dh 406a sistema de treinamento em microondas

DH 406A
SISTEMA DE
TREINAMENTO EM
MICROONDAS
Descrição de componentes
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1 INTRODUÇÃO
O sistema de treinamento em microondas DH-0406A foi desenvolvido para permitir explorar
experimentalmente alguns conceitos associados à propagação de ondas eletromagnéticas. Os
componentes do kit foram dimensionados para operar no espectro das microondas, na faixa de
freqüências compreendidas desde 8,6 GHz até 9,6 GHz. A Figura 1 apresenta todos os componentes
associados ao referido kit.
Figura 1: Todos dos componentes que compõem o kit DH-0406A da Minipa
1.1 Relação de componentes
Os componentes associados ao kit são:
1. DH364A00 – Guia de onda fendido;
2. DH13502B – Atenuador variável;
3. BD1/035A – Medidor de onda;
4. GLX-2 – Isolador;
5. DH13801 – Curto sintonizável;
6. DH12201 – Ajustador de reflexôes;
7. TD34A – Terminação;
8. DH13201B – Guia de onda reto;
9. DH20A000 – Detector a cristal;
10. BH100-48 – Circulador;
11. Cavidade ressonante;
12. BD1/032A – Adaptador guia de onda a coaxial;
13. Placa de curto;
14. Lâmina acoplador;
15. Dielétricos (baquelite, vidro orgânico, politetrafluoretileno);
16. TD35A – Acoplador direcional de multi-furo 10 dB (opcional);
17. DH13104 – T mágico (opcional);
18. DH12602 – Acoplador direcional de guia cruzado (opcional);
19. DH12601 – Acoplador direcional de multi-furo (opcional).
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1.2 Descrição técnica dos componentes
Guia de onda fendido
É um duto ou guia para medida de onda. Há uma fenda ao longo do duto pela qual se insere
uma sonda que é carregada por uma carruagem sobre trilho. A mecânica é de precisão. Deslocando a
sonda ao longo do guia fendido, pode-se medir amplitude da onda em diferentes posições espaciais
ao longo do seu comprimento.
Figura 2: O guia de onda fendido
Atenuador variável
É um guia de onda que permite variar a atenuar a onda eletromagnética gerada pela fonte de
sinal. Consiste em uma lâmina de material resistivo, a qual dissipa energia. A lámina pode ser
movimentada da região de campo E fraco ao campo E forte ou vice versa.
Figura 3: O atenuador variável
Medidor de onda
É um medidor de comprimento de onda e de freqüência. O medidor de onda é uma cavidade
ressonante ajustável com micrômetro, indicando o comprimento da cavidade. A cavidade está
conectada ao duto principal por um pequeno orifício. Quando o comprimento da cavidade atingir a
condição de ressonância, absorve parte da energia propagada pelo duto principal.
Figura 4: O medidor de onda
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Isolador
É um duto que permite passagem da onda eletromagnética em determinado sentido e a
atenua fortemente quando em propagação no sentido oposto. Contém uma lâmina de ferrite quase
ao seu centro, submetida a um campo magnético, provocando interação com a onda
eletromagnética em propagação.
Figura 5: O isolador
Curto sintonizável
É um dispositivo que permite ajustar a posição do curto-circuito por meio do tambor.
Figura 6: O curto sintonizável
Ajustador de reflexões
Proporciona reflexões de onda eletromagnética em propagação. A posição e a profundidade
no guia de onda podem ser ajustados, sendo possível controlar a fase e intensidade da onda
refletida.
Figura 7: O sistema indutor de reflexões
Terminação
A terminação propicia a total absorção da onda eletromagnética na posição na qual for
inserida no guia. Não há portanto reflexões. É um duto fechado com placa triangular recoberta de
grafite segundo o eixo longitudinal do guia. O campo elétrico induz corrente sobre sua superfície de
grafite, provocando a dissipação da energia eletromagnética propagada.
