6.10: Resumen

Este capítulo presentó técnicas para la adaptación de impedancia que logran la máxima transferencia de potencia de una fuente a una carga. La red de coincidencia más simple utiliza una serie y un elemento de derivación, una red de coincidencia de dos elementos, para realizar una coincidencia de frecuencia única. Este tipo de red de adaptación de impedancia utiliza elementos agrupados y se puede utilizar hasta unos pocos gigahercios. El rendimiento está limitado por la frecuencia autorresonante de los elementos agrupados y por su pérdida, particularmente la de los inductores. El elemento shunt puede ser reemplazado por un stub de derivación, pero en la mayoría de las tecnologías de línea de transmisión, incluyendo microstrip, el elemento serie no se puede implementar como un stub. Las redes coincidentes también se pueden realizar usando solo segmentos de línea de transmisión, principalmente stubs de derivación y líneas de transmisión en cascada. Una red de emparejamiento de doble talón sintonizable, que utiliza dos stubs separados por una línea de transmisión, es un equipo estándar en laboratorios de microondas y facilita el emparejamiento de un circuito en desarrollo.

El ancho de banda de una red coincidente se establece mediante el coeficiente de reflexión máximo permitido de la red terminada. La coincidencia de dos elementos casi siempre resulta en una coincidencia estrecha y para las aplicaciones de comunicaciones típicas a menudo logra una coincidencia aceptable en anchos de banda de solo\(1\%–3\%\). El determinante más significativo de la calidad de la coincidencia que se puede lograr es la relación entre las resistencias fuente y carga, así como el almacenamiento de energía reactiva de la fuente y la carga. Claramente si la carga y la fuente son resistencias del mismo valor, el ancho de banda de la red coincidente es infinito, ya que no es más que una conexión cableada.

Un concepto importante en el diseño de redes coincidentes es una técnica para controlar el ancho de banda. El concepto se basa en el emparejamiento a una resistencia intermedia\(R_{v}\). Se obtiene mayor ancho de banda si\(R_{v}\) es la media geométrica de las resistencias de origen y carga. Esta nueva red consta de dos redes coincidentes de dos elementos. Si\(R_{v}\) es mayor o menor que las resistencias de origen y carga, entonces se reduce el ancho de banda de la red coincidente. La síntesis de redes coincidentes también se puede abordar mediante técnicas de diseño de filtros, lo que permite el control simultáneo sobre la calidad y el ancho de banda del partido Siempre es una buena idea no tener más ancho de banda en el sistema del necesario, ya que esto minimiza la propagación del ruido.

Una poderosa herramienta de coincidencia gráfica es el gráfico Smith en el que se puede trazar la carga y la fuente. El objetivo del diseño es entonces determinar el camino, sujeto a restricciones, desde la carga hasta una entrada, que es el complejo conjugado de la fuente, tarea que un humano es particularmente experto en realizar. Alternativamente, la perspectiva podría voltearse e intercambiarse el papel de la fuente y la carga.

El diseño se vuelve cada vez más difícil a medida que aumenta el ancho de banda requerido Muchas veces es suficiente tener anchos de banda pequeños a moderados que se puedan ajustar en lugar de proporcionar un ancho de banda instantáneo grande. También muchos de los sistemas inalámbricos en evolución requieren múltiples funcionalidades, lo que a su vez requiere la capacidad de ajuste de una red coincidente. En algunas aplicaciones, la red coincidente puede requerir un ajuste para que coincida con una impedancia de carga variable. Un buen ejemplo es tratar con una antena de celular donde el usuario puede poner su mano sobre la antena y alterar la carga vista por la interfaz de RF. Algunos tipos de diseños de redes coincidentes son más ajustables que otros. Dichos diseños requieren componentes variables, por lo que el diseño coincidente puede ser una fuente de ventaja competitiva.