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:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos que projetar um guia de onda retangular com uma razão de 3 para 1 entre suas dimensões
e
. Esse guia vai operar na banda K, que vai de 18 a 26,5 GHz, e está cheio de ar. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular as dimensões de um guia de onda com base na frequência de operação e na razão entre as dimensões. Vamos usar algumas fórmulas da teoria de guias de onda para encontrar os valores de
e
.
Passo 2
Primeiro, sabemos que a razão entre as dimensões é 3:1, ou seja,
. Isso vai nos ajudar a relacionar as duas dimensões.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a frequência de corte. Em um guia de onda retangular, a frequência de corte mais baixa é dada por:
Onde:
-
é a frequência de corte -
é a velocidade da luz no vácuo ( ) -
é a dimensão maior do guia de onda
Essa frequência de corte é importante porque o guia de onda só vai funcionar para frequências acima de
.
Passo 4
Sabemos que queremos operar na banda K, que vai de 18 GHz a 26,5 GHz. Para garantir que o guia de onda funcione nessa faixa, a frequência de corte
deve ser menor que a menor frequência de operação, que é 18 GHz.
Então, temos:
Substituindo a fórmula da frequência de corte:
Passo 5
Vamos resolver para
:
Substituindo
:
Passo 6
Já que
, podemos encontrar
dividindo
por 3:
Resposta
As dimensões mínimas para o guia de onda são aproximadamente
e
. Portanto, um guia de onda retangular com
e
atenderá aos requisitos para operar na banda K de 18 a 26,5 GHz.
Exercícios relacionados
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.
Um onda evanescente ocorre quando:
(a) uma onda é atenuada, ao invés de se propagar.
(b) a constante de propagação é puramente imaginária.
© , de tal maneira que todas as componentes de campo se anulam.
(d) a frequência da onda é igual à frequência de corte.
(e) somente as alternativas d e a, estão incorretas.
(a) uma onda é atenuada, ao invés de se propagar.
(b) a constante de propagação é puramente imaginária.
©
(d) a frequência da onda é igual à frequência de corte.
(e) somente as alternativas d e a, estão incorretas.
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
:
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: