Descripció
L'assignatura està dividida en dos blocs, A i B. En el Bloc 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 linials, mescladors i oscil-ladors). En el Bloc B es revisa la teoria de detecció de senyals en sistemes digitals de transmissió i les modulacions en banda base i pas banda. Després de l'adquisició dels coneixements teòrics s'aplica al càlcul d'enllaços en sistemes sobre cable i ràdio. Una breu introducció a la teoria del teletràfic aplicada al disseny de xarxes completa la visió pràctica dels sistemes.
Tipus assignatura
Optativa
Semestre
Primer
Crèdits
5.00
Coneixements previs

Teoria del senyal, fonaments de modulació del senyal, propagació electromagnètica, fonaments d'antenes, processos aleatoris, electromagnetisme bàsic, teoria de circuits, i teoria bàsica de nombres complexes.

Objectius

Els graduats del nostre programa de Sistemes de Transmissió adquireixen els coneixements i desenvolupen les habilitats que s'indiquen a continuació:

Bloc A:

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 y 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. Comprendre la importància de les eines informàtiques de simulació per a l´anàlisi i interpretació de circuits i sistemes complexos de microones i alta freqüència quan els enfocaments analítics no donen resultats fiables.
5. Comunicar-se eficaçment tant de forma oral com escrita.
6. Ser capaç de comprendre i utilitzar bibliografia en anglès.
7. Entendre tots els aspectes contemporanis relacionats amb l´exercici de la professió així com la necessitat de mantenir una formació permanent.

Bloc B:

1. Adquirir els coneixements per a enfrontar-se al disseny de sistemes de transmissió
2. Consolidar els coneixements de teoria del senyal i processat aplicats als sistemes de transmissió
3. Capacitar a l'alumne per a l'adquisició del coneixement en les noves tecnologies que s'utilitzin en els sistemes de transmissió del futur
4. Conèixer les bases del dimensionat de xarxes i el seu impacte econòmic
5. Conèixer les tendències del mercat tant en tecnologies com en serveis de telecomunicació.

Continguts

Bloc A:

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 /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 diodes 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.
6.- Mescladors, multiplicadors de freqüència i oscil-ladors.
6.1- Diodes Schottky i diodes IMPATT.
6.2- Models no lineals per a transistors MESFET.
6.3- Mescladors.
6.4- Multiplicadors de freqüència.
6.5- Oscil-ladors.

Pràctiques optatives:
1.- Disseny d´oscil-ladors de microones.
2.- Disseny de mescladors de microones.

Bloc B:

1.- Introducció als sistemes digitals de transmissió
2.- Teoria del senyal
3.- Modulacions en banda base
4.- Modulacions passo banda
5.- Efectes dels mitjans de propagació en els senyals
6.- Enllaços via ràdio
7.- Enllaços via satèl-lit
8.- Enllaços sobre fibra òptica. Xarxes de banda ampla.
9.- Introducció a la teoria de teletràfic

Metodologia

Bloc A:

El bloc A 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. Esporàdicament es pot convidar alguns alumnes a realitzar exposicions per a la resta de la classe sobre temes no essencials dels continguts de curs. Així mateix, es poden proposar treballs puntuals a alguns alumnes sobre temes en els que vulguin aprofundir o sobre els quals tinguin ja una certa expertesa. 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 pràctiques optatives per a adquirir un coneixement més profund de metodologies de disseny que no poden ser abordades des d´un punt de vista analític. Les pràctiques proposen metodologies de disseny de mescladors i oscil-ladors de microones. 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 grau de comprensió de la matèria és avaluat pel propi alumne mitjançant tests realitzats al final de cada tema. El contacte amb el professor es realitza a través de correu electrònic, de classes virtuals amb videoconferència i pissarra electrònica, i també de classes presencials optatives.

Bloc B:

El bloc B consta de 30 sessions de dues hores cadascuna. L'alumne disposa de col-leccions d'exercicis i informació tècnica relacionada amb les tecnologies presentades en classe.
L'alumne, davant un dubte, pot enviar un correu electrònic al professor bé per a la seva resolució `on line´ com per a establir una entrevista personal.

1. Format presencial. Les classes són magistrals. Es fan servir transparències per a les imatges i exercicis pràctics complexos, que en la pissarra obliguessin a una elevada dedicació de temps i la seva qualitat no fos la necessària. Les transparències estan a la disposició de l'alumne amb anticipació a la seva ús en classe. Després de cada tema es dedica una sessió a exercicis relacionats amb la matèria.
2. Format semipresencial. No existeix.

Avaluació

Bloc A:
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 (2 o 3 per examen). No hi acostuma a haver preguntes teòriques.

C. Exàmens test
Els alumnes semipresencials han de respondre al final de cada sessió unes preguntes test que donen idea de la seva comprensió de la matèria.

D. Treballs fets a casa
Serveixen per a augmentar la nota de l´assignatura si es fan. No és una eina d´avaluació sistemàtica.

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.

K. Informes de laboratori
Les pràctiques optatives s´avaluen mitjançant informes de laboratori. Pel fet de ser optatives, la nota dels informes de laboratori només serveix per a millorar la nota de l´assignatura, mai per a empitjorar-la.

