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Curso de líneas de transmisión - Reflexiones en líneas de transmisión
(4 opiniones)
Monografía de
roberto bar - 16 de Diciembre de 2006
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5. Reflexiones en líneas de transmisión
Si existe una adaptación completa en la línea (Zo=ZL*), la carga absorbe toda la energía que le entrega la línea y no se produce reflexiones en el punto de conexión entre ambas.
Normalmente no se producirá una adaptación completa, al no cumplirse que Zo=ZL*. Esto supondrá que parte de la energía que llega al final de la línea se refleja hacia el generador, no pudiéndose entregar a la carga. Cuanto mayor sea la diferencia entre ambos valores, mayor será esta reflexión y, por tanto, se entregará menos potencia a la carga.
El coeficiente de reflexión (r) modela la medida en que se refleja la señal. Su valor viene determinado por Zo y ZL a través de la ecuación r= (ZL-Zo)/(ZL+Zo). Para valores reales de Zo y ZL, un coeficiente de 1 indica que toda la señal se refleja (el caso por ejemplo, de una línea abierta, sin carga en el extremo receptor) y un coeficiente de 0 indica que toda la señal se entrega a la carga (Zo=ZL*). El valor del módulo del coeficiente de reflexión se mueve entre 0 y 1 y se puede interpretar como el tanto por uno en que se refleja la señal.
Cuando existe señal reflejada (|r|>0), la tensión en la línea está formada por la suma de señal entregada al principio de la línea y la señal reflejada. A esta suma se le conoce por el nombre de "onda estacionaria". La onda estacionaria que se forma en la línea tiene la forma que se indica en la figura siguiente (trazo interior violeta).
La línea amarilla indica la envolvente de los valores que alcanza la amplitud de la onda estacionaria, que como puede observarse se repiten periódicamente (concretamente cada l/2, dónde l es la longitud de onda de la señal).
Los valores máximos y mínimos de la envolvente varían en función del coeficiente de reflexión. Si el coeficiente de reflexión es cero (línea e impedancia de carga adaptadas), la envolvente es plana, ya que sólo está presente en la línea la señal incidente que será una sinusoide perfecta y por tanto en todos los puntos alcanzará el mismo valor máximo.
En el extremo, cuando el módulo del coeficiente de reflexión es 1 y, en consecuencia, toda la señal se refleja, la onda estacionaria tiene propiedades interesantes: existen puntos en la línea en dónde la suma de la señal incidente y la señal reflejada es el doble de la señal incidente y hay otros puntos en la línea dónde la suma de ambas es siempre cero, al tener ambas la misma amplitud (reflexión completa) y encontrarse desfasadas 180o.
Como regla general, la diferencia entre los valores máximos de la envolvente de la onda estacionaria y los valores mínimos, será tanto mayor cuanto mayor sea el coeficiente de reflexión (o, visto de otra forma, cuanto mayor sea la diferencia entre la impedancia característica de la línea y la impedancia de carga). Al revés, cuanto más semejantes sean Zo y ZL, tendremos un coeficiente de reflexión más pequeño, la onda reflejada será menor y la onda estacionaria será más parecida a la onda incidente, llegando en el caso extremo (|r|=0), a que la onda estacionaria coincide con la onda incidente, siendo su envolvente plana al alcanzarse los máximos de amplitud en todos los puntos de la línea.
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