DISCONTINUIDADES DE LA MICROCINTA

las ondas de la superficie son ondas electromagnticas que se propagan en la capa de interfaz dielctrica de la microcinta. Los modos de propagacin de las ondas de superficie son prcticamente TE y TM .

Las ondas superficiales se generan en cualquier discontinuidad de la microcinta. Una vez generados, viajan e irradian, acoplamiento con otra Microcinta del circuito, la disminucin de aislamiento entre diferentes redes y atenuacin de la seal. Las ondas superficiales son una causa de la interferencia, el acoplamiento, y la atenuacin en un circuito multimicrocinta. Por estas razones las ondas de superficie son siempre un fenmeno no deseado.

La propagacin de la onda de superficie puede ser reducida mediante la reduccin de ranuras en la superficie del sustrato justo en frente de un circuito abierto. Se pueden adoptarse varias tcnicas para reducir la radiacin:

Proteccin o deteccin metlica.

La introduccin de una pequea muestra de prdida (es decir, absorbente) material cerca de cualquier discontinuidad radiativa.

La utilizacin de circuitos planos intrnsecamente cerrados (filtro spurline).

Reducir las densidades de corriente que fluyen en los bordes exteriores de las secciones de metal y concentrar las corrientes hacia y en el centro de la microcinta.

Dar de alguna manera forma a la discontinuidad para reducir la eficiencia radiativa.

Las discontinuidades en las microcintas se producen debido a cambios abruptos en la geometra de la cinta conductora, es por ello que las distribuciones de campos elctricos y magnticos se modifican cerca de la discontinuidad. La alteracin de la distribucin de campo elctrico da lugar a un cambio de la capacitancia y la distribucin de campo magntico da lugar a un cambio en la inductancia. Cada discontinuidad se puede modelar con un circuito equivalente que presenta diferentes caractersticas de capacitancia e inductancia. Las discontinuidades ms comunes son:

Lnea en ngulo recto

Extremo abierto

Capacitancia de una apertura de microcinta

Escaln en el ancho de la microcinta

Juntura t

Unin en cruz

a) Lnea en ngulo recto

Este tipo de discontinuidad se forma cuando se requiere dar cierta distribucin al circuito de microcintas sobre el sustrato. Puede estar formada por dos lneas de igual o distinta impedancia.

Al doblar la lnea, se tiende a concentrar energa en la esquina que produce una acumulacin de los campos y provocan radiaciones espurias. Cuando las lneas en ngulo se recortan en diagonal en las esquinas, se reducen las capacitancias espurias.

El efecto de discontinuidad de lnea de ngulo recto tiende a aumentar con la frecuencia, el nmero de curvas utilizadas en cascada, y con el ancho de lnea.

Vario experimentos en diversas curvas han demostrado que una disminucin en los coeficientes de reflexin de entrada se puede lograr si la esquina est aplanada. Cuando el radio de la curva es mayor que dos veces el ancho de la lnea, el principal efecto parasitario es un cambio en la longitud de la lnea.

b) Extremo abierto

Estas se encuentran en una gran variedad de circuitos como por ejemplo resonadores, filtros de lneas paralelas. El exceso de capacitancia es representado mediante un tramo de lnea de transmisin, en este los campos no se detienen abruptamente, sino que se extienden un poco ms debido al efecto de campo marginal.

La forma ms sencilla para compensar el aumento de la discontinuidad es reducir la longitud de la lnea por la cantidad correcta.

En el caso de sustratos ms gruesa y lneas de microcinta ms amplias, la radiacin emitida por una discontinuidad de extremo abierto se vuelve significativa.

La capacitancia equivalente se puede calcular de:

Donde c es la velocidad de la luz, zo la impedancia caracterstica de la lnea y es la permitividad efectiva.

c) Capacitancia de una apertura de microcinta

La caracterizacin de la capacitacin de una apertura en una microcinta, es til para el diseo de redes bloqueadoras de CD, filtros acoplados o elemento acoplador a resonadores.

Donde las capacitancias en serie y paralelo estn dadas por:

Donde y son las capacitancias equivalentes cuando la discontinuidad es alimentada de forma simtrica y antisimtrica, respectivamente.

d) Escaln en el ancho de la microcinta

Esta discontinuidad se forma de la unin de dos lneas que tienen diferentes anchos, y por lo tanto diferentes impedancias. La discontinuidad es axialmente simtrica si los ejes de las lneas coinciden y asimtricas en otro caso. Esta se presenta normalmente en acopladores, filtros y transiciones.

Donde la capacitancia se calcula a partir de:

Y la inductancia a partir de:

e) Juntura T

Es quizs la ms importante discontinuidad y se encuentra en los circuitos como adaptacin de impedancia, Filtros y Acopladores direccionales.

Se compensa fcilmente, basta con ajustar las longitudes de las diferentes lneas. La desviacin en la lnea principal es por lo general muy pequea, y el efecto principal es sobre la longitud del listn.

La mejor solucin para el efecto transformador es mantener la anchura del taln (W2) lo suficientemente estrecho para que este efecto sea insignificante.

f) unin en cruz

Se encuentra principalmente en redes de adaptacin y filtros, puede considerarse como dos T-uniones en paralelo.

Uno de los usos ms comunes de la unin en cruz es para la realizacin de los talones de baja impedancia. Cuando la impedancia del taln tiene un ancho lo suficientemente grande como para sostener modos de resonancia transversales, una de las posibles soluciones es emplear dos talones en paralelo, conectados a cada lado de la lnea principal. La impedancia de cada uno de los talones de equivalentes es igual a dos veces la impedancia del taln simulado.