Grado en Ingeniería en Organización de las TIC

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Propagación electromagnética

Descripción
En la asignatura de Propagación electromagnética el estudiante se familiariza con los fenómenos electromagnéticos más relevantes para los sistemas de comunicación, los de propagación de ondas electromagnéticas. La asignatura pretende dotar al alumno de una base rigurosa de teoría electromagnética que le permita entender por qué y cómo funcionan los sistemas de telecomunicación en cuanto a la transmisión física de la información. A partir de esta base de teoría electromagnética se pasa a continuación a analizar cómo se propaga una onda electromagnética en el espacio libre, y cómo se comporta cuando incide en un medio material. A continuación, se analiza la propagación de ondas electromagnéticas por guías de ondas y líneas de transmisión y, finalmente, se analiza cómo se generan ondas electromagnéticas radiadas. En la asignatura se hace más énfasis en fundamentar y consolidar un conjunto de conocimientos y herramientas básicas que en la descripción más superficial de muchos fenómenos electromagnéticos. El estudiante, al acabar la asignatura, tiene los conocimientos suficientes para comprender y ampliar conceptos de antenas, microondas, compatibilidad electromagnética o comunicaciones ópticas que se pueda encontrar más adelante en sus estudios o en su carrera profesional.
Tipo asignatura
Optativa
Semestre
Primero
Créditos
4.00
Conocimientos previos

Cálculo diferencial e integral de varias variables. Campos eléctricos y magnéticos estáticos.

Objetivos

Los objetivos de la asignatura son los siguientes:

1. Adquirir una base sólida de teoría de campos electromagnéticos que permita más adelante comprender y diseñar sistemas de emisión, transmisión y recepción de ondas electromagnéticas

2. Comprender qué son y cómo se propagan las ondas electromagnéticas

3. Ser capaz de analizar de manera rigurosa situaciones no demasiado complejas de generación, propagación, reflexión y transmisión de ondas electromagnéticas, y de emplear este conocimiento para discutir el comportamiento de las ondas electromagnéticas en situaciones más complejas

4. Entender qué son las guías de ondas, las líneas de transmisión y las antenas.

Contenidos

1.- Fundamentos matemáticos
1.1.- Sistemas de coordenadas
1.2.- Operadores vectoriales
1.3.- Teoremas del análisis vectorial

2.- Las ecuaciones de Maxwell
2.1.- Cargas y corrientes eléctricas
2.2.- Las ecuaciones de Maxwell en forma diferencial e integral
2.4.- Medios materiales
2.4.- Condiciones de contorno en la interfaz entre medios materiales
2.5.- Las ecuaciones de Maxwell en régimen permanente sinusoidal
2.6.- Potencia y el teorema de Poynting

3.- Propagación de ondas electromagnéticas planas
3.1.- Las ecuaciones de onda
3.2.- Introducción a las ondas planas
3.3.- Ondas planas en medios dieléctricos ideales
3.4.- Ondas planas en medios con pérdidas
3.5.- Polarización de ondas planas
3.6.- Reflexión y transmisión de ondas planas en la interfaz entre medios materiales

4.- Propagación de ondas electromagnéticas guiadas
4.1.- Guías de ondas
4.2.- Ecuaciones que rigen la propagación de ondas guiadas
4.3.- Propagación de ondas TE y TM en guías de ondas rectangulares
4.4.- Dispersión en una guía de ondas
4.5.- Propagación de ondas TEM en un cable coaxial

Metodología

La exposición de los contenidos se realiza en clases magistrales donde el profesor explica y razona la teoría y los conceptos de la asignatura.

Esta asignatura tiene una componente de resolución de problemas muy importante. Durante el curso las clases teóricas se entrelazan con clases de problemas donde los conceptos teóricos se aplican al análisis de situaciones relevantes desde el punto de vista de la ingeniería electrónica y de telecomunicación.

Evaluación

La asignatura se evalúa mediante pruebas de evaluación continua (no obligatorias) y exámenes.

Hay cuatro pruebas de evaluación continua:

1. Test de conceptos del Tema 1
2. Una correspondiente a los Temas 2 y 3, que consta de ejercicios que el estudiante debe realizar en casa
3. Una correspondiente al Temas 4, que consta de ejercicios que el estudiante debe realizar casa y una práctica con el simulador ADS
4. Un trabajo en grupo donde se valorará la presentación a clase así como las preguntas que harán los integrantes del grupo al resto de presentaciones.

También se valorará positivamente la participación a los foros de dudas. Deberán ser aportaciones beneficiosas para el resto de alumnos.

Hay dos exámenes: el de Convocatoria ordinaria y, si no se aprueba la asignatura en Convocatoria ordinaria, el de Convocatoria extraordinaria.

Si la nota del examen es mayor o igual que 4, entonces la nota no redondeada de la asignatura corresponde al máximo de:
- la nota de examen
- 0.6 por la nota de examen más 0.4 por toda total de evaluación continua.

Si la nota de examen es menor a 4, la nota no redondeada de la asignatura corresponde a la nota de examen.

La nota final de la asignatura es un 4 si la nota no redondeada de la asignatura se encuentra entre 4 y 5. En el resto de casos se obtiene redondeando la nota no redondeada al entero más cercano.

Criterios evaluación

Los criterios básicos de evaluación de la asignatura son los siguientes:

- El estudiante debe conocer las herramientas básicas del electromagnetismo (ecuaciones de Maxwell y de onda, condiciones de contorno, etc.) y comprender su sentido

- El estudiante debe ser capaz de analizar y comprender situaciones que involucran la generación, propagación, reflexión y transmisión de ondas electromagnéticas, tanto radiadas como guiadas

- El estudiante debe tener una actitud crítica en cuanto a las situaciones que analiza y los resultados que obtiene.

Bibliografía básica

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

Material complementario

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