Descripció
A Circuits d´Alta Freqüència es desenvolupen les eines bàsiques per a que l´alumne pugui entendre i analitzar circuits electrònics d´Alta Freqüència i Microones. Primerament es fa una revisió dels fenòmens de propagació per línies de transmissió. A continuació es presenten les eines de caracterització fonamental de circuits d´alta freqüència (ones generalitzades, paràmetres S, etc), i s´apliquen a l´anàlisi i interpretació de circuits fonamentals en sistemes d´Alta Freqüència (divisors i combinadors de potència, filtres, acobladors direccionals, circuladors, etc). Finalment s´introdueix l´alumne en l´anàlisi de sistemes actius (amplificadors lineals).
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Primer
Crèdits
5.00
Coneixements previs

Propagació electromagnètica, teoria de circuits, teoria bàsica de nombres complexes i anglès.

Objectius

Els graduats del nostre programa de Circuits d´Alta Freqüència adquireixen els coneixements i desenvolupen les habilitats que s'indiquen a continuació:

1. Coneixements bàsics sobre propagació d´ones i mètodes d´anàlisi de circuits d´alta freqüència basats en propagació d´ones.
2. Ser capaç d´aplicar els coneixements adquirits no tan sols a la seva àrea usual d´aplicació (circuits de microones), sinó també a altres àrees de coneixement on els conceptes estudiats poden ajudar a la comprensió de fenòmens i ajudar a la resolució de problemes, com ara a Compatibilitat Electromagnètica, Sistemes de Comunicacions, Sistemes de Comunicacions Òptiques i Disseny Electrònic.
3. Ser capaç de reduir sistemes complexos a models analítics simples que en conservin les seves característiques bàsiques i en permetin l´anàlisi i interpretació.
4. Comunicar-se eficaçment tant de forma oral com escrita.

Continguts

1.- Línies de transmissió. Comportament general.
1.1- Definició i simbologia.
1.2- Model i funcionament temporal.
1.3- Funcionament en RPS.
1.4- Impedància.
1.5- Coeficient de reflexió.
1.6- Relació d'ona estacionària.
1.7- Línies de transmissió amb pèrdues.
1.8- Dispersió en línies de transmissió.
1.9- Línies de transmissió físiques.

2.- Anàlisi de circuits de microones.
2.1- Definició.
2.2- Xarxes d'un port. Coeficient de reflexió generalitzat.
2.3- Paràmetres S d'una xarxa d'n ports.
2.4- Càlcul dels paràmetres S.
2.5- Xarxes de dos ports.
2.6- Relacions entre paràmetres S, Z, Y, T i ABCD
2.7- Ús de paràmetres S en absència de sentit físic.
2.8- Analitzadors de xarxes.

3.- Circuits passius de microones.
3.1- Transformadors lambda/4, tapers i adaptadors d'impedàncies.
3.2- Combinadors/repartidors de senyal (anells híbrids, divisors de Wilkinson i resistius).
3.3- Acobladors direccionals.
3.4- Circuladors.
3.5- Filtres, ressonadors i duplexors.
3.6- Circuits amb díodes PIN (interruptors, commutadors i desfassadors variables).

4.- Guies d'ona. Circuits passius de microones en guia d'ones.
4.1- Guies d'ones. Tipus i característiques.
4.2- Modelatge de guies d'ones amb línies de transmissió.
4.3- Elements circuitals en guies d'ones.
4.4- Circuits passius bàsics en guia d'ones.

5.- Amplificadors lineals de microones.
5.1- Introducció.
5.2- Guany en amplificadors.
5.3- Estabilitat en amplificadors.
5.4- Soroll en amplificadors.
5.5- Transistors de microones. Polarització.

