¿Qué es un Calibrador?
Un Calibrador es un tubo por el que pasan ondas electromagnéticas del orden de las microondas o las ondas milimétricas.
En un sentido amplio, el término puede utilizarse tanto para las ondas sonoras como para la luz visible, por lo que también incluye las fibras ópticas, etc., pero generalmente se utiliza como nombre de un tubo por el que pasan ondas electromagnéticas con longitudes de onda cercanas a las microondas y las ondas milimétricas. Su forma es una estructura tubular hueca de sección cuadrada o circular.
Las microondas son ondas electromagnéticas que se utilizan en los hornos microondas y son muy eficaces para calentar objetos. Sin embargo, debido a su gran longitud de onda, no pueden utilizarse fibras ópticas y hay que emplear calibrador de microondas especiales para transmitirlas desde la fuente de microondas hasta el sistema de procesamiento.
Usos de los Calibradores
Los calibradores se utilizan a menudo para generadores de microondas de alta potencia, que se emplean para antenas de radar y para transmitir señales en la gama de frecuencias de ondas milimétricas. Por ejemplo, en el caso de los hornos microondas, si la potencia es baja, como en el caso de los hornos microondas domésticos, el generador de microondas, el magnetrón, se instala dentro de la carcasa y puede irradiar directamente las microondas.
Sin embargo, a potencias más elevadas, los propios magnetrones son destruidos por las microondas, por lo que el proceso de irradiación debe realizarse en otro lugar. Las microondas de alta potencia pueden suministrarse conectando un calibrador a la cámara de procesamiento en la que tiene lugar el calentamiento u otro procesamiento.
Los calibradores también se utilizan en radares, donde sirven como antenas de ranura, dispositivo de irradiación de ondas de radio y para la evaluación de transmisiones de RF y otras comunicaciones, las microondas pueden utilizarse con cables coaxiales, pero los calibradores suelen emplearse para aplicaciones por debajo de los THz en la banda de ondas milimétricas.
Principio de los Calibradores
El principio de los calibradores es que utilizan las propiedades físicas de las ondas electromagnéticas de la frecuencia de interés para propagarse por el tubo, formando modos de propagación según la forma del tubo. En las estructuras de tipo hueco que suelen utilizarse en los calibradores, no hay conductores incorporados, por lo que hay pocas pérdidas internas y es posible propagar ondas electromagnéticas de potencia relativamente alta.
Por ejemplo, las ondas electromagnéticas con una frecuencia de 2,45 GHz que suelen utilizarse en los hornos microondas también son microondas, y la longitud de onda de estas ondas microondas es de 12,2 cm. Para que las microondas pasen a través de un horno de microondas, el diámetro de los calibradores debe ser aproximadamente la longitud de onda de 12,2 cm, y cuanto mayor sea la longitud de onda de las microondas, mayor será el diámetro de los calibradores.
Así pues, el diseño de los calibradores se basa en la longitud de onda de las ondas electromagnéticas. La forma más común de calibradores es un tubo de sección transversal rectangular, pero también hay calibradores circulares y calibradores en forma de cresta que se utilizan para fines especiales.
Otra información sobre los Calibradores
Comparación con los cables coaxiales
En el pasado, los calibradores se han utilizado a menudo en sistemas de radiocomunicación como radares y antenas de bocina en torres de control de tráfico aéreo, pero recientemente se están utilizando cada vez más para desarrollar aplicaciones de ondas milimétricas en sistemas de radiocomunicación de próxima generación como radares de ondas milimétricas en automóviles y 5G/beyond5G. El uso de cables coaxiales en la banda de microondas ha ido en aumento.
En comparación con los cables coaxiales convencionales en la banda de microondas, cabe mencionar las siguientes ventajas:
- La transmisión es posible con bajas pérdidas y tiene una excelente resistencia a la potencia.
- La estructura metálica y la forma estable facilitan la adaptación y hacen que sea menos reflectante.
Sin embargo, además de las ventajas, también existen los siguientes inconvenientes:
- Ancho de banda de frecuencias estrecho.
- Pesado y caro.
Cuando la frecuencia es de microondas, se utilizan más los cables coaxiales, en parte por la facilidad de manejo de los cables y en parte porque el ancho de banda de frecuencias es menor que el de ondas milimétricas. Sin embargo, en la banda de ondas milimétricas, sobre todo en la gama de frecuencias más altas, incluida la banda D a partir de 110 GHz, se suelen utilizar cables coaxiales en muchos casos porque, salvo algunos productos, los cables coaxiales son inadecuados en cuanto a características.
Especificaciones del tamaño de los Calibradores
En el caso de los calibradores, es necesario seleccionar un tamaño de calibradores que sea compatible con las distintas frecuencias de aplicación, especialmente en el caso de las aplicaciones de ondas milimétricas, en las que es posible que no se puedan utilizar distintos estándares de brida. Por cierto, el tamaño de calibradores “WR-xxx” significa “calibradores cuadrados”, donde el número xxx indica la anchura interior de los calibradores en 1/100 de pulgada.