Descripción
La asignatura está dividida en dos bloques, A y B. En el Bloque A (Circuitos de Alta Frecuencia) se desarrollan las herramientas básicas para que el alumno pueda entender y analizar circuitos electrónicos de Alta Frecuencia y Microondas. Primeramente se hace una revisión de los fenómenos de propagación para líneas de transmisión. A continuación se presentan las herramientas de caracterización fundamental de circuitos de alta frecuencia (ondas generalizadas, parámetros S, etc.), y se aplican al análisis y interpretación de circuitos fundamentales en sistemas de Alta Frecuencia (divisores y combinadores de potencia, filtros, acopladores direccionales, circuladores, etc.). Finalmente se introduce al alumno en el análisis de sistemas activos (amplificadores lineales, mezcladores y osciladores). En el Bloque B se revisa la teoría de detección de señales en sistemas digitales de transmisión y las modulaciones en banda base y paso banda, Trás la adquisición de los conocimientos teóricos se aplica a el cálculo de enlaces en sistemas sobre cable y radio. Una breve introducción a la teoría del teletráfico aplicada al diseño de redes complementa la visión práctica de los sistemas.
Tipo asignatura
Optativa
Semestre
Primero
Créditos
5.00
Conocimientos previos

Teoría de la señal, fundamentos de modulación de la señal, propagación electromagnética, fundamentos de antenas, procesos aleatorios, electromagnetismo básico, teoría de circuitos y teoría básica de números complejos.

Objetivos

Los graduados de nuestro programa de Sistemas de Transmisión adquieren los conocimientos y desarrollan las habilidades que se indican a continuación:

Bloque A:

1. Conocimientos básicos sobre propagación de ondas y métodos de análisis de circuitos de alta frecuencia basados en propagación de ondas.
2. Ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos, no tan solo en su área habitual de aplicación (circuitos de microondas), sino también en otras áreas de conocimiento donde los conceptos estudiados pueden ayudar a la comprensión de fenómenos y a la resolución de problemas, como por ejemplo la compatibilidad electromagnética, sistemas de comunicaciones, sistemas ópticos y diseño electrónico.
3. Ser capaz de reducir sistemas complejos a modelos analíticos simples que conserven sus características básicas y permitan su análisis e interpretación.
4. Comprender la importancia de las herramientas informáticas de simulación para el análisis e interpretación de circuitos y sistemas complejos de microondas y alta frecuencia cuando los enfoques analíticos no dan resultados fiables.
5. Comunicarse eficazmente tanto de forma oral como escrita.
6. Ser capaz de comprender y utilizar bibliografía en inglés.
7. Entender todos los aspectos contemporáneos relacionados con el ejercicio de la profesión así como la necesidad de mantener una formación permanente.

Bloque B:

1. Adquirir los conocimientos para enfrentarse al diseño de sistemas de transmisión.
2. Consolidar los conocimientos de teoría de la señal y procesado aplicados a los sistemas de transmisión.
3. Capacitar al alumno para la adquisición del conocimiento en las nuevas tecnologías que se utilicen en los sistemas de transmisión del futuro.
4. Conocer las bases del dimensionado de redes y su impacto económico.
5. Conocer las tendencias del mercado tanto en tecnologías como en servicios de telecomunicación.

Contenidos

Bloque A:

1.- Líneas de transmisión. Comportamiento general.
1.1- Definición y simbología.
1.2- Modelo y funcionamiento temporal.
1.3- Funcionamiento en RPS.
1.4- Impedancia.
1.5- Coeficiente de reflexión.
1.6- Relación de onda estacionaria.
1.7- Líneas de transmisión con pérdidas.
1.8- Dispersión en líneas de transmisión.
1.9- Líneas de transmisión físicas.
2.- Análisis de circuitos de microondas.
2.1- Definición.
2.2- Redes de un puerto. Coeficiente de reflexión generalizado.
2.3- Parámetros S de una red de `n´ puertos.
2.4- Cálculo de los parámetros S.
2.5- Redes de dos puertos.
2.6- Relaciones entre parámetros S, Z, Y, T y ABCD
2.7- Uso de parámetros S en ausencia de sentido físico.
2.8- Analizadores de redes.
3.- Circuitos pasivos de microondas.
3.1- Transformadores /4, tapers y adaptadores de impedancias.
3.2- Combinadores/repartidores de señal (anillos híbridos, divisores de Wilkinson y resistivos).
3.3- Acopladores direccionales.
3.4- Circuladores.
3.5- Filtros, resonadores y duplexores.
3.6- Circuitos con diodos PIN (interruptores, conmutadores y desfasadores variables).
4.- Guías de onda. Circuitos pasivos de microondas en guía de ondas.
4.1- Guías de onda. Tipos y características.
4.2- Modelaje de guías de ondas con líneas de transmisión.
4.3- Elementos circuitales en guías de ondas.
4.4- Circuitos pasivos básicos en guías de ondas.
5.- Amplificadores lineales de microondas.
5.1- Introducción.
5.2- Ganancia en amplificadores.
5.3- Estabilidad en amplificadores.
5.4- Ruido en amplificadores.
5.5- Transistores de microondas. Polarización.
6.- Mezcladores, multiplicadores de frecuencia y osciladores.
6.1- Diodos Schottky y diodos IMPATT.
6.2- Modelos no lineales para transistores MESFET.
6.3- Mezcladores.
6.4- Multiplicadores de frecuencia.
6.5- Osciladores.

