Parámetros de dispersión

Los parámetros de dispersión o parámetros-S son propiedades usadas en ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica, e ingeniería de Telecomunicaciones y se utilizan para complementar el comportamiento básico de redes eléctricas lineales cuando se someten a varios estímulos de régimen permanente por pequeñas señales. Son miembros de una familia de parámetros similares usados en ingeniería electrónica, siendo otros ejemplos: Parámetros-Y,[4] ). A pesar de ser aplicables a cualquier frecuencia, los parámetros-S son usados principalmente para redes que operan en radiofrecuencia ( RF) y frecuencias de microondas, ya que representan parámetros que son de utilidad particular en RF. En general, para redes prácticas, los parámetros-S cambian con la frecuencia a la que se miden, razón por la cual ésta debe especificarse para cualquier medición de parámetros-S, junto con la impedancia característica o la impedancia del sistema. Los parámetros-S se representan en una matriz y por lo tanto obedecen las reglas del álgebra de matrices. Muchas propiedades eléctricas útiles de las redes o de componentes pueden expresarse por medio de los parámetros-S, como por ejemplo la ganancia, pérdida por retorno, relación de onda estacionaria de tensión (ROEV), coeficiente de reflexión y estabilidad de amplificación. El término 'dispersión' (del inglés, scattering) es probablemente más común en ingeniería óptica que en ingeniería de RF, pues se refiere al efecto que se observa cuando una onda electromagnética plana incide sobre una obstrucción o atraviesa medios dieléctricos distintos. En el contexto de los parámetros-S, dispersión se refiere a la forma en que las corrientes y tensiones que se desplazan en una línea de transmisión son afectadas cuando se encuentran con una discontinuidad debida por la introducción de una red en una línea de transmisión. Esto equivale a la onda encontrándose con una impedancia diferente de la impedancia característica de la línea.

Introducción

Para frecuencias muy bajas, la longitud de onda de la señal es mucho mayor que la de los elementos del circuito, pero según vamos aumentando la frecuencia, dicha longitud de onda se va haciendo cada vez más pequeña, por lo que las leyes de Kirchhoff dejan de tener validez (para circuitos de tamaño similar a la longitud de onda de trabajo). Además, trabajar con tensiones y corrientes se hace más difícil cada vez, ya que dependiendo de la frecuencia en la que estemos, se hace imposible hacer cortocircuitos y circuitos abiertos estables, así que aunque el concepto de tensión y corriente persiste en líneas de transmisión, son reemplazados por otros parámetros como elementos vitales para el tratamiento teórico y práctico de los circuitos de alta frecuencia.

Por supuesto, voltaje y corriente siguen siendo importantes en el estudio de estos circuitos, pero a ellos se suman situaciones nuevas, como la reflexión y la onda estacionaria, y nuevas magnitudes como el coeficiente de reflexión. Además, se le da más importancia a otras magnitudes como puede ser la Potencia. Entre las herramientas imprescindibles que surgen para el análisis, el diseño y la interpretación de este nuevo modelo hay dos de especial importancia: los parámetros S y la Carta de Smith.

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