UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
DEPARTAMENTOS ACADÉMICOS
CURSO: _PROPAGACION Y RADIACION ELECTROMAGNETICA II
TIPO DE PRUEBA:
PRACTICA No.
02
Ex. PARCIAL
Ciclo Académico: 2016-1
Fecha: 4/05/1
Duración: 1h 50m
COD. CURSO: E524M
EX. FINAL
EX. SUST.
P1) Se tiene una guía de ondas rectangular del estándar WR 90 (2.286 x 1.016 cm) con aire en su interior.
Esta guía es útil para radares militares que funcionan en la banda X. Se desea que la guía transmita
solamente el modo dominante y que la frecuencia de trabajo tenga un valor de cuando menos 25% arriba
de la frecuencia de corte del modo dominante, pero que tampoco sea mayor que el 95% de la siguiente
frecuencia de corte. ¿Cuál es el rango permisible de frecuencia de trabajo? Sugerencia: dibuje los 4 modos
de frecuencias de corte más bajas.
P2) Una guía de onda de cobre (𝜎𝐶𝑢 = 5.8 𝑥 107 𝑆/𝑚 ) oscilando a 4.8 GHz se supone que transporta una
potencia de 1.2 KW para una antena. Si la guía está lleno de poliestireno (𝜎
= 10−17 𝑆/𝑚, 𝜀 = 2.25𝜀0 ) y
sus dimensiones son: a=4.2 cm, b=2.6 cm; calcule la potencia disipada en una longitud de 60 cm de la
guía para el modo dominante.
P3) Un atenuador puede ser implementado usando una sección de guía de onda operando por debajo de la frecuencia de
corte, como se muestra en la figura adjunta. Si a=2.286 cm y
la frecuencia de operación es de 12 GHz, determine la longitud
requerida de la guía de menor sección transversal para tener
una atenuación de 100 dB entre la entrada y salida de la guía.
Ignore los efectos de reflexión debido al escalón de la discontinuidad.
P4) Una antena dipolo se encuentra en el plano XY y hace un ángulo de 45° con el eje X. Un receptor unido
a la antena esta calibrada para leer directamente la magnitud de la componente del campo
⃗𝑬 que es
paralelo al dipolo. ¿Cuáles son las lecturas que darían los siguientes campos que llegan a la antena?
a)
⃗ = [(2 + 𝑗)𝒂
⃗ 𝒙 + (3 − 𝑗)𝒂
⃗ 𝒛 ]𝑒−𝑗𝐾𝑦
𝑬
b)
⃗ = [𝑗 𝒂
⃗ 𝒙+𝒂
⃗ 𝒚 ]𝑒−𝑗𝐾𝑧
𝑬
P5) Demostrar que, en una línea coaxial de radio interior a y radio exterior b, que
existen soluciones para los modos TEnm y TMnm. Una solución conveniente para ez
y hz es: [𝐴𝐽𝑛 (𝐾𝑐 𝑟) + 𝐵𝑌𝑛 (𝐾𝑐 𝑟)] cos 𝑛𝜑. Obtener la ecuación para determinar el número de onda corte Kc imponiendo las condiciones de frontera en las superficies
cilíndricas.
Para el modo dominante en XYZ, con
unidades de Neper/m:
𝛼𝑐 =
2√ℰ𝑟 𝑅𝑚
1 𝑏 𝑓𝑐
𝑤𝜇0
( + [ ]) ; 𝑅𝑚 = √
2 𝑎 𝑓
2𝜎𝐶𝑢
𝑓𝑐 2
√
𝑏ℤ0 1 − ( )
𝑓
𝜎ℤ0
𝛼𝑑 =
𝑓 2
2√ℰ𝑟 √1 − ( 𝑐 )
𝑓
𝑃𝑛𝑚 =
|𝐴𝑛𝑚 |2 𝑎𝑏ℤ 𝑇𝐸 𝛽𝑔
(
)
2𝜀0𝑛 𝜀0𝑚
𝐾𝑐,𝑛𝑚
Ing. Armando Alberto Cajahuaringa Camaco