Estudio y caracterización de materiales usados en la conducción y radiación de ondas electromagnéticas en bandas decimétricas

Abstract

El proceso de implementación de la técnica de caracterización involucró inicialmente un estudio de los métodos convencionales de medición de la permitividad compleja en materiales dieléctricos con bajas pérdidas y un análisis de la instrumentación con que se cuenta en la Universidad del Quindío. Luego, se diseñó y construyó en acero una línea de transmisión coaxial desarmable, que permite adecuar muestras en el espacio entre el conductor interno y el externo, específicamente al final del trayecto de la línea, donde se puede ajustar una tapa rosca que funciona como corto circuito. En primera instancia se pretendía medir la variación del coeficiente de reflexión debido a las muestras dieléctricas, pero los cambios eran muy poco apreciables. Se optó por medir la señal de la onda estacionaria de voltaje en tres posiciones de la línea utilizando un diodo de alta frecuencia. Se desarrolló un modelo analítico que evalúa la señal de voltaje en función de la frecuencia para la línea terminada en corto circuito. Este montaje y su modelo analítico permitieron determinar las propiedades eléctricas de una muestra de Teflón de 2 cm de espesor, la cual se maquinó para que se ajustara al interior de la celda coaxial.

The implementation process of the characterization technique involved a study of conventional measurements methods of complex permittivity in low losses dielectric material and an analysis of instrumentation in the Universidad Del Quindío. Then, a coaxial line was designed and built in steel, which allows to disarm all its pieces and adapt samples at the end of the line in the space between internal and external conductor, where a lid can be adjusted as a short circuit. In first instance, it was sought to measure the variation of the reflection coefficient due to the dielectric samples, but the changes were not appreciable. The technique was modified to measure the voltage steady wave signal in three positions of the line using a high frequency diode. An analytic model was developed to evaluate the voltage sign in function of the frequency for the line finish in short circuit. This assembly and their analytic model allowed to determine the electric properties of a sample of Teflon of 2 cm of thickness.