Líneas microStrip

1. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
Líneas de transmisión Microstrip
Nombre estudiante 1, Estudiante Telecomunicaciones UTPL, Nombre estudiante 2, Estudiante
Telecomunicaciones UTPL, Nombre estudiante 3,
Nombre estudiante 4, Estudiante Telecomunicaciones UTPL.
Universidad Técnica particular de Loja, titulación de Telecomunicaciones, componente académico:
Emisores y receptores de RF (2021-2022).
Resumen: El estudiante deberá elaborar un resumen de lo que realizó en la práctica detacando
los puntos importantes. El Resumen será hecho en Ingles.
Index Terms: Use palabras clave que destaquen el trabajo realizado, por ejemplo: Líneas de
transmisión, Microstrip, etc (al menos 4).
1. Introduction
En la sección de introducción el estudiante deberá elaborar un marco teórico que sustente aspectos
clave en el desarrollo de la práctica.
Por ejempo: en este apartado se debe describir que es una línea de transmisión microstrip,
aspectos relevantes de esta (estructura, dimensiones, características, etc), aplicaciones y utilidades.
Esta sección es la que contendrá la mayor parte de la referencias bibliográficas.
Para citar use gestores de referencias como ZOTERO o MENDELEY para facilitar y agilizar el
trabajo.
Tutorial de Zotero:
www.youtube.com/watch?v=EsRHMJAU3pU
Tutoriales de Citas:
1. www.youtube.com/watch?v=avwPBvaYgw4
2. www.youtube.com/watch?v=o9FFZ_RZ7_o
Tutorial de uso de Latex:
www.youtube.com/playlist?list=PLKRmVEXGjGWc3IIKmo_0F1gxyNggVzdsI
2. Desarrollo de la Práctica
Para la presente práctica deberá revisar el material de la clase dictada (Diapositivas o libros
base y complementarios).
2.1. Procedimiento A: Dimensiones e impedancias
El objetivo es de esta sección es aprender el uso de la calculadora de líneas de transmisión Micros-
trip ”TxLine”. Para esto haciendo uso de la calculadora deberá determinar las dimensiones físicas
(largo y ancho) de la línea de transmisión para cumplir con distintas variaciones de impedancia,
frecuencia de operación y Constante dieléctrica.
1. Configure en la calculadora TxLine los siguientes parámetros: constante dieléctrica (ϵ) = 2,2,
tangente de pérdida (δ) = 0,0023, tangente de pérdida (Tand) = 5,88E + 07S/m, longitud
eléctrica (θ) = 900
, altura del dieléctrico (H) = 1,6mm, grosor (T) = 0,035mm, Frecuencia
(f) = 1GHz., como se muestra en la Fig 1.
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 1

2. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
Figura 1. Configuración de calculadora TxLines para el procedimiento A.
2. Vaya realizando la variación de la impedancia en la de la línea (Z1 = 25Ω, Z1 = 50Ω,
Z1 = 100Ω, Z1 = 150Ω, Z1 = 200Ω), manteniendo fijos los demás parámetros.
3. Realice una tabla ( Tabla I.) registre los datos obtenidos de las operaciones realizadas con la
calculadora TxLine.
Cuadro I
Dimensiones de la línea MicroStrip en función de la impedancia
Impedancia (Ω) Ancho (mm) Largo (mm)
25
50
100
150
200
4. Realice una Gráfica Y/X que cuente con doble eje Y (Fig 4) para la representación de la
variación del Largo y Ancho le la línea de transmisión en función a la impedancia.
Figura 2. Variación de dimensiones de la línea en función de la impedancia de la misma.
5. Ahora deberá fijar la impedancia en la calculadora TxLine en 50Ω y hacer variar la frecuencia.
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 2

3. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
6. Realice una tabla ( Tabla II.) registre los datos obtenidos de las operaciones realizadas con
la calculadora TxLine.
Cuadro II
Dimensiones de la línea MicroStrip en función de la frecuencia
Frecuencia (GHz) Ancho (mm) Largo (mm)
0.8
0.9
1
2
3
7. Realice una Gráfica Y/X que cuente con doble eje Y ( como la que se muestra en la Fig 4)
para la representación de la variación del Largo y Ancho le la línea de transmisión en función
de la frecuencia.
8. Ahora deberá fijar la impedancia y la frecuencia en la calculadora TxLine en 50Ω y 1GHz
respectivamente y hacer variar la constante dieléctrica.
9. Realice una tabla ( Tabla III.) registre los datos obtenidos de las operaciones realizadas con
la calculadora TxLine.
Cuadro III
Dimensiones de la línea MicroStrip en función de la constante dieléctrica
Constante dieléctrica Ancho (mm) Largo (mm)
0.8
0.9
1
2
3
10. Realice una Gráfica Y/X que cuente con doble eje Y ( como la que se muestra en la Fig 4)
para la representación de la variación del Largo y Ancho le la línea de transmisión en función
de la Constante dieléctrica.
2.2. Procedimiento B: Impedancias, Longitudes eléctricas e implicaciones de sus variaciones
El objetivo de esta sección es la representación gráfica de impedancias de las líneas de transmisión
MicroStrip terminadas en una carga o casos especiales de terminación de CC y CA así como las
variación es de fase que presenta una señal al propagarse con la línea de transmisión. En la Fig
2.2. se muestra los casos especiales de una línea de transmisión terminada en CC y CA.
Figura 3. Línea de transmisión con terminaciones especiales, a) en Corto circuito b) en Circuito
abierto.
2.2.1. Representaciones de impedancias
1. Cree un nuevo esquemático Çircuito ideal2
construya los circuitos ideales que se muestran en
la Fig 2.2. Los circuitos a construir deberá verse como los que se muestra en la Fig 1 a) para
la terminación en circuito abierto y en la Fig 1 b) para la terminación en corto circuito.
2. Configure el simulador para trabajar en un sólo punto de frecuencia que deberá ser de 1GHz.
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 3

4. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
Figura 4. Construcción de circuitos ideales en simulador, a) en Circuito abierto b) en Corto
circuito.
3. Configure en la calculadora TxLine los siguientes parámetros: constante dieléctrica (ϵ) = 2,2,
tangente de pérdida (δ) = 0,0023, tangente de pérdida (Tand) = 5,88E + 07S/m, altura del
dieléctrico (H) = 1,6mm, grosor (T) = 0,035mm, Frecuencia (f) = 1GHz.
4. Configure la calculadora para longitud eléctrica de (θ) = 450
.
5. Determine las dimensiones de largo y ancho para una impedancia de , Impedancia Zo = 50Ω.
Agregue capturas de pantalla
6. Coloque dichas dimensiones en los circuitos creados L1 y W1. Agregue capturas de pantalla.
7. Cree una gráfica de Cartha de Smith y agregue las medidas de los parámetros Z 11 y Z 22
y ejecute la simulación. Agregue marcadores desnormalizados e indique a cual corresponden.
Agregue capturas de pantalla de los resultados.
8. Desarrolle lo siguiente:
Consulte las ecuaciones que rigen estos dos circuitos para encontrar la impedancia de
entrada.
Los resultados obtenidos con en la simulación tienen relación con las ecuaciones mate-
máticas expuestas, explique como.
9. Cree un nuevo esquemático Çircuito real2
realice los mismos circuitos pero esta vez serán
más apegados a la realidad para esto los circuitos a construir deberá ser como los que se
muestra en la Fig 9 a) para la terminación en circuito abierto, con el componente ”Mopen”que
simula el comportamiento de una línea terminada en circuito abierto y en la Fig 9 b) para la
terminación en corto circuito, con el componente ”MVIA1P”que simula un corto circuito. .
Figura 5. Construcción de circuitos reales en simulador, a) en Circuito abierto b) en Corto
circuito.
10. Para el componente ”MVIA1P”debe configurar los siguientes parámetros: altura del dieléctrico
(H) = 1,6mm, grosor (T) = 0,035mm, diámetro del via hold (D) = 1mm.
11. Use las mismas dimensiones de las guías de largo y ancho calculadas en el paso 5.
12. Cree una nueva gráfica de Carta de Smith y repita el procedimiento del paso 7.Agregue
capturas de pantalla de los resultados
13. Desarrolle lo siguiente:
El resultado es igual al de los circuitos ideales.
En caso de haya cambios, ¿A qué se deben?.
14. Use la Herramienta de sintonización (Tune) y varíe las longitudes hasta obtener la respuesta
adecuada. Agregue capturas de pantalla de los valores nuevos de L y los resultados de la
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 4

5. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
simulación.
15. Desarrolle lo siguiente:
¿Cuánto es la variación de las longitudes para ambos casos?
2.2.2. Representaciones de impedancias de λ/2
1. Vuelva al esquemático Çircuito ideal2
ahora modifique el valor de la longitud física de las líneas
para que tenga un valor de λ/2. Recuerde que la longitud eléctrica es igual a Θ = β(l) = 2π
λ .
Agregue capturas de pantalla de los resultados.
2. Cree una nueva gráfica de Carta de Smith y repita el procedimiento del paso 7.Agregue
capturas de pantalla de los resultados.
3. Desarrolle lo siguiente:
¿Cómo afecto esta nueva longitud a la impedancia representada?
Explique el porque sucede esto, puede valerse en de fundamentos teóricos para ello.
4. Vuelva al esquemático Çircuito real2
ahora modifique el valor de la longitud física de las líneas
para que tenga un valor de λ/2. Recuerde que la longitud eléctrica es igual a Θ = β(l) = 2π
λ .
Agregue capturas de pantalla de los circuitos.
5. Cree una nueva gráfica de Carta de Smith y repita el procedimiento del paso 7.Agregue
capturas de pantalla de los resultados.
6. Use la Herramienta de sintonización (Tune) y varíe las longitudes hasta obtener la respuesta
adecuada. Agregue capturas de pantalla de los valores nuevos de L y los resultados de la
simulación.
2.2.3. Representaciones de impedancias de λ/4, o también conocido como transformador de
λ/4
1. Vuelva al circuito esquemático Çircuito real2
ahora modifique el valor de la longitud física de
las líneas para que tenga un valor de λ/4. Agregue capturas de pantalla de los circuitos.
2. Cree una nueva gráfica de Carta de Smith y repita el procedimiento del paso 7.Agregue
capturas de pantalla de los resultados.
3. Desarrolle lo siguiente:
¿Cómo afecto esta nueva longitud a la impedancia representada?
Explique el porque sucede esto, puede valerse en de fundamentos teóricos para ello.
4. Vuelva al esquemático Çircuito real2
ahora modifique el valor de la longitud física de las líneas
para que tenga un valor de λ/2. Recuerde que la longitud eléctrica es igual a Θ = β(l) = 2π
λ .
Agregue capturas de pantalla de los circuitos.
5. Cree una nueva gráfica de Carta de Smith y repita el procedimiento del paso 7.Agregue
capturas de pantalla de los resultados.
6. Use la Herramienta de sintonización (Tune) y varíe las longitudes hasta obtener la respuesta
adecuada. Agregue capturas de pantalla de los valores nuevos de L y los resultados de la
simulación.
2.3. Relación entre la fase de la señal y la longitud de la línea de transmisión
1. Cree un nuevo diagrama esquemático como el que se muestra en la Fig 1.
2. Configure en la calculadora TxLine los siguientes parámetros: constante dieléctrica (ϵ) = 2,2,
tangente de pérdida (δ) = 0,0023, tangente de pérdida (Tand) = 5,88E + 07S/m, altura del
dieléctrico (H) = 1,6mm, grosor (T) = 0,035mm, Frecuencia (f) = 1GHz.
3. Configure la calculadora para longitud eléctrica de (θ) = 00
.
4. Determine las dimensiones de largo y ancho para una impedancia de , Impedancia Zo = 50Ω.
Agregue capturas de pantalla
5. Coloque dichas dimensiones en los circuitos creados L1 y W1. Agregue capturas de pantalla.
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 5

6. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
Figura 6. Circuito para comprobar las variaciones de fase de la señal.
6. Cree una gráfica rectangular y represente la medida del voltaje en función del tiempo para el
puerto 1 (Fig 7.) y el voltaje para el puerto 2. Agregue capturas de pantalla de los resultados
de la simulación
Figura 7. agregar medida del voltaje en función del tiempo para el puerto 1.
7. Desarrolle lo siguiente:
¿Las ondas están en fase?
Cuanto es el desfase entre ellas.
8. Vuelva a configurar la calculadora para longitud eléctrica de (θ) = 450
.
9. Obtenga la respuesta de la medida del voltaje en función del tiempo para el puerto 1 (Fig 7.)
y el voltaje para el puerto 2. Agregue capturas de pantalla de los resultados de la simulación
10. Desarrolle lo siguiente:
¿Las ondas están en fase?
Cuanto es el desfase entre ellas.
11. Vuelva a configurar la calculadora para longitud eléctrica de (θ) = 900
.
12. Obtenga la respuesta de la medida del voltaje en función del tiempo para el puerto 1 (Fig 7.)
y el voltaje para el puerto 2. Agregue capturas de pantalla de los resultados de la simulación
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 6

7. Telecomunicaciones UTPL Líneas de transmisión Microstrip
13. Desarrolle lo siguiente:
¿Las ondas están en fase?
Cuanto es el desfase entre ellas.
14. Vuelva a configurar la calculadora para longitud eléctrica de (θ) = 1800
.
15. Obtenga la respuesta de la medida del voltaje en función del tiempo para el puerto 1 (Fig 7.)
y el voltaje para el puerto 2. Agregue capturas de pantalla de los resultados de la simulación
16. Desarrolle lo siguiente:
¿Las ondas están en fase?
Cuanto es el desfase entre ellas.
3. Conclusiones
Realice las conclusiones de la presente práctica.
Referencias
Colocar las referencias bibliográficas utilizadas. Deberá usar gestores de ferencias como Zotero o
Mendeley
Vol. 1, No. 1, Ingresar MEs en que se presenta la práctica Ingresar año Page 7