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Figura 8: A terminação
Guia de onda reto
É um dispositivo que serve como elemento de ligação.
Figura 9: O guia de onda reto
Detector a cristal
Detecta a presença de ondas eletromagnéticas no guia. Acopla energia no guia para circuito
externo por conector coaxial, retificando o sinal para análise e medição em freqüência baixa ou
corrente contínua.
Figura 10: Detector a cristal com conector coaxial
Circulador
O circulador é uma estrutura que permite a passagem do sinal somente em uma direção
entre certos terminais. Consiste de três ou mais isoladores de ferrite inseridos em seqüência.
Figura 11: O circulador
Cavidade ressonante
É um dispositivo cujo comprimento permite que a onda eletromagnética em propagação
ressone. As paredes da cavidade são condutoras.
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Figura 12: A cavidade ressonante
Adaptador guia de onda a coaxial
Este componente estabelece o acoplamento entre o guia de onda e um circuito externo
mediante conexão por cabo coaxial.
Figura 13: Adaptador de guia de onda para cabo coaxial
Placa de curto
É um dispositivo confeccionado em material condutor que induz a reflexão das ondas
eletromagnéticas incidentes.
Figura 14: Placa refletora
Lâmina acopladora
Estabelece o acoplamento entre dispositivos do kit.
Figura 15: Lâmina acopladora
Dielétricos
Em formato de bastões, podem ser introduzidos dentro do guia para alterar as características
eletromagnéticas do meio durante a propagação da onda eletromagnética. São confeccionados nos
materiais baquelite, vidro orgânico e politetrafluoretileno.
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Figura 16: Bastões dielétricos
1.3 Relação de Instrumentos
Os instrumentos vinculados ao kit são os especificados a seguir:
1. DH2150 – Indicador detector de Onda;
2. DH388A0 – Amplificador Seletivo;
3. DH1121C – Fonte de Sinal de Microondas;
4. DH4861B – Medidor de Potência.
1.4 Descrição técnica dos Instrumentos
Indicador detector de onda
Detecta mediante um galvanômetro a existência de tensão em determinado conector coaxial
em contato direto com o guia de onda. A faixa de operação é de 0 a 100𝜇A.
Figura 17: O indicador de onda
Amplificador seletivo
Este instrumento amplifica pequenos sinais alternados de baixa freqüência. Em conjunto
com o componente guia fendido permite medir relação de onda estacionária.
Suas características técnicas principais são:
 Faixa de freqüência de 400Hz a 10kHz;
 Faixa de tensão de entrada de 2𝜇V a 200mV;
 Impedância de entrada de 2kΩ (em 1kHz).
Figura 18: O amplificador seletivo
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Fonte de sinal de microondas
É um instrumento composto por oscilador, atenuador variável, modulador, circuito de
reforço e fonte de alimentação.
As suas características técnicas são:
 Faixa de freqüência: 8,6 a 9,6GHz;
 Potência de saída > 20mW;
 Sinal de saída: (a) sinal contínuo, (b) modulação por sinal interno (onda quadrada de 1kHz)
e (c) modulação por sinal externo (polaridade positiva ou negativa, amplitude de 5 a
40Vpp, largura de pulso de 0,2 a 3𝜇s e freqüência de 300 a 3000Hz);
 Varredura de freqüência (faixa estreita): ≥ 50MHz;
 Interface de saída RF tipo N coaxial 50Ω;
 Interface de varredura tipo BNC, saída dente de serra, amplitude de 1 a 10V.
Figura 19: A fonte de sinal de microondas
Medidor de potência
O medidor de potência é um instrumento que diretamente quantifica a potência da onda
eletromagnética gerada pela fonte de sinal de microondas dentro do guia.
Suas características técnicas:
 Faixa de freqüência de 8,6 a 9,6GHz;
 Faixa de potência de 100𝜇W a 100mW;
 SWR ≤ 1,5.
Figura 20: O medidor de potência