El Bloc A s´avaluarà amb exàmens quadrimestrals. L´examen del primer parcial es farà a la convocatòria de febrer, i es repetirà a la de juny i a la de setembre. L´examen del segon parcial es farà a la convocatòria de juny, i es repetirà a la de setembre. La nota d´aquesta part de l´assignatura (que haurà de ser major o igual que cinc per a aprovar-la) s´obtindrà com a mitja aritmètica de la més alta de les notes d´exàmens de 1r parcial i la més alta de les notes de 2n parcial a que l´alumne s´hagi presentat, sempre i quant aquestes notes més altes siguin majors o iguals que quatre. En qualsevol altre cas, aquesta part de l´assignatura restarà suspesa. Durant el 2n parcial poden realitzar-se pràctiques optatives d´aquesta part de l´assignatura, que repercutiran de manera adient a la nota final. Treballs fets a casa, tests i participació a classe també seran tinguts en compte a l´hora de perfilar la nota de l´assignatura.

Bloc B:

A . Exàmens
L'examen consta d'un nombre variable d'exercicis, entre cinc i vuit, en funció de la seva dificultat i nombre d'apartats. Es valora el plantejament i la visió crítica dels resultats.

D . Treballs fets a casa.
Resolució opcional d'exercicis plantejats pel professor. Es valora el procés de resolució i l'ús d'eines informàtiques. La resolució es pot lliurar tant en format paper com electrònic a través de l'eina e-campus .

El Bloc B consta de dos quadrimestres i la nota final és la mitjana dels dos exàmens (febrer i juny) en cas d´ aprovar els dos quadrimestres. Si en un qualsevol o els dos , no s'arriba a la puntuació mínima es pot recuperar al setembre . Existeix també la convocatòria de Setembre on l'alumne s'examina de tot el temari.

La nota de l´assignatura s´obté de la mitja aritmètica de les notes dels blocs A i B. Per a aprovar l´assignatura cal aprovar per separat (amb una nota major o igual que cinc) cadascun dels seus blocs.

Criteris avaluació

Bloc A:

Objectiu 1: Coneixements bàsics de l´assignatura.
-L´estudiant ha de demostrar que domina la teoria bàsica de l´assignatura [A,C,D,J,K].
Objectiu 2: Capacitat de resolució de problemes.
-L´estudiant ha de demostrar que és capaç d´aplicar aquesta teoria bàsica a la resolució de problemes d´enginyeria [A,D,J,K].
Objectiu 3: Capacitat d´anàlisi i de síntesi.
-L´estudiant ha de demostrar que té la maduresa suficient per a discernir el que és important del que és accessori en els problemes que ha de resoldre [A,D,J,K].
-L´estudiant ha de ser capaç d´interpretar críticament els resultats que obté, i d´extreure´n conclusions [A,D,J,K].
Objectiu 4: Capacitat de relació.
-L´estudiant ha de demostrar que és capaç de veure aquesta assignatura no com un conjunt de coneixements aïllats sinó com un conjunt d´elements que s´interrelaciona amb moltes altres matèries dels seus estudis, i que és capaç d´aplicar els nous coneixements a la interpretació de fenòmens que no són propis dels circuits d´alta freqüència [A,D,J].
Objectiu 5: Capacitat d´autoaprenentatge.
-L´estudiant ha de demostrar que és capaç d´anar més enllà de la matèria del curs i és capaç d´aprofundir en aspectes concrets pel seu compte [D].

Bloc B:

Objectiu 1:
-L'estudiant deu demostrar habilitat per a entendre els problemes de disseny i avaluació de comportament dels sistemes de transmissió.
Objectiu 2:
-L'estudiant deu demostrar la seva capacitat d'aprofundir en les noves tecnologies de sistemes i comprendre la seva aportació.
Objectiu 3:
- L'estudiant deu entendre els balanços tècnic econòmics en el disseny i dimensionat de sistemes

Bibliografia bàsica

Bloc A:

M. Ribó, `Apunts de l´assignatura´, La Salle, 2003
M. Ribó, `Problemes de l´assignatura´, La Salle, 2003
D.M. Pozar, `Microwave Engineering´, 2a edició, John Wiley &Sons, 1998
G. Gonzalez, `Microwave Transistor Amplifiers. Analysis and Design´, 2a edició, Prentice Hall, 1997

Bloc B:

B. Sklar, `Digital Communications.Fundamentals and applications´, Prentice Hall

Material complementari

Bloc A:

R.E. Collin, `Foundations for microwave Engineering´, 2a edició, IEEE Press - John Wiley &Sons
N. Markuvitz, `Waveguide Handbook´, Longman, 1986
J. Bará, `Circuitos de microondas con lineas de transmission´, UPC, 1994

Bloc B:

I.A. Glover i P.M. Grant, `Digital Communications´, Prentice Hall
S. Haykin `Communication Systems´.
J. M. Hernando Rábanos, `Transmisión por Radio´, Editorial Centro de Estudios Ramón Areces.
Maral & Bousquet, `Satellite Communications´, Prentice Hall
H. Akimaru & K. Kawashima, `Teletraffic´, Springer