Notas De Aula Campos E Ondas

IPUC – Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação
CAMPOS E ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
TEORIA DE LINHAS DE TRANSMISSÃO
Prof. Luciano A. Bossi
Ref.: “Microwave Engineering” 2nd edition – David M. Pozar – John Wiley & Sons – New York – 1998
A teoria de linhas de transmissão compõe um elo entre a análise de campos eletromagnéticos e a teoria básica de circuitos elétricos e, portanto, é de importância significativa na análise de redes de altas freqüências.
O fenômeno da propagação de ondas em linhas de transmissão pode ser aproximado desde uma extensão da teoria de circuitos ou desde uma especialização das equações de Maxwell. Serão apresentados ambos os pontos de vista e mostrado que a propagação de uma onda numa linha de transmissão é descrita por equações muito semelhantes aquelas utilizadas para demonstrar a propagação de ondas planas no espaço.
Vale aqui alertar que as expressões obtidas desta forma apenas são válidas se os campos no entorno dos condutores da linha de transmissão obedecem a estrutura de uma onda transversa eletromagnética, ou seja, somente existem componentes de campos nas direções perpendiculares ao eixo da linha de transmissão
(direção de propagação da onda).
1. Modelo de Circuito por Parâmetros Concentrados para a Linha de Transmissão
A diferença principal entre a teoria de circuitos e a teoria de linhas de transmissão é o seu comprimento elétrico. A análise de circuitos assume que as dimensões físicas da rede são muito menor que o comprimento de onda do sinal elétrico, enquanto uma linha de transmissão pode ser uma fração considerável do comprimento de onda ou até muitos comprimentos de onda em seu tamanho.
Desta forma, uma linha de transmissão pode ser representada por uma rede de parâmetros distribuídos onde as tensões e correntes podem variar em amplitude e fase ao longo de seu comprimento.
Independente de sua forma física, uma linha de transmissão é frequentemente representada esquematicamente como uma linha de dois fios paralelos como