Prácticas optativas:
1.- Diseño de osciladores de microondas.
2.- Diseño de mezcladores de microondas.

Bloque B:

1.- Introducción a los sistemas digitales de transmisión
2.- Teoría de la señal
3.- Modulaciones en banda base
4.- Modulaciones paso banda
5.- Efectos de los medios de propagación en las señales
6.- Enlaces vía radio
7.- Enlaces vía satélite
8.- Enlaces sobre fibra óptica. Redes de banda ancha.
9.- Introducción a la teoría de teletráfico.

Metodología

Bloc A:

El Bloque A consta de 30 sesiones de dos horas cada una. Se imparte en dos formatos diferentes:
1. Formato presencial. Se imparte en formato de clases magistrales. Les clases teóricas se complementan con clases de problemas que tienen como a finalidad asentar los conceptos teóricos y ver un amplio elenco de aplicaciones. Esporádicamente se puede invitar a algunos alumnos a realizar exposiciones para los demás alumnos de la clase sobre temas no esenciales de los contenidos del curso. Así mismo, se pueden proponer trabajos puntuales a algunos alumnos sobre temas en los que quieran profundizar o sobre los cuales tengan ya un cierto conocimiento y experiencia. Se espera que el alumno trabaje por su cuenta los conceptos teóricos aprendidos y los aplique a situaciones diversas a través de los problemas sugeridos en las colecciones de problemas. Como complemento a las clases de teoría y problemas, se ofrece al alumno la posibilidad de hacer prácticas optativas para adquirir un conocimiento más profundo de metodologías de diseño que no pueden ser abordadas desde un punto de vista analítico. Las prácticas proponen metodologías de diseño de mezcladores y osciladores de microondas. El alumno tiene disponibilidad total por parte del profesor para la solución de dudas y para la ampliación o refuerzo de la materia impartida.
2. Formato semipresencial. En este formato el alumno no asiste a clases magistrales en la facultad. El alumno forma parte de un campus virtual telemático y sigue los estudios des de su casa (habitualmente). El alumno dispone de apuntes impresos, que obtiene de manera telemática, así como una guía de estudios telemática que substituye las clases presenciales. La guía de estudio intenta graduar el proceso de aprendizaje del estudiante, dosificando la cantidad de conceptos que son necesarios aprender y la cantidad mínima de problemas que hay que hacer durante el curso, imitando el ritmo de las clases presenciales. El grado de comprensión de la materia es evaluado por el propio alumno mediante tests realizados al final de cada tema. El contacto con el profesor se realiza a través de correo electrónico, de clases virtuales con videoconferencia y pizarra electrónica, y también de clases presenciales optativas.

Bloque B:

El Bloque B consta de 30 sesiones de dos horas cada una. El alumno dispone de colecciones de ejercicios e información técnica relacionada con las tecnologías presentadas en clase.
El alumno, ante una duda, puede enviar un correo electrónico al profesortanto para su resolución `on line´ como para establecer una entrevista personal.

1. Formato presencial. Las clases son magistrales. Se hacen servir transparencias para las imágenes y ejercicios prácticos complejos, que en la pizarra obligasen a una elevada dedicación de tiempo y su calidad no fuese la necesaria. Las transparencias están a disposición del alumno con anticipación a su uso en clase. Después de cada tema se dedica una sesión a ejercicios relacionados con la materia.
2. Formato semipresencial. No existe

Evaluación

Bloque A:

Para evaluar si el alumno ha alcanzado un grado adecuado sobre los objetivos perseguidos en la asignatura, se utiliza como material de evaluación:

A. Exámenes
Los exámenes consisten en la resolución de problemas (2 o 3 por examen). No acostumbra a haber preguntas teóricas.

C. Exámenes tipo test
Los alumnos semipresenciales han de responder al final de cada sesión unas preguntas test que dan idea de su comprensión de la materia.

