Examen Final Primavera 2013 (2014)

Examen Español
Universidad Universidad Politécnica de Cataluña (UPC)
Grado Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación - 2º curso
Asignatura Radiación y Propagación
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 08/04/2015
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Radiacion y Propagacion Notas provisionales: 25 de junio de 2013 Escola Tecnica Superior d'Enginyeria de Telecornunicacio de Barcelona Period° alegaciones: 27 de junio de 2013 UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA Notas revisadas: DEPARTAMENT DE TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS 1 de julio de 2013 5 de junio de 2013 Profesores: Carlos Lopez, Xavier Fabregas, Juan Perez, Francesc Torres y Merce Vall-Ilossera Informacion adicional: Duracion del examen: 2 h 30 min. Contestar en los espacios en blanco habilitados P1.- Se miden -12 dBm en una de las salidas de un distribuidor de serial de TV de 75 Q, simetrico, no ideal, perfectamente adaptado y con 4 dB de atenuacion de paso. I,Cual es la potencia total disipada por el distribuidor (en dBm)? Distribuidor rs Atennacion de paso PS --12 otowt =ft-) 06 vez„ _17 4 Puk P 2 1) = Aislannento entre salidas ps 2 rs-t- Pais 0 a 4" P2.- Una linea de transmisiOn de longitud t= 50 m, y terminada en su Zo esta conectada al generador de la figura. A la entrada de la linea se mide una tension Ve y una corriente /, • La tension V medida a la salida se ha atenuado un factor 2 respecto la tension medida en la entrada de la linea Ve que factor se habra atenuado la corriente ir„, en el punto medio de la linea z=25 m respecto de /e? I,Cual es la constante de atenuaciOn de la linea a (Nep/m)? R =Z0 le__•„„ Im 644 C Ve Zo z=o m vs Z=25 m o Z=50 m 0, 693/ 013 21- I I tli P3.-En el circuito de la figura se tiene un generador de tension continua V0=6 V. La linea de transmision tiene una impedancia Z0=50u y esta acabada en un circuito abierto. Halle el valor de la onda de corriente i (mA) que se genera a la entrada de la linea de transmision cundo se abre el interruptor en t=0.
t=o Vo R Zo Zo, vp VL VL ( o v = vrt -t /? o.
0 eo- 2 eo v vt I Vo "4 3 __C .9 05 05z (-- t I (72 „2, i 1-) kAt 7 : LI I -#.3 jti _ I, 7, --\ ./ #i• eat/ If }9,,44 ,....
i m 2 .--'..- ----At 0 1 • n i .c.z=J3 sa vaull uT ap uo- ploataw, alumsuoo .BI !s (11,3)T pnlOuoi v1 IC (Nrtu)u!mi uoIsItusuan ap uauji ij ua utuluItu aluaInoo uT mInoteo JoIniur ovInalp la ua -'Ld Z_ r k/re tI 4.4 )4M 41 t't Li? 04 4 bik'dim ) 5 z1= w Sea - ‘44 1 5Z = o * .11 Xd fdpx zd j Td zz s A ■ OZ 511 Pa? = za• (U)zZ X IN julnolup • E [ a S VO = xd Jod opip 01,13IA XZ .110 'B1 U opuposu uopcallai ap aTuapijaoo H 7/Y > Td- X zHIAT 00814u ququil U.Talj UT Op ollnaip ja -.9d vt4 / cof.wy S ii ti CO = '" n ......: / ! z --' 14}- ' ')'' ..
