.

  • RG58 (50 Ω)
  • RG59 (75 Ω)
  • RG213/214 (50 Ω)
  • LMR400 – CFD400 (50 Ω): Bajas pérdidas.

• Semirrígidas: Se emplean para la interconexión de equipos con filtros de multiplexación, distribución de antena y la propia antena. Ofrecen bajas pérdidas en UHF y SHF. Adecuadas para equipos de RF potentes.

• Rígidas: Consisten en dos tubos de cobre concéntricos, con discos de teflón para mantener la distancia. Soportan mucha potencia y tienen muy pocas pérdidas. La presurización aumenta la potencia soportada. Permiten ángulos rectos y gran precisión de fases. La unión se realiza mediante corseletes, bellotas o semicorseletes.

• Radiantes: Presentan agujeros en la malla, combinando la función de línea de transmisión y antena. Ofrecen pérdidas controladas.

Guías de Onda

Prescinden del conductor central. Son tubos de sección rectangular, elíptica o circular que determinan la polarización. El campo eléctrico (E) y magnético (H) están confinados en su interior. Se utilizan en microondas y ofrecen pérdidas mínimas.

• FLEXWELL: Conviene presurizar y respetar los radios de curvatura.

El modo de propagación depende de la frecuencia de corte. Si la frecuencia (F) es mayor que la de corte, no hay atenuación.

El modo dominante se da cuando la frecuencia de corte es menor. La propagación depende de las dimensiones de la guía.

Anchura de la guía = λ_corte / 2

Aislantes

• Polietileno compacto (duro).
• Polietileno expandido (blando): Menor constante dieléctrica, menores pérdidas y mayor velocidad de propagación.
• Polietileno-aire: En forma de discos o espiral.
• Teflón: Para temperaturas extremas. Er = 2,1. Rigidez dieléctrica: 50 kV/mm.
• Tefcel: Para tensiones altas. Er = 2,6. Rigidez dieléctrica: 80 kV/mm.

Atenuación

Se refiere a la pérdida de potencia. Factores que influyen:

• A mayor frecuencia, mayor pérdida.
• Tipo de aislamiento.
• Dimensiones físicas.

Tensión de Pico

Es la tensión máxima entre conductores sin perforar el dieléctrico. Depende de:

• Rigidez dieléctrica.
• Grosor del cable.

Radio Mínimo de Curvatura

Es la medida mínima de curvatura sin que la línea pierda sus características o propiedades.

Otros Usos de las Líneas de Transmisión

• Filtros de segundo armónico.
• Filtros pasabanda.
• Desfasadores.
• Acopladores y divisores.
• Adaptadores de impedancia.

Conectores RF

Parámetros:

• Impedancia.
• Frecuencia máxima de trabajo.
• Tipo de cable.
• Potencia máxima.
• Pérdidas de inserción.
• Tipo de montaje.