Tipos de Linhas de Transmissão
As linhas de transmissão convencionais de fio aberto não são adequadas para transmissão de microondas, pois as perdas de radiação seriam altas. Nas frequências de micro-ondas, as linhas de transmissão empregadas podem ser amplamente classificadas em três tipos. Eles são -
- Linhas multicondutoras
- Linhas coaxiais
- Tiras de linhas
- Micro linhas de tira
- Linhas de slot
- Linhas coplanares, etc.
- Linhas de condutor único (guias de ondas)
- Guia de ondas retangulares
- Guias de ondas circulares
- Guias de ondas elípticas
- Guias de onda de estria única
- Guias de ondas duplas, etc.
- Estruturas de limite aberto
- Varas dielétricas
- Abra guias de ondas, etc.
Linhas Multi-condutor
As linhas de transmissão que possuem mais de um condutor são chamadas de linhas multicondutoras.
Linhas Coaxiais
Este é usado principalmente para aplicações de alta frequência.
Uma linha coaxial consiste em um condutor interno com diâmetro interno de, em seguida, um material isolante cilíndrico concêntrico ao seu redor. Este é rodeado por um condutor externo, que é um cilindro concêntrico com um diâmetro internoD. Essa estrutura é bem compreendida observando-se a figura a seguir.
O modo fundamental e dominante em cabos coaxiais é o modo TEM. Não há frequência de corte no cabo coaxial. Ele passa todas as frequências. No entanto, para frequências mais altas, algum modo não-TEM de ordem superior começa a se propagar, causando muita atenuação.
Tiras de linhas
Essas são as linhas de transmissão planas, usadas em frequências de 100 MHz a 100 GHz.
UMA Strip line consiste em uma fina faixa condutora central de largura ω que é maior que sua espessura t. É colocado dentro do substrato dielétrico de baixa perda (ε r ) de espessura b / 2 entre duas placas de aterramento largas. A largura das placas de aterramento é cinco vezes maior do que o espaçamento entre as placas.
A espessura do condutor central metálico e a espessura dos planos de aterramento metálicos são iguais. A figura a seguir mostra a vista em corte transversal da estrutura da linha de tiras.
O modo fundamental e dominante nas linhas de faixa é o modo TEM. Parab<λ/2, não haverá propagação na direção transversal. A impedância de uma linha de tira é inversamente proporcional à proporção da larguraω do condutor interno à distância b entre os planos terrestres.
Micro Strip Lines
A linha de fita tem a desvantagem de não ser acessível para ajuste e afinação. Isso é evitado em linhas de microfaixas, que permitem a montagem de dispositivos ativos ou passivos e também permitem fazer pequenos ajustes após a fabricação do circuito.
Uma linha de micro tira é uma linha de transmissão de placa paralela assimétrica, tendo substrato dielétrico que tem um aterramento metalizado na parte inferior e uma fina tira condutora no topo com espessura 't'e largura'ω'. Isso pode ser entendido dando uma olhada na figura a seguir, que mostra uma linha de micro tira.
A impedância característica de uma micro tira é uma função da largura da linha da tira (ω), espessura (t) e a distância entre a linha e o plano de terra (h). As linhas de microfitas são de muitos tipos, como linhas de transmissão de microfaixas incorporadas, microfaixas invertidas, microfaixas suspensas e microfaixas com fenda.
Além dessas, algumas outras linhas TEM, como linhas de tiras paralelas e linhas de tiras coplanares, também têm sido usadas para circuitos integrados de microondas.
Outras Linhas
UMA Parallel Strip lineé semelhante a uma linha de transmissão de dois condutores. Ele pode suportar o modo quase TEM. A figura a seguir explica isso.
UMA Coplanar strip lineé formada por duas tiras condutoras com uma tira aterrada, ambas sendo colocadas na mesma superfície do substrato, para conexões convenientes. A figura a seguir explica isso.
UMA Slot line transmission line, consiste em uma fenda ou lacuna em um revestimento condutor sobre um substrato dielétrico e este processo de fabricação é idêntico ao das linhas de microfitas. A seguir está sua representação diagramática.
Um guia de ondas coplanar consiste em uma tira de filme metálico fino que é depositado na superfície de uma placa dielétrica. Esta placa tem dois eletrodos adjacentes e paralelos à tira na mesma superfície. A figura a seguir explica isso.
Todas essas linhas de microfitas são usadas em aplicações de micro-ondas, onde o uso de linhas de transmissão volumosas e caras para fabricar será uma desvantagem.
Estruturas de limite aberto
Eles também podem ser declarados como Open Electromagnetic Waveguides. Um guia de ondas que não está totalmente fechado em uma blindagem de metal pode ser considerado um guia de ondas aberto. O espaço livre também é considerado uma espécie de guia de ondas aberto.
Um guia de ondas aberto pode ser definido como qualquer dispositivo físico com simetria axial longitudinal e seção transversal ilimitada, capaz de guiar ondas eletromagnéticas. Eles possuem um espectro que não é mais discreto. Linhas de microfitas e fibras ópticas também são exemplos de guias de onda abertos.