2926 Teoría de Campos Electromagnéticos - 2000

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 1/6 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica 
PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 2926 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
H O R A S D E C L A S E P R O F E S O R R E S P O N S A B L E 
T E Ó R I C A S P R Á C T I C A S Ing. Raúl H. Galiana 
Por semana Por Por semana Por 
6 2 
A S I G N A T U R A S C O R R E L A T I V A S P R E C E D E N T E S 
A P R O B A D A S C U R S A D A S 
Análisis Matemático III Físca III 
 
 
 
DESCRIPCIÓN 
 
PROGRAMA SINTÉTICO 
Teoría de Propagación Electromagnética - Teoría de Líneas de Transmisión - Transitorios en Líneas de 
Transmisión - Estado estacionario en Líneas de Transmisión - Parámetros para Líneas de Transmisión 
particulares - Potencia y adaptación de impedancias - Elementos para Líneas de Transmisión - Mediciones en 
y con Líneas de Transmisión - Guías de Onda - Fibra Optica – Radiación – Parámetros de Antenas - 
Elementos radiantes simples - Arreglos de antenas - Propagación de ondas en el espacio libre 
 
Vigencia Años 
 
 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 2/6 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica 
PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 2926 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
PROGRAMA ANALÍTICO 
 
Teoría de Propagación Electromagnética - Ecuaciones de Maxwell - Campos en medios materiales y 
condiciones de borde - Ecuación de onda - Solucione s generales de ondas planas - Potencia y energía 
– Reflexión de onda plana en una interface material - Incidencia oblicua de ondas planas en una 
interface dieléctrica - El espectro electromagnétic o. El espectro de radiofrecuencia. Asignación de 
bandas. Usos del espectro de RF. - Modulación. Conc epto y razones. Tipos básicos. Clasificación 
 
Teoría de Líneas de Transmisión - Modelos y herramientas de análisis de líneas de transmisión (LT). 
Clasificación de medios de transmisión. - Modelo circuital de una LT. Parámetros concentrados vs. 
Distribuídos – Propagación de ondas en la LT: ecuaciones del telegrafista. Modos de propagación. - Análisis 
de campos electromagnéticos en una LT - Parámetros básicos de LT : constante de propagación, impedancia 
característica. - Configuraciones típicas de LT : coaxiles, unifilares, bifilares, stripline, microstrip, guía de onda, 
fibra óptica, etc. 
 
Transitorios en Líneas de Transmisión - Soluciones en el dominio tiempo de las ecuaciones de LT - Efectos de 
discontinuidades en una LT. Coeficientes de reflexión y de transmisión - Métodos para la resolución de 
transitorios : Diagrama Rebote ; Schnyder-Bergeron ; Método analítico - Análisis de transitorios para diversas 
excitaciones : escalón, pulso, sinusoidales, rampas, etc. Principio de superposición - Casos de LT en cascada 
y en paralelo. Casos para cargas complejas. Casos de cargas no lineales - Aplicaciones : cableados en 
sistemas digitales ; sobrecargas en líneas de potencia ; generador de pulsos, reflectometría, etc. - Soluciones 
generales en transformada de Laplace para líneas sin pérdidas 
 
Estado estacionario en Líneas de Transmisión - Solu ción estacionaria de las ecuaciones de LT con 
excitación sinusoidal - Constante de propagación . Determinación y significado de sus componentes ( 
cte. de atenuación y cte. de fase ) . Respuesta en frecuencia. Aproximaciones - Impedancia 
característica : determinación, significado, respue sta en frecuencia, aproximaciones. - Coeficiente de 
reflexión de tensión y corriente. Coeficiente de tr ansmisión. - Velocidad de grupo y de fase. 
Dispersión. Longitud de onda - Análisis fasorial de la propagación TEM en LT - Ondas estacionarias. 
Relación de onda estacionaria. Envolventes de onda estacionaria - Soluciones particulares para LT sin 
pérdidas y LT de bajas pérdidas. Determinación de t ensiones, corrientes y potencias. Determinación 
de impedancias - Soluciones particulares para LT te rminadas en corto circuito, circuito abierto, carga 
resistiva pura, etc. - Solución general para el cas o de carga compleja y LT con pérdidas - Ayudas 
gráficas para la determinación de parámetros en un sistema con LT : el Ábaco de Smith. Deducción del 
diagrama polar de impedancias vs. Coeficiente de re flexión. Usos generales - Ábaco de Smith : uso 
gráfico para el cálculo de tensiones y corrientes : diagrama de Krankl. Escalas adicionales al Ábaco d e 
Smith 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vigencia Años 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 3/6 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica 
PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
PROGRAMA ANALÍTICO 
 
