3.1: Introducción

La mayoría de las líneas de transmisión utilizadas en circuitos digitales, RF y microondas de alta velocidad son planas, ya que se pueden definir usando máscaras, fotorresistencia y grabado de láminas metálicas. La línea de transmisión plana más común es la línea de microcinta que se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\) y en sección transversal en la Figura\(\PageIndex{2}\). Esta sección transversal es típica de lo que se encontraría en un semiconductor o placa de cableado impreso (PWB), que también se llama placa de circuito impreso (PCB). La corriente fluye tanto en el conductor superior como en el inferior, pero en direcciones opuestas. La física es tal que si hay una corriente de señal en el conductor superior, debe haber una corriente de señal de retorno, que tenderá a estar lo más cerca posible de la corriente de señal para minimizar la energía almacenada. La provisión de una trayectoria de retorno de señal cerca de la ruta de señal es importante para mantener la integridad de (es decir, una forma de onda de señal predecible encendida) una interconexión.

Figura\(\PageIndex{1}\): Línea de transmisión Microstrip.

Figura\(\PageIndex{2}\): Vista en sección transversal de una línea de microcinta que muestra líneas de campo eléctrico y magnético y flujo de corriente. Los campos eléctrico y magnético se encuentran en dos medios: el dieléctrico y el aire. Si la línea es homogénea (el mismo dieléctrico en todas partes) los campos eléctrico y magnético están solo en el plano transversal, una configuración de campo conocida como modo electromagnético transversal (TEM).

Figura\(\PageIndex{3}\): Representaciones de una línea de microcinta cortocircuitada con una corta (o vía) en el puerto 2: (a) vista tridimensional (3D) que indica vía; (b) vista lateral; (c) vista superior con vía indicada por\(\mathsf{X}\); (d) representación esquemática de la línea de transmisión; (e) representación esquemática alternativa; y (f) representación como un elemento de circuito.

En la línea de microcinta, las líneas de campo eléctrico comienzan en uno de los conductores y terminan en el otro y se ubican casi en su totalidad en el plano transversal a la longitud larga de la línea. El campo magnético también está confinado principalmente al plano transversal, por lo que esta línea se conoce como una línea electromagnética transversal (TEM). Integrar el campo eléctrico a lo largo de una trayectoria da el voltaje. Dado que el voltaje entre los conductores superior e inferior es más o menos el mismo en todas partes, las líneas de\(E\) campo más largas corresponden a niveles de\(E\) campo más bajos. La intensidad del\(E\) campo también está indicada por la densidad de las líneas de\(E\) campo. Esta es una convención de dibujo tanto para campos eléctricos como magnéticos. Se justifica un comentario adicional para esta línea. Esta línea se llama con mayor precisión una línea cuasi-tem, ya que los campos longitudinales, particularmente en la región aérea, no son despreciables. El nivel relativo de los campos longitudinales aumenta con la frecuencia, pero por debajo de aproximadamente\(10\text{ GHz}\) y para las dimensiones típicas utilizadas, la línea sigue siendo esencialmente TEM. En la Figura la\(\PageIndex{2}\) corriente fluye en la tira y una corriente de retorno fluye en lo que normalmente se considera como el conductor de tierra. Tanto la señal como las corrientes de retorno inducen un campo magnético y la integral de trayectoria cerrada del campo magnético es igual a la corriente encerrada por la trayectoria.

Se utilizan diversas representaciones esquemáticas de una línea de microcinta. Consideremos las representaciones en la Figura\(\PageIndex{3}\) de una longitud de línea de microcinta cortocircuitada por una vía al final denotada por “2” (específicamente el “2” se refiere al Puerto 2). Las vistas en la Figura\(\PageIndex{3}\) (a y b) proporcionan perspectivas. Las representaciones mostradas en la Figura\(\PageIndex{3}\) (d—f) son símbolos utilizados en diagramas de circuito con el utilizado dependiendo del número de líneas de microcinta en un diagrama de circuito. Si un diagrama de circuito tiene muchos elementos de línea de transmisión, entonces la representación simple de la Figura\(\PageIndex{3}\) (f) es la más común. Si hay pocos elementos de línea de transmisión, entonces la representación de la Figura\(\PageIndex{3}\) (d) es la más común.