Um guia de onda retangular oco preenchido com ar tem 150 metros de comprimento e é fechado em sua extremidade por uma chapa metálica. Se um pulso curto de
é introduzido em sua entrada, calcule o tempo necessário para que o pulso retorne à entrada do guia. Suponha que a frequência de corte do guia seja
:
Passo 1
Então, vamos lá! Você tem um guia de onda retangular oco de 150 metros, fechado numa extremidade com uma chapa metálica. Um pulso curto de 7,2 GHz é enviado pela entrada do guia, e queremos descobrir quanto tempo ele leva para voltar. Para resolver isso, vamos usar conceitos de ondas em guias de onda, especificamente sobre a velocidade de propagação e o tempo de retorno do pulso. Vamos precisar entender como a frequência de corte influencia na velocidade do pulso dentro do guia.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular a velocidade de grupo do pulso dentro do guia de onda. A velocidade de grupo (
) é a velocidade com que o pulso de energia se propaga e é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a velocidade da luz no vácuo ( ), -
é a frequência de corte (6,5 GHz), -
é a frequência do pulso (7,2 GHz).
Vamos substituir os valores:
Calculando a fração dentro da raiz:
Então:
Passo 3
Agora que temos a velocidade de grupo, podemos calcular o tempo que o pulso leva para ir até a chapa metálica e voltar. A distância total percorrida será o dobro do comprimento do guia (
):
O tempo (
) é dado por:
Convertendo para microssegundos:
Resposta
O tempo necessário para que o pulso retorne à entrada do guia é de aproximadamente 2,34 microssegundos.
Exercícios relacionados
Projete um guia de onda retangular com uma razão de 3 para 1 (entre as dimensões retangulares,
e
), para ser usado na banda k (18 -
). Suponha que o guia é preenchido com ar:
Em frequências de microondas, preferimos os guias de ondas às linhas de transmissão para transportar energia EM por todas as razões que seguem, com exceção de:
(a) as perdas nas LT são proibitivamente elevadas.
(b) os guias de onda têm largura de banda maior e atenuação de sinal menor.
© as linhas de transmissão tem maiores dimensões que os guias de onda.
(d) as linhas de transmissão suportam somente o modo TEM.
(e) somente as alternativas c e a, estão incorretas.
(a) as perdas nas LT são proibitivamente elevadas.
(b) os guias de onda têm largura de banda maior e atenuação de sinal menor.
© as linhas de transmissão tem maiores dimensões que os guias de onda.
(d) as linhas de transmissão suportam somente o modo TEM.
(e) somente as alternativas c e a, estão incorretas.
Em um guia retangular preenchido com ar, a frequência de corte do modo
é 5 GHz , enquanto que a do modo
é 12 GHz . Calcule as dimensões deste guia de onda:
Um túnel é modelado como um guia de onda retangular metálico, preenchido com ar, com dimensões de
. Determine se o túnel transmite: (a) um sinal de radiodifusão em AM de 1,5 MHz ; (b) um sinal de radiodifusão em FM de 120 MHz :