Linhas de Transmissão e Carta de Smith

Questão 1 Questão 2 a Os parâmetros distribuídos R L G e C da linha coaxial b Os parâmetros de propagação a b u e Z0 para esta linha coaxial Questão 3 a Resolva analiticamente e explique b Mostre como se pode resolver o que foi pedido porém usando a carta de Smith Explique e anexe uma cópia do seu traçado na carta de Smith Questão 4 a b c A impedância de entrada Zin da linha a uma distância física de 035𝝺 da posição da carga d A posição em unidades de 𝝺 do valor máximo da tensão elétrica que se encontra mais próximo da posição da carga e A posição em unidades de 𝝺 do valor mínimo da tensão elétrica que se encontra mais próximo da posição da carga Questão 5 Uma linha de transmissão sem perdas apresenta Z0 50 Ω de impedância característica possui 06λ de comprimento físico e termina em uma carga com impedância ZL 50 j25 Ω A uma distância física de 03λ da carga é conectada uma resistência concentrada de R 30 Ω de forma como desenhada no circuito esquemático mostrado na Figura 3 Utilize a carta de Smith anexe uma cópia com o seu traçado as devidas explicações para determinar a impedância de entrada Zi em Ω deste circuito Figura 3 Esquema do circuito referente à Questão 5 Questão 6 Sob alguns aspectos as guias de onda são mais complexas que as linhas de transmissão embora as duas tenham a mesma finalidade de transportar sinais eletromagnéticos confinados Enquanto uma linha de transmissão é formada por no mínimo dois condutores em paralelo isolados entre si uma guia de ondas é formada por um único condutor onde todos os pontos estão em curto elétrico entre si Tanto linhas de transmissão quanto guias de onda podem estar recheados com materiais dielétricos A Figura 4 a mostra o esquema geométrico de uma guia de ondas retangular A Figura 4b mostra uma imagem de uma guia de ondas retangular não mais comercialmente disponível que era fabricada pela empresa Pasternack Figura 4 a Esquema geométrico de uma guia de ondas retangular e b uma imagem de um modelo não mais comercial da empresa Pasternack A propagação em uma linha de transmissão pode ser descrita pela Teoria Eletromagnética ou pela Análise de Circuitos Uma linha de transmissão normalmente é utilizada para transportar apenas ondas no modo TEM Entretanto a propagação em uma guia de ondas só pode ser descrita pela Teoria Eletromagnética Além disso guias de onda não podem transportar ondas TEM mas apenas ondas nos modos TE TM ou híbridas Da mesma forma como ocorre para linhas de transmissão a impedância ondulatória ou impedância característica é uma medida importante que descreve a relação entre os campos elétricos e magnéticos dentro da guia de ondas Para calcular a impedância ondulatória em uma guia de ondas retangular ver Figura 4 é necessário considerar o modo específico de propagação das ondas eletromagnéticas Nas linhas de transmissão normalmente só consideramos o modo TEM portanto teremos uma única impedância característica Z0 associada à uma linha específica Linhas de transmissão podem transportar a partir de sinais DC 0 Hz enquanto que guias de onda podem transportar sinais apenas a partir de uma certa frequência de corte fc fc 0 Hz Para o modo TE ou modo Transversal Elétrico TEmn a impedância ondulatória em uma guia de ondas é dada por ZTEmn onde Z0 377 Ω é a impedância do espaço livre e há uma dependência com a frequência f do sinal ZTEmn Z0 1fcf2 Para o modo TM ou modo Transversal Magnético TMmn a impedância ondulatória é dada por ZTMmn Z0 1 fcf2 Calcule analiticamente o seguinte a O fator de onda estacionária s dentro da guia Por que se forma uma onda estacionária dentro da guia a partir da posição onde a onda é irradiada para o espaço livre b A fração de potência eletromagnética refletida em também a partir da posição onde a onda é irradiada para o espaço livre The Complete Smith Chart Black Magic Design RESISTANCE COMPONENT RZo OR CONDUCTANCE COMPONENT GYo INDUCTIVE REACTANCE COMPONENT j XZo OR CAPACTIVE SUSCEPTANCE jBYo CAPACTIVE REACTANCE COMPONENT jXZo OR INDUCTIVE SUSCEPTANCE jBYo Angle of Reflection Coefficient in Degrees Angle of Transmission Coefficient in Degrees Rl Loss dB SWR Rl Loss dB ATTEN dB SW LOSS dB Swr Peak SW Peak SW Transm Coef Transm Coef Ref Coef Ref Coef SWR RADIALLY SCALED PARAMETERS TOWARD LOAD TOWARD GENERATOR CENTER ORIGIN 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 099 095 09 08 07 06 05 04 03 02 01 0 10 20 40 100 4 5 3 25 2 18 16 14 12 11 1 15 10 5 4 3 2 1 09 08 07 06 05 04 03 02 01 0 1 2 4 8 9 10 15 30 40 3 6 7 16 20 25 50 60 70 80 90 110 120 130 140 150 100 0 01 011 012 013 014 015 016 017 018 019 02 021 022 023 024 025 3 4 5 6 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 50 75 100 120 130 140 150 160 170 180 90 60 70 80 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 2 3 4 5 6 8 9 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 10 042 041 04 039 038 037 036 035 034 033 032 031 03 029 028 027 026 025 024 023 022 021 02 019 018 017 016 015 014 013 012 011 01 009 008 007 006 005 004 003 002 001 0 002 004 006 008 01 012 014 015 017 019 021 023 025 027 029 031 033 035 037 039 041 043 045 047 049 05 048 046 044 042 Ris 200 110 80 90 70 60 50 40 30 20 10 120 130 140 150 160 170 180 15 25 35 45 55 65 75 85 95 115 125 5 3 2 1 07 05 02 01 009 008 007 006 005 004 003 002 001 0 02 03 04 05 06 07 08 09 1 12 14 16 18 2 25 3 4 5 10 100 90 80 120 45 40 35 30 25 20 15 10 5 70 60 50 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 12 14 16 18 2 25 3 4 5 10 100 90 80 120 70 60 50 40 30 25 20 15 10 5 70 0 001 002 003 004 005 006 007 008 009 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 12 14 16 18 2 25 3 4 5 10 100 90 80 120 50 40 30 25 20 15 10 5 70 60 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1 12 14 16 18 2 25 3 4 5 10 100 90 80 120 50 40 30 25 20 15 10 5 70 60 70 60 50 40 30 20 10 0 70 60 50 40 20 10 0 70 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0