D. Trabajos hechos en casa.
Si se hacen sirven para aumentar la nota de la asignatura. No es una herramienta de evaluación sistemática.

J. Participación en clase
La evaluación de la participación en clase es subjetiva y se aplica en forma de pequeñas mejoras de nota en alumnos que han participado de manera activa en clase (o a su equivalente semipresencial mediante aportaciones a forums, consultas, asistencia a encuentros presenciales, etc.), si el profesor cree que la nota del examen no refleja el trabajo y los conocimientos demostrados por el alumno en clase.

K. Informes de laboratorio
Las prácticas optativas se evalúan mediante informes de laboratorio. Por el hecho de ser optativas, la nota de los informes de laboratorio solamente sirve para mejorar la nota de la asignatura, nunca para empeorarla.

El Bloque A se evaluará con exámenes cuatrimestrales. El examen del primer parcial se hará en la convocatoria de febrero, y se repetirá en la de junio y setiembre. El examen del segundo parcial se hará en la convocatoria de junio, y se repetirá en setiembre. La nota de esta parte de la asignatura (que deberá ser mayor o igual que cinco para aprobarla) se obtendrá como la media aritmética de la más alta de las notas de exámenes del 1r parcial y la más alta de las notas del 2º parcial al que el alumno se haya presentado, siempre y cuando estas notas más altas sean mayores o iguales que cuatro. En cualquier caso, esta parte de la asignatura quedará suspendida. Durante el 2º parcial pueden realizarse prácticas optativas de esta parte de la asignatura, que repercutirán de la forma adecuada en la nota final. Trabajos hechos en casa, tests y participación en clase también serán tenidos en cuenta a la hora de perfilar la nota de la asignatura.

Bloque B:

A. Exámenes
El examen consta de un número variable de ejercicios, entre cinco y ocho, en función de su dificultad y número de apartados. Se valora el planteamiento y la visión crítica de los resultados.

D. Trabajos hechos en casa
Resolución opcional de ejercicios planteados por el profesor. Se valora el proceso de resolución y el uso de herramientas informáticas. La resolución se puede entregar tanto en formato papel como electrónico a través de la herramienta e-campus

El Bloque B consta de dos cuatrimestres i la nota final es la media de los dos exámenes (febrero y junio) en caso de aprovar los dos cuatrimestres. Si en uno cualquiera o los dos , no se llega a la puntuación mínima se puede recuperar en Septiembre. Existe también la convocatoria de Septiembre , donde el alumno se examina de todo el temario.

La nota de a asignatura se obtiene de la media aritmética de las notas de los bloques A y B. Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado (con una nota mayor o igual que cinco) cada uno de sus bloques.

Criterios evaluación

Bloque A:

Objetivo 1: Conocimientos básicos de la asignatura.
-El estudiante ha de demostrar que domina la teoría básica de la asignatura [A, C, D, J, K].
Objetivo 2: Capacidad de resolución de problemas.
-El estudiante ha de demostrar que es capaz de aplicar esta teoría básica a la resolución de problemas de ingeniería [A, D, J, K].
Objetivo 3: Capacidad de análisis y de síntesis.
-El estudiante ha de demostrar que tiene la madurez suficiente para discernir lo que es importante de lo que es accesorio en los problemas que ha de resolver [A, D, J, K].
-El estudiante ha de ser capaz de interpretar críticamente los resultados que obtiene, y extraer conclusiones [A, D, J, K].
Objetivo 4: Capacidad de relación.
-El estudiante ha de demostrar que es capaz de ver esta asignatura no como un conjunto de conocimientos aislados, sino como un conjunto de elementos que se interrelacionan con muchas otras materias de sus estudios, y que es capaz de aplicar los nuevos conocimientos a la interpretación de fenómenos que no son propios de los circuitos de alta frecuencia [A, D, J].
Objetivo 5: Capacidad de autoaprendizaje.
-El estudiante ha de demostrar que es capaz de ir más lejos de la materia del curso y es capaz de profundizar en aspectos concretos por su cuenta [D].

Bloque B:

Objetivo 1:
-El estudiante debe demostrar habilidad para entender los problemas de diseño y evaluación de comportamiento de los sistemas de transmisión
Objetivo 2:
-El estudiante debe demostrar su capacidad de profundizar en las nuevas tecnologías de sistemas y comprender su aportación.
Objetivo 3:
-El estudiante debe entender los balances técnico económicos en el diseño y dimensionado de sistemas

Bibliografía básica

Bloque A:

M. Ribó, `Apuntes de la asignatura´, La Salle, 2003
M. Ribó, `Problemas de la asignatura´, 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

Bloque B:

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

Material complementario

Bloque 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

Bloque B:

I.A. Glover y 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