Guías de Onda
¿Qué son Guías de Onda?
Una guía de onda,
es un tubo conductor hueco, que generalmente es de sección transversal
rectangular, o bien circular o elíptica. Las dimensiones de la sección
transversal se seleccionan de tal forma que las ondas electromagnéticas se
propaguen dentro del interior de la guía; cabe recordar que las ondas
electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Las paredes
de la guía de onda son conductores y por lo tanto reflejan energía
electromagnética de la superficie. En una guía de onda, la conducción de
energía no ocurre en las paredes de la guía de onda sino a través del
dieléctrico dentro de la guía de onda. La energía electromagnética se propaga a
lo largo de la guía de onda reflejándose hacia un lado y otro en forma de
“zig-zag”.
En electromagnetismo y en telecomunicación, una guía
de onda es cualquier estructura física que guía ondas electromagnéticas.
Algunos sistemas de telecomunicaciones utilizan la propagación de ondas en el
espacio libre, sin embargo también se puede transmitir información mediante el
confinamiento de las ondas en cables o guías. En altas frecuencias las líneas
de transmisión y los cables coaxiales presentan atenuaciones muy elevadas por
lo que impiden que la transmisión de la información sea la adecuada, son
imprácticos para aplicaciones en HF (alta frecuencia) o de bajo consumo de
potencia, especialmente en el caso de las señales cuyas longitudes de onda son
del orden de centímetros, esto es, microondas.
La transmisión de señales por guías de onda reduce la
disipación de energía, es por ello que se utilizan en las frecuencias
denominadas de microondas con el mismo propósito que las líneas de transmisión
en frecuencias más bajas, ya que se presentan poca atenuación para el manejo de
señales de alta frecuencia.
Este nombre, se utiliza para designar los tubos de un
material de sección rectangular, circular o elíptica, en los cuales la energía
electromagnética ha de ser conducida principalmente a lo largo de la guía y
limitada en sus fronteras.
Las paredes conductoras del tubo confinan la onda al
interior por reflexión, debido a la ley de Snell en la superficie, donde el
tubo puede estar vacío o relleno con un dieléctrico. El dieléctrico le da
soporte mecánico al tubo (las paredes pueden ser delgadas), pero reduce la
velocidad de propagación.
En las guías, los campos eléctricos y los campos
magnéticos están confinados en el espacio que se encuentra en su interior, de
este modo no hay pérdidas de potencia por radiación y las pérdidas en el
dieléctrico son muy bajas debido a que suele ser aire. Este sistema evita que
existan interferencias en el campo por otros objetos, al contrario de lo que
ocurría en los sistemas de transmisión abiertos.
Existen muchos tipos de guías de onda, presentándose
aquí las más importantes:
·
Guía de Onda Rectangular (circular,
elíptica): Son aquellas que cuya sección transversal es
rectangular.
·
Guía de Onda Haz: Guía de onda
constituida por una secesión de lentes o espejos, capaz de guiar una onda
electromagnética.
·
Guía de Onda Tabicada: Formada por dos
cilindros metálicos coaxiales unidos en toda su longitud por un tabique radial
metálico.
·
Guía de Onda Acanalada, guiada en V;
guiada en H: Guía de onda rectangular que incluye resaltes
conductores interiores a lo largo de una de cada una de las paredes de mayor
dimensión.
·
Guía de Onda Carga Periódicamente: Guía de onda en
la saque la propagación viene determinada por las variables regularmente espaciadas
de las propiedades del medio, de las dimensiones del medio o de las superficies
de contorno.
·
Guía de Onda Dieléctrica: Formada
íntegramente por uno o varios materiales dieléctricos, sin ninguna pared
conductora.
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