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Componentes Generadores y Amplificadores de Microondas (Clásicos…
Componentes Generadores y Amplificadores de Microondas
Clásicos
TWT
El TWT es la otra variante de amplificador que se utiliza en las estaciones para comunicaciones satelitales debido a las exigencias de potencia de emisión.
Los TWT son similares a los klystrones pero con mayores anchos de banda (hasta una octava).
El TWT tiene prestaciones inferiores al Klystron en cuanto hace a la linealidad de fase. El nivel de ruido es menor en el TWT, -64 dBm/kHz con respecto a - 58 dBm/kHz en el Klystron.
En los TWT se trabaja con un back-off de 7 dB para reducir los productos de intermodulación y muchas veces con linealizadores o predistorsionadores.
Magnetron
Un magnetrón es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía electromagnética en forma de microonda.
El magnetrón permite generar señales de alta frecuencia y muy alta potencia con gran estabilidad.
Fue desarrollado hacia el final de los años 30 con el fin de alimentar al radar mediante una fuente radioeléctrica potente (varios cientos de vatios) y con una longitud de onda centimétrica
Funcionamiento
El magnetrón tiene un filamento metálico de titanio que, al hacerle circular una corriente eléctrica, se calienta y produce una nube de electrones a su alrededor.
Este filamento se encuentra en una cavidad cilíndrica de metal que al aplicarle un potencial positivo de alto voltaje con respecto al filamento
éste atrae a las cargas negativas. Viajarían en forma radial, pero un campo magnético aplicado por sendos imanes permanentes obligan a los electrones a girar alrededor del filamento en forma espiral para alcanzar el polo positivo de alto voltaje
.Al viajar en forma espiral, los electrones generan una onda electromagnética perpendicular al desplazamiento de los mismos, que es expulsada por un orificio de la cavidad como guía de onda
Usos Principales
Radares
Horno microondas
Klystron
estos permitieron además una mayor comprensión de los fenómenos que tiene en lugar los tubos de microondas.
Los Klystrons fueron los que dieron una mayor versatilidad de utilización de las microondas, sobre todo en el campo de las comunicaciones.
Los amplificadores de Klystron ofrecen mayor potencia que los magnetrones a frecuencias de microondas y también permiten el uso de formas de onda más complejas.
Los Klystron se utilizan como amplificador de potencia en algunas estaciones terrestres de comunicaciones satelitales y se encuentran en la bandas C y Ku.
Girotron
El girotrón es una fuente de radiación de microondas de alta frecuencia y alta potencia
Se considera el primer dispositivo generador de rayos de microondas de alta frecuencia de la historia
Perteneciente a la familia de los tubos de vacío de campo transversal, donde la energía potencial de los electrones se transformaba en energía electromagnética
utilizado para generar ondas milimétricas de gran potencia en la banda de 10 GHz - 100 GHz
Modernos
Osciladores YIG
El oscilador YIG está formado por una resistencia negativa
Produce las oscilaciones y un resonador que posee un elevado factor de calidad que proporciona una señal de gran pureza espectral
Diodos
Pin
PIN es un diodo que presenta una región P fuertemente dopada y otra región N también fuertemente dopada
separadas por una región de material que es casi intrínseco
se utiliza en frecuencias que exceden de 1 GHz
Usos
El diodo PIN se le puede utilizar como interruptor o como modulador de amplitud
se le puede utilizar para conmutar corrientes muy intensas y/o tensiones muy grandes
los diodos pin pueden utilizarse como limitadores, en sustitución de los tubos TR
Tunel
El Diodo túnel es un diodo semiconductor que tiene una unión pn, en la cual se produce el efecto túnel
que da origen a una conductancia diferencial negativa en un cierto intervalo de la característica corriente- tensión
La presencia del tramo de resistencia negativa permite su utilización como componente activo (amplificador/oscilador).
Una característica importante del diodo túnel es su resistencia negativa en un determinado intervalo de voltajes de polarización directa
Cuando la resistencia es negativa, la corriente disminuye al aumentar el voltaje. En consecuencia, el diodo túnel puede funcionar como amplificador, como oscilador o como biestable.
Schottky
A diferencia del diodo semiconductor normal que tiene una unión P–N, el diodo schottky o diodo de barrera tiene una unión Metal-N.
Estos diodos se caracterizan por su velocidad de conmutación y una baja caída de voltaje cuando están polarizados en directo
El diodo Schottky está más cerca del diodo ideal que el diodo semiconductor común
Varactor
Los diodos varactores son semiconductores que han sido diseñados de manera que su funcionamiento sea similar al de un capacitor
al aumentar la tensión inversa la capacidad de la zona de transición se agranda, y se separa las placas, y esto provoca que al aumentar la distancia, disminuya la capacidad
se usa como receptores de radio, en televisión entre otros
Gunn
El diodo Gunn es un tipo de diodo usado en la electrónica de alta frecuencia
Los diodos Gunn son usados para construir osciladores
En el rango de
frecuencias comprendido entre los 10 Gigahertz y frecuencias aún más altas (hasta
Terahertz).
Existen en este dispositivo tres regiones; dos
de ellas tienen regiones tipo N fuertemente dopadas y una delgada región intermedia de material ligeramente dopado
Led
Es un dispositivo semiconductor que emite luz de espectro reducido cuando se polariza de forma directa la unión PN del mismo y circula por él una corriente eléctrica.
Este fenómeno es una forma de electroluminiscencia
Laser
La palabra LASER proviene de las siglas en inglés: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
significa: Amplificación de luz por Emisión estimulada de radiación
Es un dispositivo semiconductor similar a un led pero que bajo las condiciones adecuadas emite luz láser
El diodo láser se obtuvo como resultado de la continuación del desarrollo del diodo LED
Usos
•Comunicaciones de datos por fibra óptica. • Lectores de CDs, DVDs y formatos derivados. • Interconexiones ópticas entre circuitos integrados. • Impresoras láser. • Escáneres o digitalizadores. • Sensores
