4.9: Pérdidas de energía y efectos parasitarios

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Cuatro mecanismos separados conducen a pérdidas de energía en líneas de microcinta:

Pérdidas de conductores.
Disipación en el dieléctrico del sustrato.
Pérdidas por radiación.
Propagación de ondas superficiales.

Los dos primeros ítems son efectos disipativos, mientras que las pérdidas de radiación y la propagación de ondas superficiales son fenómenos esencialmente parasitarios. El lector es dirigido al Capítulo 8 de [12] para un tratamiento extenso. Aquí se presentan los resultados resumidos.

Las pérdidas de conductores superan en gran medida las pérdidas dieléctricas para la mayoría de las líneas de microcinta fabricadas en sustratos Sin embargo, las líneas fabricadas en obleas de silicio de baja resistividad pueden tener una alta pérdida dieléctrica. Estas obleas son las más utilizadas para circuitos digitales, y las dimensiones transversales de interconexión son generalmente muy pequeñas de manera que la resistencia de la línea es muy alta, y nuevamente, dominan las pérdidas resistivas.

La radiación de una línea de microcinta es el resultado de estructuras asimétricas. En particular, discontinuidades como microcinta de circuito abierto abruptamente (es decir, extremos abiertos), escalones y curvas irradiarán hasta cierto punto. Tales discontinuidades forman características esenciales de los circuitos de microondas y por lo tanto no se puede evitar la radiación. Se deben hacer esfuerzos para reducir dicha radiación y sus efectos indeseables. En la mayoría de los casos, la radiación puede ser representada por una admisión de derivación.

Las ondas superficiales, atrapadas justo debajo de la superficie del dieléctrico del sustrato, se propagarán lejos de las discontinuidades de microbanda como los modos TE y TM. El efecto de las ondas superficiales se puede tratar como una conductancia de derivación.

Se pueden utilizar diversas técnicas para suprimir la radiación y las ondas superficiales:

Blindaje metálico o “apantallamiento”.
La introducción de material con pérdida (es decir, absorbente) cerca de cualquier discontinuidad radiativa.
La utilización de circuitos compactos, planos e inherentemente cerrados, como microcinta invertida y línea de cinta.
Reducir las densidades de corriente que fluyen en los bordes exteriores de cualquier sección metálica y concentrar las corrientes hacia el centro y en el medio de la microcinta.
Posiblemente conformando la discontinuidad de alguna manera para reducir la eficiencia radiativa.