Este documento describe un experimento para medir la frecuencia y longitud de onda de una señal de microondas. Los estudiantes realizaron mediciones analíticas y experimentales para determinar la frecuencia de 10.72 GHz, la longitud de onda en el espacio libre de 2.99 cm y en la guía de onda de 3.85 cm. También calcularon la velocidad de fase y selectividad Q del medidor de frecuencia.

1. MEDICIONES DE FRECUENCIA Y LONGITUD DE
ONDA
Presentado a:
Ing. Lacides Ripoll
Estudiantes:
Luís Felipe De La Hoz Cubas
Franklin Oliveros Taborda
María Ilse Dovale Pérez
Álvaro Ulloa García
MEDIOS DE TRANSMISION
UNIVERSIDAD DEL NORTE
Octubre DE 2008

2. MEDIOS DE TRANSMISION
Mediciones de frecuencia y longitud de onda
Este informe es el desarrollo de una guía general de laboratorios de la asignatura
medios de transmisión. En este caso, determinaremos analítica y experimentalmente la
longitud de onda, la frecuencia de portadora y la velocidad de fase de una señal
microondas producida por un trasmisor de radio frecuencia.
PROCEDIMIENTO
1. Inserte el panel transmisor en la fuente de alimentación y ensamble los componentes
como se ilustra en la fig.1 usando los
sujetadores provistos.
2. Haga los siguientes ajustes iniciales
a) el micrómetro del medidor de frecuencia
a 0 milésimas de pulgada.
b) el sintonizador de línea ranurada a 0 cm.
c) el atenuador de aleta deslizable a 500
milésimas de pulgada.
Fig. 1 Montaje para medición de frecuencia y longitud de onda
3. Ajuste el control TRANS OP POINT a aproximadamente un 50%. Una vez que esté
ajustado, no lo mueva durante todo el experimento. Si lo hace, hará que la frecuencia
de operación se desplace, cambiando la potencia de salida, y haciendo imposible tomar
medidas significativas. Conecte un cable coaxial entre el jack SIGNAL OUT del panel
transmisor (SIP365-1B) y el módulo transmisor de RF.
Trabajamos a 6.9dBm y ajuste de TRANS OP POINT en su máximo.
4. Verifique la operación del atenuador de 20dB. Energice el panel transmisor. El
medidor de potencia debería indicar aproximadamente 10mW, o un máximo
simplemente, con el micrómetro ajustado a 500 milésimas de pulgada. Gire el
micrómetro lentamente en dirección de las manecillas del reloj hasta llegar a las 0
milésimas. ¿Qué efecto tiene esto en la potencia de salida?
A medida que nos movemos hacia cero (0) la potencia de la onda, aumenta y disminuye
hasta llegar a cero, en donde se estabiliza a +7dBm.
5. ¿Cuál es la lectura del micrómetro en el atenuador cuando la potencia de salida es
mínima? Note que Ud. pudo haber tenido que cambiar la escala en el medidor de
potencia.
500 milésimas de pulgada
1

