1196670 Lab SMO Aula 11 Medição de Atenuação em Componentes de RF Rev 2017

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IPUC – Curso de Engenharia Eletrônica e de Telecomunicação 
 
Laboratório de Sistemas de Micro-ondas e Ópticos 
 
Aula 11 – Pag. 1 
 
AAUULLAA 1111 
 
Analisador de redes de RF 
Medição de Atenuação em redes e componentes de RF 
 
 
 
1- Introdução 
 
O Analisador de Rede (NA) é um instrumento de RF utilizado para medição de impedâncias 
complexas e avaliação de parâmetros de linhas de transmissão. 
 
 
 
. 
 Fig. 1 – O analisador de redes 
 
As avaliações de impedâncias são fornecidas através da apresentação direta de seus 
valores em função da freqüência (módulo, parte real e imaginária) ou através dos 
parâmetros qualificadores da carga tais como o coeficiente de reflexão, a razão de onda 
estacionária, a perda de retorno, dentre outros. 
 
As avaliações de linhas de transmissão são realizadas através da apresentação de seus 
parâmetros secundários constante de atenuação e constante de fase. 
 
Portanto, o NA tem basicamente duas funções a saber: 
 
 Medição de impedâncias complexas (modulo e ângulo). 
 Medição de constantes de atenuação e de fase em redes. 
 
 
2- Parâmetros secundários das linhas de transmissão - Resumo teórico 
 
 As linhas de transmissão possuem dois parâmetros secundários, a saber: 
 
 
 2.1- Impedância Característica 
 
A impedância Característica é um parâmetro secundário da linha de transmissão que 
depende fundamentalmente da geometria de sua seção transversal. Ela representa a 
impedância natural da linha. Pode ser avaliada como sendo a impedância que a linha 
representa para um gerador elétrico a ela conectado, supondo que o seu comprimento 
seja infinitamente longo (portanto, sem influência da carga no regime de excitação inicial). 
A impedância característica á calculada, a partir dos parâmetros primários da linha de 
transmissão, pela expressão: 
Porta 1 
Reflexão 
Porta 1 
Reflexão 
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ZC
R j 2  f L
G j 2  f C
  
 (1) 
Onde, 
f = Frequência (Hz); 
C = Capacitância/metro da LT (F/m); 
L = Indutância/metro da LT (H/m); 
R = Resistência/metro da LT(/m); 
G = Condutância/metro da LT (S/m). 
 
Considerando as perdas da LT desprezíveis, podemos considerar os parâmetros “R” e “G” 
nulos, e a expressão para cálculo da impedância característica se simplifica para: 
 
ZC
L
C
  
 
(2) 
Onde, 
C = Capacitância/metro da LT (F/m); 
L = Indutância/metro da LT (H/m). 
 
 
2.2- Constante de Propagação 
 
Este parâmetro da linha de transmissão informa, para excitação harmônica, a taxa de 
atenuação e o giro de fase das ondas de tensão e corrente que pela linha trafegam e é 
calculada por sua constante de propagação  : 
 
 R j 2  f L  G j 2  f C 
 
 (3) 
 
Onde, 
f = Frequência (Hz); 
C = Capacitância/metro da LT (F/m); 
L = Indutância/metro da LT (H/m); 
R = Resistência/metro da LT(/m); 
G = Condutância/metro da LT (S/m). 
 
A constante de propagação é complexa, sendo a sua parte real denominada constante de 
atenuação (  ) que informa sobre a taxa de decaimento da amplitude com a posição do 
sinal de tensão ou corrente que trafega pela linha. A parte imaginária, denominada de 
constante de fase ( β ), informa sobre a taxa de giro de fase que a onda experimenta ao 
trafegar pela linha. 
  j 
Onde 
 = Constante de atenuação (N/m)
 = Constante de fase (Rad/m) 
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(4) 
 
A amplitude e fase do sinal que se propaga na linha de transmissão a uma distância “r” de 
seu início, conforme figura 1 abaixo são dadas por: 
 
V1 V0 e  r V( )
 
(5) 
 
 
 
Fig.1 – Linha de transmissão. 
 
