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Este trabajo académico presenta un estudio práctico sobre el diseño, implementación y pruebas de una línea de transmisión fabricada en placa de cobre. Se explora el proceso de diseño utilizando herramientas de simulación avanzadas, se detallan los materiales y el proceso de fabricación, y se analizan los resultados de las pruebas experimentales. Una visión detallada de los conceptos clave relacionados con las líneas de transmisión, las antenas microstrip y la importancia del cobre como material conductor en aplicaciones de alta frecuencia.
Tipo: Ejercicios
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Lima Perú - 2024
En los sistemas de comunicación modernos, las líneas de transmisión juegan un papel crucial al permitir el transporte eficiente de señales electromagnéticas desde una fuente hasta una carga. Estas estructuras, diseñadas para minimizar pérdidas y garantizar la máxima transferencia de energía, son fundamentales en dispositivos como antenas, circuitos de radiofrecuencia y sistemas de telecomunicaciones. En este informe se presenta el diseño, implementación y pruebas de una línea de transmisión fabricada en placa de cobre, un material conductor ampliamente utilizado en la industria electrónica debido a su alta conductividad y facilidad de manufactura. Este proyecto incluye el desarrollo de una antena microstrip, que se caracteriza por su diseño compacto, bajo costo y facilidad de integración en sistemas inalámbricos. El objetivo principal del proyecto es analizar el desempeño de una línea de transmisión implementada en placa de cobre, evaluando parámetros como la adaptación de impedancia, las pérdidas de retorno y la eficiencia de transmisión. A través de este trabajo, se busca comprender las etapas clave del desarrollo de un sistema de transmisión, desde su diseño teórico hasta las pruebas experimentales. La importancia de este trabajo radica en su aplicabilidad en la creciente demanda de dispositivos de comunicación inalámbrica, donde la miniaturización y el rendimiento son factores críticos. Este informe también busca proporcionar un marco de referencia para futuros proyectos en los que se utilicen líneas de transmisión similares en aplicaciones de alta frecuencia.
2. MARCO TEORICO:
En las antenas microstrip, la radiación ocurre principalmente en los bordes del patch debido a la discontinuidad del campo electromagnético entre el conductor y el aire. Esto permite que la antena irradie energía hacia el espacio circundante. 2.4 Importancia de las Placas de Cobre como Sustrato Conductor El cobre es uno de los materiales más utilizados en la fabricación de líneas de transmisión y antenas debido a sus excelentes propiedades conductoras y térmicas. Su alta conductividad eléctrica reduce las pérdidas resistivas, mientras que su ductilidad permite trabajar con precisión en diseños complejos. En este proyecto, el uso de una placa de cobre garantiza una conducción eficiente de las señales de alta frecuencia, así como una buena estabilidad mecánica. Además, el cobre es compatible con técnicas de manufactura como grabado químico, lo que facilita la implementación de diseños personalizados. En conjunto, los conceptos descritos proporcionan la base teórica para el diseño, fabricación y prueba de la línea de transmisión y la antena microstrip desarrollada en este proyecto.
3. MATERIALES: Papel Couche PCB amarillento más claro y transparente FR4 doble cara (doble capa, cobre adelante y atrás) 4 conectores SMA de borde tipo hembra
4.1 Diseño El diseño de la línea de transmisión y la antena microstrip se llevó a cabo utilizando herramientas de simulación avanzadas para garantizar el rendimiento óptimo del sistema. En este caso, se utilizó software como CST Studio Suite, ampliamente reconocido en el ámbito de las simulaciones electromagnéticas en alta frecuencia. Este software permitió modelar y analizar el comportamiento de la línea y la antena antes de su fabricación. 4.1.1 Parámetros Considerados Frecuencia de Operación: El diseño fue optimizado para una frecuencia de operación específica, seleccionada según la aplicación prevista. Esta
Simulación de Parámetros S Verificación de punto de Parámetro S Cálculos de los Parámetros S
Magnitud (db) Parámetros S [2,1] 2000000000 2100000000 2200000000 2300000000 2400000000 2500000000
