PROPAGACIÓN DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS EN MEDIOS CONDUCTORES

Yallerco Quispe, Luis

el tema a tocar es la propagación de ondas electromagnéticas cuando el medio tiene una conductibilidad no nula , en nuestro caso vamos a estudiar en los materiales conductores, veremos como en estas circunstancias los componentes espectrales de la señal que se propaga lo hacen con velocidades de fase que dependen de la frecuencia, por lo que la señal se deformara a medida que se propaga; sin embargo, bajo ciertas condiciones, será posible asociar a la señal una velocidad de propagación de su energía, que se denomina velocidad de grupo

PROFUNDIDAD DE PENETRACIONSupongamos una onda electromagnética

plana propagándose en la dirección . en el espacio y que incide normalmente sobre la superficie de un material conductor que supondremos libre de fuentes de campo, así como lineal, isótropos y homogéneos. En general existirá una onda reflejada y otra que se propaga en el material conductor, se trata únicamente de esta onda electromagnética.

Permeabilidad compleja

Factor de propagación compleja

Factor Q del medio

El factor puede escribirse como

PROPAGACIÓN EN DIELÉCTRICOS IMPERFECTOS

La impedancia compleja con conductibilidad finita es:

CONSTANTE DIELÉCTRICA GENERALIZADA

En general, la conductibilidad finita del medio en que se propaga una onda electromagnética no es la única causa de perdida de energía electromagnética, y por tanto, de atenuación de la onda.

CONCEPTO DE RESISTENCIA SUPERFICIALPara las aplicaciones practicas a altas

frecuencias es importante conocer la potencia media perdida por unidad de área en un conductor para una amplitud dada de la onda en la superficie.

Esta información se usara para determinar la atenuación a lo largo de líneas de transmisión y guías de ondas. Supongamos que, e la superficie plana de un conductor, la amplitud del campo magnético es HO y que la onda incide normalmente y se propaga hacia el interior del conductor fig. (3).

La magnitud se denomina usualmente resistencia superficial y se designa por Rs. Con esta definición la potencia media absorbida por unidad de área es un buen conductor es:

Esta es un formula importante que es estrictamente valida solo para superficies conductoras planas, aunque representa una excelente aproximación si el radio de curvatura de la superficie es mucho mayor que la profundidad de penetración. En la práctica, este es casi siempre el caso para muy altas frecuencias. La pérdida total se obtiene integrando la anterior ecuación sobre la superficie del conductor, ya que HO varía usualmente para diferentes puntos.

VELOCIDAD DE GRUPOEn el caso de propagación de una onda de

este tipo en un medio dispersivo, la velocidad de propagación de la onda monocromática depende de su frecuencia. En la práctica no se presenta nunca la situación ideal de onda monocromática pura. En general, lo que ocurre es que es posible el emisor emita una cierta señal durante un intervalo finito de tiempo que, de acuerdo con el teorema de Fourier, se puede descomponer en un espectro continuo de frecuencias de amplitud --- tal que

Supongamos un grupo de frecuencias centrado en una portadora de frecuencia –-- y tal que -------- salvo cuando ------- . Este conjunto constituye lo que se denomina grupo o paquete de ondas.fig (4).