Doble Grau en International Computer Engineering and Management of Business and Technology

Propagació electromagnètica

Descripció
A l´assignatura de Propagació electromagnètica l’estudiant es familiaritza amb els fenòmens electromagnètics més rellevants per als sistemes de comunicació, els de propagació d’ones electromagnètiques. L’assignatura pretén dotar l’alumne d’una base rigorosa de teoria electromagnètica que li permeti entendre perquè i com funcionen els sistemes de telecomunicació pel que fa a la transmissió física de la informació. A partir d’aquesta base de teoria electromagnètica es passa a continuació a analitzar com es propaga una ona electromagnètica a l’espai lliure, i com es comporta quan incideix a un medi material. A continuació s’analitza la propagació d’ones electromagnètiques per guies d’ones i línies de transmissió i, finalment, s’analitza com es generen ones electromagnètiques radiades. A l’assignatura es fa més èmfasi en fonamentar i consolidar un conjunt de coneixements i eines bàsiques que no pas en la descripció més superficial de molts fenòmens electromagnètics. L’estudiant, en acabar l’assignatura, té els coneixements suficients per a comprendre i ampliar conceptes d’antenes, microones, compatibilitat electromagnètica o comunicacions òptiques que es pugui trobar més endavant als seus estudis o a la seva carrera professional.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Primer
Crèdits
4.00
Coneixements previs

Càlcul diferencial i integral de diverses variables. Camps elèctrics i magnètics estàtics.

Objectius

Els objectius de l’assignatura són els següents:

1. Adquirir una base sòlida de teoria de camps electromagnètics que permeti més endavant comprendre i dissenyar sistemes de emissió, transmissió i recepció d´ones electromagnètiques

2. Comprendre què són i com es propaguen les ones electromagnètiques

3. Ser capaç d'analitzar de manera rigorosa situacions no massa complexes de generació, propagació, reflexió i transmissió d’ones electromagnètiques, i d’emprar aquest coneixement per a discutir el comportament de les ones electromagnètiques en situacions més complexes

4. Entendre què són les guies d’ones, les línies de transmissió i les antenes.

Continguts

1.- Fonaments matemàtics
1.1.- Sistemes de coordenades
1.2.- Operadors vectorials
1.3.- Teoremes de l'anàlisi vectorial

2.- Les equacions de Maxwell
2.1.- Càrregues i corrents elèctrics
2.2.- Les equacions de Maxwell en forma diferencial i integral
2.4.- Medis materials
2.4.- Condicions de contorn a la interfície entre medis materials
2.5.- Les equacions de Maxwell en règim permanent sinusoïdal
2.6.- Potència i el teorema de Poynting

3.- Propagació d’ones electromagnètiques planes
3.1.- Les equacions d'ona
3.2.- Introducció a les ones planes
3.3.- Ones planes en medis dielèctrics ideals
3.4.- Ones planes en medis amb pèrdues
3.5.- Polarització d’ones planes
3.6.- Reflexió i transmissió d’ones planes a la interfície entre medis materials

4.- Propagació d’ones electromagnètiques guiades
4.1.- Guies d’ones
4.2.- Equacions que regeixen la propagació d’ones guiades
4.3.- Propagació d'ones TE i TM en guies d’ones rectangulars
4.4.- Dispersió a una guia d'ones
4.5.- Propagació d’ones TEM a un cable coaxial

Metodologia

L’exposició dels continguts es realitza en classes magistrals on el professor explica i raona la teoria i els conceptes de l´assignatura.

Aquesta assignatura té una component de resolució de problemes molt important. Durant el curs les classes teòriques s’entrellacen amb classes de problemes on els conceptes teòrics s’apliquen a l’anàlisi de situacions rellevants des del punt de vista de l’enginyeria electrònica i de telecomunicació.

Avaluació

L’assignatura s’avalua mitjançant proves d’avaluació contínua (no obligatòries) i exàmens.

Hi ha quatre proves d’avaluació contínua:

1. Test de conceptes del Tema 1
2. Una corresponent als Temes 2 i 3, que consta d’exercicis que l’estudiant ha de realitzar a casa
3. Una corresponent al Tema 4 que consta d’exercicis que l’estudiant ha de realitzar a casa i una pràctica amb el simulador ADS
4. Un treball en grup on es valorarà la presentació a classe així com les preguntes que fan els integrants del grup a la resta de presentacions dels companys de classe.

També es valorarà positivament la participació als fòrums de l’estudy a criteri del professor. Hauran de ser aportaciones beneficioses per la resta d’alumnes.

Hi ha dos exàmens, el de Convocatòria ordinària i, si no s’aprova l’assignatura en Convocatòria ordinària, el de Convocatòria extraordinària.

Si la nota de l’examen és major o igual que 4, aleshores la nota no arrodonida de l’assignatura correspon al màxim de
- la nota d’examen
- 0.6 per la nota d’examen més 0.4 per la tota total d’avaluació contínua,
Si la nota d’examen és menor a 4, la nota no arrodonida de l’assignatura correspon a la nota d’examen.

La nota final de l’assignatura és un 4 si la nota no arrodonida de l’assignatura es troba entre 4 i 5. En la resta de casos s’obté arrodonint la nota no arrodonida a l’enter més proper.

Les copies totals o parcials en qualsevol activitat avaluable, es penalitzaran amb el què està establert a la normativa acadèmica, tant a la font com a la còpia sense excepció.

Criteris avaluació

Els criteris bàsics d’avaluació de l’assignatura són els següents:
- L’estudiant ha de conèixer les eines bàsiques de l’electromagnetisme (equacions de Maxwell i d’ona, condicions de contorn, etc.) i comprendre’n el sentit
- L’estudiant ha de ser capaç d’analitzar i de comprendre situacions que involucren la generació, propagació, reflexió i transmissió d’ones electromagnètiques, tant radiades com guiades
- L’estudiant ha de tenir una actitud crítica quant a les situacions que analitza i als resultats que obté.

Bibliografia bàsica

D.K. Cheng, Fundamentos de Electromagnetismo para Ingeniería, Addison-Wesley, 1997.
D.K. Cheng, Field and wave electromagnetics, 2a ed., Addison-Wesley 1989

Material complementari

C.A. Balanis, Advanced Engineering Electromagnetics, Wiley, 1989
D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 3a ed., Prentice-Hall, 1999