Calculadora de línea de pago

Las líneas de transmisión de línea ranurada son un componente clave en los diseños de microondas y de radiofrecuencia, que ofrecen ventajas únicas como un tamaño compacto y la facilidad de integración con circuitos planos. Estas líneas soportan la propagación de ondas electromagnéticas en una ranura cortada en un plano de tierra, donde el campo eléctrico es confinado.

Antecedentes históricos

El concepto de línea ranurada se introdujo en la década de 1960 como parte de la evolución del diseño de circuitos de microondas. Su desarrollo fue impulsado por la necesidad de líneas de transmisión compactas y planas que pudieran fabricarse fácilmente utilizando tecnología de placa de circuito impreso (PCB) estándar.

Fórmula de cálculo

La constante dieléctrica efectiva (εeff) y la longitud de onda de guía (λg) de la línea ranurada se calculan como sigue:

• Constante dieléctrica efectiva (εeff): Se calcula mediante la fórmula \(ε_{eff} = \frac{ε_r + 1}{2}\), donde \(ε_r\) es la constante dieléctrica relativa del sustrato.

• Longitud de onda de guía (λg): La longitud de onda de guía en la línea ranurada se determina utilizando \(λ_g = \frac{λ_0}{\sqrt{ε_{eff}}}\), donde \(λ_0\) es la longitud de onda del espacio libre y \(ε_{eff}\) es la constante dieléctrica efectiva.

Ejemplo de cálculo

Dada una constante dieléctrica relativa \(ε_r = 4,6\) y una frecuencia de operación \(f = 10\) GHz, la constante dieléctrica efectiva \(ε_{eff}\) y la longitud de onda de guía \(λ_g\) se calculan como sigue:

• \(ε_{eff} = \frac{4,6 + 1}{2} = 2,8\)
• Con \(f = 10\) GHz, la longitud de onda del espacio libre \(λ_0 = \frac{3 \times 10^8}{10 \times 10^9} = 0,03\) m. Por lo tanto, \(λ_g = \frac{0,03}{\sqrt{2,8}} ≈ 0,018\) m o 18 mm.

Importancia y escenarios de uso

La línea ranurada es particularmente útil en aplicaciones donde se requieren componentes de microondas compactos y planos. Encuentra aplicaciones en circuitos integrados de microondas, antenas y varios componentes de radiofrecuencia. Sus características únicas de propagación lo hacen adecuado para funciones específicas como filtros, acopladores y transiciones entre diferentes tipos de líneas de transmisión.

Preguntas frecuentes comunes

1. ¿Qué diferencia a la línea ranurada de la microbanda o la línea de banda?

   • La línea ranurada tiene un modo de propagación distinto con el campo eléctrico concentrado en la ranura, a diferencia de la microbanda o la línea de banda donde el campo está principalmente en el sustrato dieléctrico.

2. ¿Cómo afecta la constante dieléctrica al rendimiento de la línea ranurada?

   • La constante dieléctrica afecta a la constante dieléctrica efectiva y a la longitud de onda de guía, lo que influye en la impedancia y las características de propagación de la línea.

3. ¿Se puede utilizar la línea ranurada a cualquier frecuencia?

   • Aunque la línea ranurada puede utilizarse en una amplia gama de frecuencias de microondas, su rendimiento y practicidad dependen del material del sustrato, las dimensiones y los requisitos específicos de la aplicación.