Efecto perno oxidado

Un perno oxidado en la estructura de una antena puede crear interferencias de radio, incluso si no se encuentra en la vía eléctrica directa.

El efecto perno oxidado es una forma de interferencia de radio debida a la interacción de las ondas de radio con conexiones sucias o piezas corroídas. ^[1] Se conoce más propiamente como intermodulación pasiva , ^[1] y puede resultar de una variedad de causas diferentes, como metales de conducción ferromagnética, ^[2] o cargas y absorbentes de microondas no lineales. ^[3] Los materiales corroídos en antenas, guías de ondas o incluso elementos estructurales, pueden actuar como uno o más diodos . ( Los conjuntos de cristal , los primeros receptores de radio, usaban las propiedades semiconductoras de la galena natural para demodular la señal de radio, y el óxido de cobre se usaba en rectificadores de potencia). Los sujetadores galvanizados y los techos de láminas desarrollan una capa de óxido de zinc, un semiconductor comúnmente usado para voltaje transitorio. supresión. Esto da lugar a interferencias no deseadas, incluyendo la generación de armónicos o intermodulación . ^[4] Los objetos oxidados que no deberían estar en la ruta de la señal, incluidas las estructuras de antenas, también pueden volver a irradiar señales de radio con armónicos y otras señales no deseadas. ^[5] Como ocurre con todo el ruido fuera de banda, estas emisiones espurias pueden interferir con los receptores.

Este efecto puede causar señales radiadas fuera de la banda deseada, incluso si la señal en una antena pasiva está cuidadosamente limitada en banda. ^[6]

Matemáticas asociadas al perno oxidado

La característica de transferencia de un objeto se puede representar como una serie de potencias :

${\displaystyle E_{\text{out}}=\sum _{n=1}^{\infty }{K_{n}E_{\text{in}}^{n}}}$

O, tomando sólo los primeros términos (que son los más relevantes),

${\displaystyle E_{\text{out}}=K_{1}E_{\text{in}}+K_{2}E_{\text{in}}^{2}+K_{3}E_{\text{in}}^{3}+K_{4}E_{\text{in}}^{4}+K_{5}E_{\text{in}}^{5}+...}$

Para un objeto lineal perfecto ideal, K ₂ , K ₃ , K ₄ , K ₅ , etc. son todos cero. Una buena conexión se aproxima a este caso ideal con valores suficientemente pequeños.

Para un 'perno oxidado' (o una etapa mezcladora de frecuencia diseñada intencionalmente ), K ₂ , K ₃ , K ₄ , K ₅ , etc. no son todos cero. Estos términos de orden superior dan como resultado la generación de armónicos.

El siguiente análisis aplica la representación de la serie de potencias a una onda sinusoidal de entrada.

Generación armónica

Si la señal entrante es una onda sinusoidal {E _in sin(ωt)} (y tomando solo términos de primer orden), entonces la salida se puede escribir:

${\displaystyle {\begin{aligned}E_{\text{out}}&=\sum _{i=1}^{\infty }{K_{i}E_{\text{in}}^{i}\sin(i\omega t)}\\&=K_{1}E_{\text{in}}\sin(\omega t)+K_{2}E_{\text{in}}^{2}\sin(2\omega t)+K_{3}E_{\text{in}}^{3}\sin(3\omega t)+K_{4}E_{\text{in}}^{4}\sin(4\omega t)+K_{5}E_{\text{in}}^{5}\sin(5\omega t)+\cdots \end{aligned}}}$

Claramente, los términos armónicos serán peores en amplitudes de señal de entrada altas, ya que aumentan exponencialmente con la amplitud de E _en .

Generación de productos de mezcla.

términos de segundo orden

Para comprender la generación de términos no armónicos ( mezcla de frecuencias ), se debe utilizar una formulación más completa, que incluya términos de orden superior. Estos términos, si son significativos, dan lugar a distorsión de intermodulación .

${\displaystyle {\begin{aligned}E_{f_{1}+f_{2}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}\\E_{f_{1}-f_{2}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}\end{aligned}}}$

términos de tercer orden

${\displaystyle {\begin{aligned}E_{f_{1}+f_{2}+f_{3}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}E_{f_{3}}\\E_{f_{1}-f_{2}+f_{3}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}E_{f_{3}}\\E_{f_{1}+f_{2}-f_{3}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}E_{f_{3}}\\E_{f_{1}-f_{2}-f_{3}}&=kE_{f_{1}}E_{f_{2}}E_{f_{3}}\end{aligned}}}$

Por lo tanto, los productos de mezcla de segundo orden, tercer orden y orden superior se pueden reducir en gran medida disminuyendo la intensidad de las señales originales (f ₁ , f ₂ , f ₃ , f ₄ ,…, f _n )

Referencias

1. Lui, PL, Interferencia de intermodulación pasiva en sistemas de comunicación, IEEE Electronics & Communication Engineering Journal, vol. 2, No. 3, págs. 109-118, junio de 1990. Disponible en línea.
2. Henrie, J., Christianson, A. y Chappell, W. No linealidades pasivas diseñadas para la mitigación de la distorsión por intermodulación pasiva de banda ancha, Cartas de componentes inalámbricos y de microondas, vol. 19, págs. 614-616, 2009. Disponible en línea.
3. Christianson, A. y Chappell, WJ Medición de intermodulación pasiva ultrabaja con capacidad de separar no linealidades inducidas por corriente/voltaje, en el Simposio internacional de microondas de la IEEE Microwave Theory and Techniques Society, Boston, MA, 2009, págs. Disponible en linea.
4. "Prevención de la intermodulación" . Consultado el 13 de febrero de 2011 .
5. Luis, PL; Rawlins, AD, La medición de campo de productos de intermodulación pasiva. Quinta Conferencia Internacional sobre Radio Móvil y Comunicaciones Personales, 1989. pp.199-203, 11-14 de diciembre de 1989. Disponible en línea.
6. Johannessen, R.; Gale, SJ; Asbury, MJA, Posibles fuentes de interferencia para el GPS y soluciones apropiadas para aplicaciones en la aviación civil. Revista IEEE Aeroespacial y Sistemas Electrónicos, vol. 5, No. 1, pp.3-9, enero de 1990 Disponible en línea.