Guias de Onda

Acima de 2 GHz, o comprimento de onda é curto o suficiente para permitir a prática e eficiente transferência de energia com o uso de meios diferentes. Uma guia de onda é um tubo condutor através do qual a energia é transmitida na forma de ondas electromagnéticas. O tubo serve como um limite de confinamento para as ondas, em um espaço fechado. A gaiola de Faraday previne que os efeitos electromagnético apareçam fora da guia. Os campos electromagnético são propagados através da guia de onda por meio de reflexão nas suas paredes internas, que são consideradas condutores perfeitos. A intensidade dos campos é maior no centro, ao longo da dimensão X, e deve diminuir para zero nas paredes laterais, em função de que a existência de qualquer campo, paralelo às paredes na superfície, poderia causar o fluxo de uma corrente infinita em um condutor perfeito. Guias de onda, claro, não podem transportar RF desta maneira. As dimensões X, Y e Z de uma guia de onda rectangular podem ser vistas na figura abaixo:

Há um número infinito de formas nas quais os campos eléctricos e magnéticos podem colocar-se numa frequência acima da frequência de corte baixa. Cada uma destas configurações de campo é chamada de modo. Os modos podem ser separados em dois grupos gerais. Um grupo, designado como TM (Transverse Magnetic-Magnético Transversal), tem o campo magnético inteiramente transverso à direcção de propagação, mas tem o componente do campo eléctrico na mesma direcção da propagação. O outro tipo, designado TE (Transverse Electric-Elétrico Tansversal) tem o campo eléctrico inteiramente transverso em direcção a propagação, mas o componente magnético na mesma direcção.

O modo de propagação é identificado pelo grupo de letras seguido por dois numerais subscritos. Por exemplo, TE 10, TM 11, etc. O número de modos possíveis aumenta com a frequência para um dado tamanho de guia, e há sempre um único modo possível, chamado modo dominante, para a menor frequência que pode ser transmitida. Numa guia rectangular, a dimensão crítica é X. Esta dimensão deve ser maior que 0,5 À na menor frequência a ser transmitida. Na prática, a dimensão Y é feita igual a 0,5 X, para evitar a possibilidade de funcionamento em modo diferente do dominante. Outros formatos seccionais podem ser usados, além do rectângulo, sendo que o mais importante é o cano circular. Muitas das mesmas considerações do caso rectangular são aplicáveis. As dimensões de comprimentos de onda para guias circulares e rectangulares são dadas na tabela a seguir, onde X é a largura de uma guia rectangular e ré o raio de uma guia circular. Todos os números aplicam-se ao modo dominante.

Energia pode ser introduzida ou extraída de uma guia de onda através do uso do campo eléctrico ou magnético. A transferência de energia tipicamente acontece através de uma linha coaxial. Duas formas possíveis de juntar uma guia de onda a uma linha coaxial são através do uso do condutor central do cabo coaxial ou através de um loop. Um pedaço pequeno (probe) da extensão do condutor interno do coaxial pode ser orientado de forma a ficar paralelo às linhas de força eléctrica. Um loop (algumas voltas do fio condutor) pode ser orientado de forma a envolver algumas linhas de força do campo magnético. O ponto no qual o máximo acoplamento é obtido depende do modo de propagação da guia ou cavidade.

O junção é máxima quando o dispositivo de junção está no campo mais intenso. Se uma guia de onda é deixada aberta numa de suas extremidades, ela irradiará energia (isto é, pode ser usada com uma antena ao invés de uma linha de transmissão). Esta radiação pode ser melhorada ajustando a guia de onda para formar uma antena do tipo "corneta piramidal" (pyramidal horn). Veremos um exemplo de uma antena feita com guia de onda para WiFi mais adiante neste capítulo.

Esta tabela apresenta os tamanhos dos vários tipos de linhas de transmissão. Escolha o melhor cabo que você pode adquirir, com a menor atenuação possível, na frequência que você pretende usarno seu link wireless.

Editor

--Cmsv 21h38min de 30 de janeiro de 2010 (GMT)