Parámetros para líneas de transmisión particulares - Líneas bifilares para transmisión telefónica en 
bada base – Respuesta en frecuencia de parámetros - Cálculo de r,l,g,c, Z o y c a partir de la 
conformación geométrica de conductores - Distorsión . Ecualización mediante bobinas de carga ( 
pupinización ) – Pérdida de retorno. Crosstalk - Ca racterísticas de la red telefónica - Líneas de pare s 
trenzados para transmisión de datos - Tipos : UTP, STP, etc. - Respuesta en frecuencia de parámetros 
– Particularización para el caso de transmisión tip o xDSL - Líneas con cables coaxiles - Respuesta en 
frecuencia de parámetros - Cálculo de r,l,g,c, Z o y c a partir de la conformación geométrica de 
conductores – Consideraciones particulares : apanta llamiento, respuesta a pulsos, condiciones 
ambientales. – Construcción. Criterios de optimiza ción de diseño utilizados por los fabricantes - 
Selección de coaxiles según las aplicaciones. Uso d e catálogos - Líneas de potencia ( monofásicas y 
trifásicas ) : Cálculo de r,l,g,c, Z o y c a partir de la conformación geométrica de conducto res - Otras 
líneas de transmisión: microstrip, stripline, slab dieléctrico. Cálculo de parámetros. Características 
particulares y usos 
 
Potencia y adaptación de impedancias - Cálculo gene ral de la potencia en LT. Casos particulares para 
LT con Z o real y bajas pérdidas. - Definición y clasificació n de pérdidas: disipativas y no disipativas. 
Pérdidas por reflexión. Pérdida de retorno. Pérdida por inserción - Desadaptación de impedancias : 
consecuencias en los sistemas de transmisión. Causa s reales de la desadaptación . - Rendimiento de 
transmisión de potencia en función de la desadaptac ión de la carga. Capacidad portante de una LT. - 
Diversos tipos de adaptación de impedancias. Clasif icación de técnicas. Objetivos de las técnicas 
según su ubicación. Beneficios y costos - Adaptació n con redes de elementos concentrados ( T, , L ) 
– Adaptación con LT en paralelo ( stub simple, dobl e y triple ) : cálculo, respuesta en frecuencia, 
consideraciones prácticas de implementación. - Adap tación con transformadores de  / 4 : cálculo, 
respuesta en frecuencia, consideraciones prácticas de implementación. - Adaptación con cascada de 
transformadores : técnica binomial y Chebyshev. Cál culo, respuesta en frecuencia, consideraciones 
prácticas de implementación - Adaptación con transf ormadores de impedancia continuamente 
variable: técnica exponencial, triangular y Klopfen stein. Cálculo, respuesta en frecuencia, 
consideraciones prácticas de implementación 
 