Metodologia

L´assignatura consta de 30 sessions de dues hores cadascuna. Té dos formats diferencials:

1. Format presencial. S´imparteix en format de classes magistrals. Les classes teòriques es complementen amb classes de problemes que tenen com a finalitat assentar els conceptes teòrics i veure´n un ventall ample d´aplicacions. S´espera que l´alumne treballi pel seu compte els conceptes teòrics apresos i els apliqui a situacions diverses a través de problemes suggerits a les col-leccions de problemes. Com a complement a les classes de teoria i problemes, s´ofereix a l´alumne la possibilitat de fer treballs optatius per a adquirir un coneixement més profund de l'assigantura. L´alumne té una disposició total per part del professor per a la solució de dubtes i l´ampliació o reforç de la matèria impartida.
2. Format semipresencial. En aquest format l´alumne no assisteix a classes magistrals a la facultat. L´alumne forma part d´un campus virtual telemàtic i segueix els estudis des de (habitualment) casa seva. L´alumne disposa d´uns apunts impresos, que obté de manera telemàtica, així com una guia d´estudi telemàtica que substitueixen les classes presencials. La guia d´estudi intenta graduar el procés d´aprenentatge de l´estudiant, dosificant la quantitat de conceptes que cal aprendre i la quantitat mínima de problemes que cal fer durant el curs, imitant el ritme de les classes presencials. El contacte amb el professor es realitza a través de correu electrònic, de fòrums telemàtics, de classes virtuals amb videoconferència i pissarra electrònica, i també de classes presencials optatives. Com a complement, s´ofereix a l´alumne la possibilitat de fer treballs optatius per a adquirir un coneixement més profund de l'assigantura.

Avaluació

Per a avaluar si l´alumne ha assolit en un grau adequat els objectius perseguits a l´assignatura, s´utilitza com a material d´avaluació:

A. Exàmens
Els exàmens són de problemes (3 o 4 per examen). No hi acostuma a haver preguntes teòriques.

D. Treballs fets a casa
Serveixen per a augmentar la nota de l´assignatura si es fan. Consisteixen en la resolució de problemes i/o exercicis senzills de disseny.

J. Participació a classe
L´avaluació de la participació a classe és subjectiva i s´aplica en forma de millores lleugeres de nota en alumnes que han participat de manera activa a classe (o al seu equivalent semipresencial mitjançant aportacions a fòrums, consultes, assistència a trobades presencials, etc), si el professor creu que la nota d´examen no reflecteix el treball i els coneixements demostrats per l´alumne a classe.

L´assignatura s´avaluarà amb un examen final a la fi del 1r semestre, i un examen de recuperació al setembre. Treballs optatius fets a casa, i participació a classe, també seran tinguts en compte a l´hora de perfilar la nota de l´assignatura, sobretot en alumnes cursant l´assignatura en format semipresencial.

Criteris avaluació

Objectiu 1: Coneixements bàsics de l´assignatura.
-L´estudiant ha de demostrar que domina la teoria bàsica de l´assignatura, i que és capaç d'aplicar-la a la resolució de problemes [A,D,J].
Objectiu 2: Capacitat d´anàlisi i de síntesi.
- L'estudiant ha de ser capaç d'analitzar problemes i d'aportar-hi solucions [A,D,J].
Objectiu 3: Capacitat d'expressar-se correctament en la pròpia llengua.
- L'estudiant ha de ser capaç d'expressar-se, oralment o per escrit, amb correcció suficient. Una carència remarcable de rigor ortogràfic i/o sintàctic repercutirà negativament en la nota de l'examen o del treball que s'estigui avaluant [A,D,J].

Bibliografia bàsica

M. Ribó i F.J. Pajares, `Guia docent de l'assignatura´, La Salle, 2011
M. Ribó i F.J. Pajares, `Problemes de l´assignatura´, La Salle, 2011
D.M. Pozar, `Microwave Engineering´, 3a edició, John Wiley &Sons, 2004
G. Gonzalez, `Microwave Transistor Amplifiers. Analysis and Design´, 2a edició, Prentice Hall, 1997

Material complementari

R.E. Collin, `Foundations for microwave Engineering´, 2a edició, IEEE Press - John Wiley &Sons
J. Bará, `Circuitos de microondas con lineas de transmission´, Edicions UPC, 1994