11,2-1 v.) / lz siEi ia .---- r2 . ? 2--1.IO6 :-.. '4'1°6 (? 90 0 - 4-qj rx.? A. 1 5 e II = )(,144?) ''. J • S i' - .---------- ---% a), A74CE 1( -. 0.. z . , .....A," -VIZ) ...., , _ (2t4-2/ )S 12 a .":" .rtivrej 'x : ,st , IA g 4, + 1 >e iOlm 2.1 d..412j --t • .N. ,.....-zi 0 :: irt: = 5:71, _ _ p \4)) -*10,44,4 31.LI1ISITOO 131 3IMH 'zigAT oz=j UI01131103.1j viott •uI ftfltflP U U9TSTWSU1U p uaujj T P uopunualu 'A cL=xvivaA sa upmluatI 1 umpatu utupcvlu uoIsuallI Jolualuu utuamoid pp olInaTIo is ua-.cd 1I l e 4'4'44 9 Z9 OA 7 7771 14 -(1t(?l 411) \ (I t o I -2 I t i/ ;z7i lirey it, its, .1.191spusuall -am 161 I X 1/1/I ap uauji 1Iap (tufflu) P-1 pnOuoi ap pumun Jod upumnpu! uoIsual ap our!xviu .131.11pd 1I J 13 uop.o9pIp Numsuoo tT 3ITH P 3PIUT 3S zHIAT OZ=J upuanoag V T5 SL,=°Z i TIT g. i=j pnOuoi Ic opIpiad sural ap uoIsItusumil ap 'Baur' apowiu un aluBIpatu olInaipopoo un 1 uloauoo as `A8-2>1 ()paw ornoio ua uçTsu Icu -.td utualu! upuupacku! `amepun. upuanoaij ap `mouas Jopriaua5 Oz V C) P8.- En el circuito adjunto el fasor de tension eficaz en cualquier punto z de la linea de transmision de impedancia z0 = 50 c viene dado por Ie Rg=Z0 = /8 V(z) V (z) = 6e -mz + 3e±j(i6z-721). La referencia de fase (z =0 ) se ha tornado a la entrada de la linea. Halle la potencia PL(mW) en la carga y el fasor de (grados) corriente eficaz a la entrada de la linea e = Ile eme, 24- Z =o z= g L' \- 1- (•2 Oo 0-0 -1- ? 4 -c c cJa " 54, et,ciot P9.- En el circuito anterior, calcule el valor numerico de la carga ZL en Ohm.
?e „......
r_f L. :3-~.........,...., of 5 P10.- La admitancia YL de la figura se adapta a una impedancia Zo = 50 12 mediante una red formada por una admitancia reactiva YB = j B conectada en paralelo y un tramo de linea de transmision de impedancia Zo y longitud - Si la frecuencia de trabajo esf=3.2 GHz, calcular el valor de la capacidad C, (en pF) o la inductancia L (en nH) necesaria para tener adaptacion.
e.
I YB= YL=0.8+j0.5 Po+ =7 mW Zo = 1 Zo = 5 0 n Y1=1-j0.6021 p1=0.288ei 1-863 Ye= 1 I, pL =0 .288e- j1.461 u ) an.p1/44 J Z f7 2 171 t0 — T7 . 321 P11.- Calcular la longitud 11 (en cm) del tramo de linea de la red de adaptaciOn del problema anterior si la constante dielectrica de la linea es Er = 1 ?zP ita .1 6 1 t to foci 1 c.c.), 73 A= 7;21 CIA,// / P12.- Si por la Linea de acceso del problema P10 fluye una onda de tension de potencia P61" = 7 mW hallar la potencia disipada en la carga L (en mW). Calcular el mOdulo de la corriente que circula por la carga 11/, (en mA eficaces) €j I. 0,„:- L!F :::se itf R 2 t - I I 1 P1 ,) rI 4'1 ,.„ P13.- Determinar las componentes temporales del campo electrico del modo TE01 propagandose en z crecientes (x, y, z, t), si la componente Hz(x,y) del modo TEN de una guia rectangular viene dada por la expresion: 11,(x, y) = Ho cos (-71b- y) , H0 = 1H0 I eo — .
1, , Et=-1.
k2 – j )6 Ez -- ico,uV t x1-1,, j, v t =—x+—y 1 r7 ax ---0 ay n.
)1: Is- Ii e 1 Ho (xmiz rt via(4 axti P14.- Se desea diseriar una guia de ondas rectangular, con dielectrico aire, para trabajar en banda X (8-12 GHz). Determinar las dimensiones de la guia en mm si la frecuencia de corte del primer modo debe de ser de 7 GHz y el ancho de banda monomodo es de 6 GHz.
scv, Ic 20 -/Ct ,0 = 0/ j 64-1 /4141 I, 47 041/4, s to P15.- En un punto del espacio se mide una onda plana que se propaga en el vacio con una intensidad de campo electric° y magnetic° dado por Ex = -202 mV/m y 1-4 = 402 mA/m respectivamente.
Determine el vector de Poynting S73 (µW/m2) asociado a dicha onda plana. En otro punto situado a una distancia de 2 km del primero, en la direccion de propagacion, se sitii a una superficie cuadrada de lado L=20 m perpendicularmente a la direction de propagation de la onda. Calcule la potencia total (W) que incide sobre dicha superficie.
(7# 4 2.0 ?(,) = I 1,1 i'l!et Pit etrt ci ? P16.- Una antena tiene una impedancia de entrada Ze = 57 + j85 fi, una directividad D=1.5 y un diagrama de radiation t(t9, 0) = sent 8. Cuando se excita con una corriente de entrada de Ie= 6 A eficaces produce una intensidad de campo electric° E0 = 45.4 mV /m en un punto situado a una distancia de la antena r=6 km con una elevation de 20° respecto del piano horizontal (XY). Halle la eficiencia Ohmica,o de perdidas, de la antena ije en tanto por ciento (%).
ttot ii?) pit„.44 a (42 6, (IP( I . 0.
91) —zo ? u 1/77 177T6cf()3) . Se tfttu t)-- — L14.11) LT ( Id a 2- 5 3.
=_— 5 IP17- En el circuito de la figura el generador produce en t=0 un pulso de duracion 1 ns y una tension en circuito abierto 17,g = 8 V . El grafico adjunto representa la tension VL (t) sobre la carga RL. Calcule la capacidad C por unidad de longitud (pF/m) de la linea de transmision y el valor de la carga RL (Ohm).
vLA TensiOn en la carga I 1 I n 3 Rg=5C)Q 6V t(ns) I ■ z=0 5 z=45 cm (H I 12 L15 P18.- Una antena presenta el diagrama de radiacion en los pianos E y H tai como se puede observar en la representacion cartesiana de las figuras. Indicar los pianos cartesianos correspondientes a los pianos E y H, y estimar, a partir de las graficas, la directividad aproximada de la antena.
-30 -20 -10 0 10 20 30 -30 40 -20 0 () ACek PIG) H 06, e X 1-1 A ( woo.
Ze.) 11- 1Z -10 0 0 () 10 20 30 40 22) -TT Z21 ? 77- P19.- El campo que incide sobre la antena de la figura es de 47 d13[1,Wm. La antena tiene una area efectiva de Aef=1.2 m2 y una eficiencia de perdidas ?if del 75%. Calcular la sepal So a la salida del receptor en dBm. DATOS: Temperatura de antena: Ta=100 K, Temperatura ambiente Tamb=300 K, Factor de ruido del receptor FR=2dB, Ganancia del receptor GR=40 dB. Constante de Boltzmann k=1.38•10-23 J/K, Ancho de Banda de ruido B=10 MHz, T0=290 K.
Ta 12.d fi inc Ni A ef n.e / RECEPTOR (GR FR) Ar —10 Ile.1 1 / 19 1 1° 141 c71.e 141 P20.- Segun los datos del problema anterior, calcular la relaciOn serial a ruido a la salida del receptor en c113. I,Que factor de ruido(en dB) deberia tener el receptor del problema anterior para que su contribucion al ruido total fuese del 50%? -7 )4, 17‘15-1 612 5-0/8 %I+ I/1)A.
46, ) Nil -fe 4-s e( F ')/t-' cAeA t "re7v r frf kto 6- / 17 3 a3 — t i elf cdtl i4A, .
-15V i1/4 ...