Microondas

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
INSTITUTO DE FÍSICA DE SÃO CARLOS
LABORATÓRIO AVANÇADO DE FÍSICA

INTRODUÇÃO ÀS TÉCNICAS DE MICROONDAS

O termo microondas é aplicado a radiações eletromagnéticas dentro do espectro de
GHz até aproximadamente 300 GHz. Dentro do campo destas bandas nós nos
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limitaremos à banda X, compreendida entre 9 - 10 GHz. Estas experiências têm como objetivo familiarizar o estudante com alguns dos componentes básicos usados nas técnicas de microondas, assim como as suas principais aplicações.
As experiências propostas são: o 1.
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5.

Geração de microondas: estudo dos modos de voltagem de Klystron
Propagação na guia de ondas
Polarização de microondas
Diagrama de radiação
Determinação de impedâncias complexas.

GERAÇÃO DE MICROONDAS

Um gerador de freqüência consiste basicamente em um oscilador. Para se construir um oscilador são necessários dois elementos: uma estrutura ressonante e um dispositivo que compense as perdas de circuito.
Um típico elemento ressonante é um circuito RLC. Para operar em altas freqüências, como as microondas, por exemplo, é necessário elevar a freqüência de ressonância (ω ~ (LC)1/3), reduzindo L e C. O problema é que em altas freqüências a capacitância entre as espiras do indutor torna-se significativa de forma que não podemos mais considerar o indutor e o capacitor como elementos independentes.
Por outra parte, limitações do tempo de transição tornam-se importantes em válvulas termoiônicas a vácuo em freqüências acima de 100 MHz. A teoria mostra que o máximo de freqüência para ter uma realimentação satisfatória é da ordem do inverso do tempo de transição. A dificuldade que ocorre na válvula comum decorre do tempo de trânsito dos elétrons do catodo ao anodo. Quando a freqüência é alta, o sinal na grade o qual comanda a passagem de corrente, muda antes de haver tempo para os elétrons fazerem o percurso. Tentou-se diminuir a distância de catodo e anodo e chegou-se a construir