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.