 
3- Experimento prático: 
 
Objetivos: 
 
 Medir a atenuação do cabo coaxial de baixa perda e avaliar “” em “dB/m”; 
 
 Medir a atenuação do protetor de surto coaxial, na faixa de “1 MHz” a “2 GHz”; 
 
 Medir a atenuação do “Atenuador Coaxial”. 
 
 
A- Procedimento para medição da atenuação do cabo coaxial: 
 
1 Selecionar no equipamento a “Medida Tipo 2”; 
2 Selecionar a faixa de frequências a ser medida de 1MHz a 2 GHz ; 
3 Calibrar o instrumento para “medição tipo 2” conforme abaixo: 
3.2- Interligar, com o cabo coaxial de baixa perda, a porta 1 à porta 2 do 
instrumento; 
3.3- Normalizar a leitura do instrumento, com o cabo de baixa perda conectando 
as duas portas, através dos comandos “measurement normalize”. 
3.4- Após confirmação da medição de 0 dB em toda a faixa, desconectar o cabo de 
baixa perda e conectar o cabo coaxial sob teste interligando as duas portas; 
3.5- Obter o gráfico “atenuação x frequência” do cabo ensaiado. 
 
4 Avalie e comente os valores de atenuações obtidos, respondendo às questões: 
- Qual seria a atenuação específica deste cabo (dB/m) para excitação de 1 GHz? 
- As atenuações medidas estão de acordo com as especificações do fabricante do 
cabo? Justifique; 
- Porque ocorre a tendência do aumento da atenuação com o aumento da 
frequência do sinal? 
 
 
B- Procedimento para medição da atenuação do protetor de surto: 
 
1 Selecionar no equipamento a “Medida Tipo 2”; 
2 Selecionar a faixa de frequências a ser medida de 1MHz a 2 GHz ; 
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3 Calibrar o instrumento para “medição tipo 2” conforme abaixo: 
3.1 Interligar, com o cabo coaxial de baixa perda, a porta 1 à porta 2 do 
instrumento; 
3.2 Normalizar a leitura do instrumento, com o cabo de baixa perda 
conectando as duas portas, através dos comandos “measurement 
normalize”. 
3.3 Após confirmação da medição de 0 dB em toda a faixa, intercalar o 
protetor contra surtos entre o cabo e a porta “transmission”, 
desconectando o cabo desta porta e conectando em seguida o protetor ao 
cabo e ao equipamento; 
3.4 Obter o gráfico “atenuação x frequência” do protetor ensaiado. 
 
4 Avalie e comente os valores de atenuações obtidos, respondendo às questões: 
- Qual seria a atenuação apresentada pelo protetor para excitação de 1 GHz? 
- As atenuações medidas estão de acordo com as especificações do fabricante do 
cabo? Justifique; 
- Porque ocorre a tendência do aumento da atenuação do protetor com o 
aumento da frequência do sinal? 
 
 
C- Procedimento para medição do atenuador coaxial: 
 
1 Selecionar no equipamento a “Medida Tipo 2”; 
2 Selecionar a faixa de freqüências a ser medida de 1MHz a 500MHz; 
3 Calibrar o instrumento para “medição tipo 2” conforme abaixo: 
3.1 Interligar, com o cabo coaxial de baixa perda, a porta 1 à porta 2 do 
instrumento; 
3.2 Normalizar a leitura do instrumento, com o cabo de baixa perda 
conectando as duas portas, através dos comandos “measurement 
normalize”. 
3.3 Após confirmação da medição de 0 dB em toda a faixa, intercalar o 
atenuador entre o cabo e a porta “transmission”, desconectando o 
cabo desta porta e conectando em seguida o atenuador ao cabo e ao 
equipamento; 
3.4 Obter o gráfico “atenuação x frequência” do atenuador ensaiado. 
 
4 Avalie e comente os valores de atenuações obtidos, respondendo às questões: 
- Defina o tipo de filtro ensaiado (“passa-alta”, “passa-baixa”, “passa faixa” 
ou “rejeita faixa”); 
- Defina a faixa de operação do filtro (pontos de -3 dB). 
- Avalie a perda de inserção do filtro na faixa na sua faixa de operação.
Preparado por: Prof. Ronaldo Kascher Moreira 
Revisado por: Luciano Bossi/Março 2017