3. MEDIOS DE TRANSMISION
6. Al girar el micrómetro del atenuador en sentido contrario a las manecillas del reloj,
ajústelo hasta que se lea en el medidor de potencia 10mW o hasta que esté en su
máximo.
538 milésimas de pulgada
MEDICIÓN DE FRECUENCIA
7. Rote el micrómetro del medidor de frecuencia lentamente en dirección contraria a las
manecillas del reloj observando la lectura de potencia. Registre las lecturas del
micrómetro para cada caída de potencia observada. La caída observada en la salida de
potencia es debido a la resonancia en la cavidad sintonizada del frecuencímetro. La
lectura mínima, la más cercana a una lectura de 500 milésimas de pulgada (que se
resalta en el gráfico de calibración), es la lectura que hay que seleccionar para la
determinación de la frecuencia del transmisor.
P0= -12dBm . lectura= 450 .
P0= -12dBm . lectura= 940 .
8. Usando la lectura obtenida en el paso 7, determine la frecuencia de operación del
transmisor con la fig.3
fg= 10.72 GHz.
9. Calcule la longitud de onda en el espacio libre de la frecuencia medida.
λ0= 2.99 cm.
10. Con ayuda de las ecuaciones y,
calcule la longitud de onda en la guía de
onda. Utilice el valor de a=2,28cm. λg= _3.85_cm. λc=4.56cm
11. Gire el medidor de frecuencia tal que no se sintonice a una frecuencia de
resonancia. Mueva la sonda del sintonizador de línea ranurada para obtener una buena
caída en la potencia de salida. Note que al reducir la potencia incrementando la
atenuación del atenuador puede resultar útil. Empiece con 5- 6mW. Mueva la sonda del
sintonizador de línea ranurada hacia atrás y hacia delante hasta que se observen
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4. MEDIOS DE TRANSMISION
múltiples caídas. Es posible que se necesite ajustar la cinta para medir correctamente.
Registre las ubicaciones de las caídas y P0 para cada uno.
P0 = 1.15_mW @ caída 1 = 0.9 cm.
P0 = 1.15 mW @ caída 2 = 2.3 cm.
P0 = 1.15 mW @ caída 3 = 4.2cm.
P0 =1.15mW @ caída 4 = 6.3 cm.
P0 =1.15 mW @ caída 5 = 7.96 cm.
12. Usando el sintonizador de línea ranurada, empezando en cero y moviéndose hacia
los 9cm, ubique y registre dos mínimos de potencia adyacentes. La diferencia entre las
lecturas es igual a media longitud de onda. Varios picos se encontrarán. Sea cuidadoso
en asegurarse que los picos adyacentes son usados para determinar la longitud de
onda. La profundidad de la sonda en la guía de onda, así como el nivel de potencia,
pueden afectar las lecturas. Utilice la mínima inserción posible de la sonda.
mínimo 1: 0.8cm. mínimo 2: 2.5cm. (Diferencia corresponde a ½ de longitud de onda)
De estas medidas, calcule la frecuencia y la longitud de onda.
λg=3.4cm f0=8.82GHz
13. Ahora Ud. determinará la selectividad Q del medidor de frecuencia. La fig. 2 muestra
la definición de Q. Ajuste el atenuador y TRANS OP POINT tal que en el medidor de
potencia se obtenga una lectura máxima superior a los 4mW. Note que cualquier
potencia lo hará, con tal que sea registrado y ningún ajuste adicional al atenuador o
panel transmisor sea hecho.
Fig. 2 Relación potencia-frecuencia para determinar Q
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5. MEDIOS DE TRANSMISION
Determine la frecuencia de operación ajustando el medidor de frecuencia. Registre la
lectura del micrómetro (lo más cercana a 500 milésimas de pulgada) en la que el mayor
mínimo de potencia de salida es observado. Convierta esta lectura a la frecuencia de
operación, usando la fig 4. fg=10.72 GHz.
Los puntos de potencia a -3dB que se necesitan ocurren cuando la potencia de
potencia se reduce a la mitad a alrededor de f0. Ajuste el medidor de frecuencia y
determine los puntos a -3dB. Registre las lecturas del micrómetro.
lectura del micrómetro por encima 590 .
lectura del micrómetro por debajo 460 .
Convierta las lecturas del micrómetro en frecuencia usando la fig. 3.
f2=10.72 GHz f1= 11.3 GHz
Usando la ecuación, calcule el Q del medidor de frecuencia.
Q=_18.48_.
PREGUNTAS Y PROCEDIMIENTOS FINALES
1. Con los resultados de los pasos 9 y 12, ¿Cuál es más larga, la longitud de onda en el
espacio libre o en la guía de onda? Explique por qué pasa esto.
λ0= 2.9 cm. ; λg=3.5cm.
De acuerdo a la relación entre estas dos longitudes, es de esperar que la longitud de
onda en la guía sea mayor, ya que el término raíz que divide a la longitud de onda en el
espacio libre es siempre menor que uno y dependiente de la longitud de corte de la
guía.
2. Calcule la velocidad de propagación de la onda, luego calcule la frecuencia de corte
con la ec. .
Velocidad de propagación = Frecuencia de propagación*longitud de onda en la guía
= 8.8GHz*0.035m=3.08x108 m/s
Frecuencia de corte = 6.4GHz
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6. MEDIOS DE TRANSMISION
3. Compare la frecuencia de operación obtenida con el sintonizador de línea ranurada y
la que se obtiene con medidor de frecuencia. ¿Cuál método es más exacto? ¿Por qué?
Consideramos que la medida con el medidor de frecuencia, por el hecho de que al
utilizar el sintonizador de línea ranurada se complemento la obtención de la frecuencia
con la tabla adjunta, si bien, estos datos dependen de los materiales (guías de onda)
utilizadas, generador de RF y de las condiciones del medio. El medidor de frecuencia,
por su parte, tiene como tarea especifica determinar dicha cantidad física.
4. Dada el ancho de la guía de onda de 2,28 cm. Determine la frecuencia de corte
utilizando la ec. Si se cambia la frecuencia del módulo transmisor a
3GHz, ¿Qué potencia marcaría el medidor de potencia a la salida del diodo detector?
a=2.28cm; m=1; n=0; λc=4.47cm; fc=13.146GHz. P=1.27mW.
CONCLUSIONES
Como era de esperarse se pudo determinar analítica y experimentalmente la longitud de
onda, la frecuencia portadora y la velocidad de fase de una señal de microonda
producida por un trasmisor RF. También, se logró determinar analíticamente la longitud
de onda en una guía de onda proveniente del trasmisor de 10,5 Ghz, así también la
frecuencia de operación usando una cavidad resonante, la longitud de onda utilizando
un sintonizador de línea ranurada y finalmente calculamos la longitud de onda en el
espacio libre de la portadora de RF de 10.5Ghz y así compararla con la longitud en la
guía de onda.
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