Elementos para Líneas de Transmisión - Caracterizac ión de elementos n-polares. - La matriz de 
dispersión ( parámetros S ) : definición, significa do y usos. Evaluación de parámetros S para redes 
recíprocas, sin pérdidas, etc. - La matriz de trans misión ( ABCD ) : definición, significado y usos - 
Redes de 3 puertos : condiciones de realizabilidad. Casos prácticos. Divisores de potencia : con línea s 
de transmisión, resistivo, el divisor Wilkinson . A nálisis por el método de excitaciones par-impar. 
Respuesta en frecuenciay desempeño - Redes de 4 pu ertos : condiciones de realizabilidad, 
parámetros . Híbridos de cuadratura, acopladores di reccionales a línea de transmisión, el acoplador 
Lange, Híbridos de 180° (rat-race) - Filtros de mic roondas : estructuras periódicas. Diseño por 
métodos de parámetros imagen y pérdidas de inserció n ( repaso ). Implementación : transformación 
de Richard, identidades de Kuroda. Otros filtros : de impedancia escalonada, con lineas acopladas, 
con resonadores acoplados. - Introducción a otros e lementos de procesamiento de señal : aisladores, 
desplazadores de fase, circuladores, amplificadores , detectores, mezcladores, diodos PIN, circuitos 
integrados para microondas 
 
 
 
 
 
 
 
Vigencia Años 
 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 4/6 
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PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
PROGRAMA ANALÍTICO 
 
Mediciones en y con Líneas de Transmisión - Técnica s de medición de los parámetros de las LT : Z o, 
vp, le, a, resistencia de aislación, pérdidas por radiación, parámetros por unidad de longitud : r,l,g,c. – 
Mediciones en sistemas de transmisión de RF y micro ondas - Métodos de medición de atenuación : 
relación de potencia ; método de inserción - Medici ón de ROE - Medición de impedancias - Medición 
de parámetros S - Medición de potencia : clasificac ión, técnicas, elementos de medición. - Mediciones 
dinámicas. Reflectometría en el dominio temporal - Introducción al instrumental de medición para RF y 
microondas 
 
Guías de Onda - Guiado de ondas entre planos parale los. Modos TEM, TE y TM - Guias de onda 
rectangulares (GOR) : modos TE y TM. Atenuación. Pa rámetros. Respuesta en frecuencia. Usos. Guias 
ranuradas - Guias de onda cilíndricas (GOC) : modos , parámetros, respuesta en frecuencia – 
Excitación de guías de onda : por corrientes eléctr ica y magnética; excitación mediante acoplamiento 
de aperturas - Selección de guias de onda. Uso de c atálogos. Parámetros constructivos 
 
Fibra Óptica - Herramientas para el análisis de Fib ras Ópticas : teoría electromagnética vs. Óptica 
geométrica - Introducción a los sistemas de comunic aciones por FO. Ventajas y aplicaciones de las 
FO. Comparación con otros medios de transmisión - F undamentos de óptica y ondas lumínicas. Teoría 
de rayos. Apertura numérica. Reflexión y ángulos cr íticos - Dispersión en FO : dispersión en el 
material, dispersión modal, dispersión por guía de onda - Mecanismos de la atenuación en FO : 
absorción, dispersión de Rayleigh, no lineal, Brill ouin, Raman, MIE, microcurvaturas. - Perfiles de FO . 
Fibras de índice gradual. Fibras de índice escalona do. Modos. Ventanas de frecuencia . Distorsión de 
pulsos. Tasa de información. Ancho de banda - Const rucción de cables de FO. Tipos : vidrio, PCS, 
plásticas Manejo de catálogos. Criterios de selecci ón de FO. - Fuentes lumínicas. LED y laser. 
Detectores : PIN y APD - Introducción al cálculo de enlaces de FO basado en el método de balance de 
potencia 
 
Radiación - Mecanismo básico de la radiación - Tipo s básicos de antenas - Solución de las Ecuaciones 
de Maxwell para problemas de radiación - Integrales de radiación y funciones potenciales auxiliares - 
El dipolo ideal de Hertz - Radiación a partir de fu entes “ línea de corriente “ - Regiones de campo. 
Condiciones de radiación en campo lejano - Pasos ge nerales para la evaluación de los campos 
radiados - Teoremas fundamentales : dualidad, recip rocidad . 
 
Parámetros de Antenas - Patrones de radiación - Den sidad de potencia de radiación - Intensidad de 
radiación - Directividad y ganancia. Eficiencia - A ncho de haz de media potencia - Ancho de banda – 
Polarización - Impedancia de entrada . Impedancia d e antena - Areas y largos efectivos - Temperatura 
de antena 
 
Elementos radiantes simples - Dipolos : cortos, /2, largos - Antenas dipolo sobre planos conductore s. 
Teoría imagen. Monopolos - Efectos de tierra sobre antenas dipolo - Dipolos gruesos : distribución de 
corriente, patrones de radiación, impedancia, respu esta en frecuencia - Dipolos V. Dipolos plegados - 
Antenas lazo pequeñas - Introducción general a otra s tipos de antena : aperturas, bocinas, reflectoras , 
microstrip, etc. - Adaptación de impedancias para e l caso de antenas dipolo - Ecuación de transmisión 
de Friis. Consideraciones para el cálculo de enlace s - Ecuación de radar 
 
 
 
 
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PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
PROGRAMA ANALÍTICO 
 
Arreglos de Antenas - Factor de arreglo para disposiciones lineales - Arreglos uniformemente excitados y 
equiespaciados - Tipos de arreglos : broadside, end-fire ordinario, endfire Hansen – Woodyard , 
superdirectividad - Principio de multiplicación de patrones - Parámetros de arreglos. Directividad de arreglos. 
Métodos de diseño - Arreglos no uniformemente espaciados : distribución binomial y Dolph – Chebyshev – 
Introducción a los arreglos multidimensionales - Arreglos desfasados y técnicas de alimentación. Principio de 
rastreo – El arreglo de Yagi-Uda 
 
Propagación de ondas en el espacio libre - Efectos ambientales : atenuación, absorción, reflexión, 
refracción, difracción, interferencia. - Propagació n de ondas de tierra ( superficiales ) - Propagació n 
ionosférica : mecanismo de reflexión, característic as de las capas ionosféricas y sus variaciones – 
Propagación en línea de vista (LOS) - Propagación p or dispersión troposférica - Introducción a los 
vínculos satelitales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vigencia Años 
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR 6/6 
BAHÍA BLANCA --- ARGENTINA 
DEPARTAMENTO DE: Ingeniería Eléctrica 
PROGRAMA DE : Teoría de Campos Electromagnéticos CÓDIGO: 
 ÁREA NO: 1 (campos y circuitos) 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
• BALANIS, C., Antenna Theory, analysis and design - 2nd Edition, John Wiley, 1996 
• BIANCHI, A., Sistemas de ondas guiadas, Marcombo, 1980 
• JORDAN, E.C. & BALMAIN, K.G., Electromagnetic waves and radiating systems, 
Prentice Hall, 1969 
• KRAUS, J.D., FLEISCH, D. , Electromagnetics with applications ; 5th edition, McGraw-
Hill, 1998 
• MAHLKE, G. & GOSSING, P., Conductores de fibras opticas, Marcombo, 1987 
• PALAIS, J.C., Fiber Optic Communications, 4th Edition, Pretice Hall, 1998 
• POZAR, David M., Microwave Engineering, 2nd. Edition, John Wiley, 1998 
• PULIAFITO, S., Tomo I: el campo electromagnetico, Tomo II : guias de onda, Tomo III: 
radiacion electromagnetica, Idearium, 1985 
• RAMO, S.; WHINNERY, & VAN DUZER, Fields and waves in communications 
electronics, 3rd. Edition, John Wiley, 1995 
• STUTZMAN, W. & THIELE, G., Antenna theory and design, 2nd Edition, John Wiley, 
1998 
• TOMASI, W., Sistemas de comunicaciones electrónicas, Prentice Hall, 1996 
 
 
VIGENCIA DE ESTE PROGRAMA 
AÑO PROFESOR RESPONSABLE 
(firma aclarada) 
AÑO PROFESOR RESPONSABLE 
(firma aclarada) 
2000 Ing. Raúl H. Galiana 
 
 
V I S A D O 
COORDINADOR AREA SECRETARIO ACADÉMICO DIRECTOR DE DEPARTAMENTO 
 Ing. Guillermo Kalocai Dr. Osvaldo Agamennoni 
Fecha: Fecha: noviembre 2000 Fecha: