Universidad Pública de Navarra - Nafarroako Univertsitate Publikoa

Módulo/Materia

Módulo: Formación específica en Sistemas de Telecomunicación

Materia: Sistemas de Telecomunicación

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Descripción/Contenidos

La asignatura cubre una formación básica en los dispositivos que constituyen los cabezales de RF de los transmisores y receptores utilizados en sistemas de comunicaciones, i.e. antenas y circuitos de microondas. En una primera parte, el contenido de la asignatura se centrará en el análisis de las características y propiedades específicas de las antenas, definiendo y analizando sus parámetros fundamentales. Posteriormente se estudiarán distintos tipos de antenas, comenzando por las configuraciones más sencillas, antenas de hilo, pasando por las antenas de apertura y terminando con las agrupaciones de antenas.

Por otro lado, en la segunda parte se abordarán las diferentes tecnologías existentes en microondas y los métodos de análisis y diseño de los dispositivos utilizados en estas bandas de frecuencias.

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Competencias genéricas

Las competencias genéricas (véase documento Memoria del Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, pag. 89) que un alumno debería adquirir en esta asignatura son:

G.2. Trabajo en equipo

G.3. Aprendizaje autónomo

G.4. Eficiencia en la comunicación oral y escrita con capacitación lingüística en inglés

G.5. Eficiencia en el manejo de recursos de información

G.7. Capacidad para concebir, diseñar, implementar y operar sistemas y servicios en el ámbito de las TIC

 

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Competencias específicas

Las competencias específicas (véase documento Memoria del Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, pags. 21 y 89) que un alumno debería adquirir en esta asignatura son:

3.3. Capacidad de análisis de componentes y sus especificaciones para sistemas de comunicaciones guiadas y no guiadas.

3.4. Capacidad para la selección de circuitos, subsistemas y sistemas de radiofrecuencia, microondas, radiodifusión, radioenlaces y radiodeterminación.

3.5. Capacidad para la selección de antenas, equipos y sistemas de transmisión, propagación de ondas guiadas y no guiadas, por medios electromagnéticos, de radiofrecuencia u ópticos y la correspondiente gestión del espacio radioeléctrico y asignación de frecuencias.

 

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Resultados aprendizaje

A continuación se indican los resultados de aprendizaje de la asignatura (véase documento Memoria del Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, pag. 34) que un alumno debería adquirir en esta asignatura:

R1: Conocer el funcionamiento básico y sus características principales de al menos los siguientes componentes de microondas: filtros, aisladores, atenuadores, divisores de potencia, circuladores, acopladores, amplificadores, mezcladores.

R2: Comprender los parámetros principales de los componentes utilizados en comunicaciones guiadas y no guiadas.

R3: Conocer distintas tecnologías existentes en microondas.

R4: Describir y explicar la función y parámetros principales de los componentes y subsistemas básicos de sistemas de comunicaciones de microondas.

R5: Conocer las implementaciones más habituales de los componentes básicos de sistemas de comunicaciones de microondas.

R6: Extraer los principales parámetros de los componentes de los sistemas de microondas a partir de sus hojas de características comerciales y utilizarlos en el contexto del diseño de dichos sistemas.

R7: Comprender los parámetros fundamentales que caracterizan a una antena, tanto en transmisión como en recepción y la relación entre ellos.

R8: Conocer las distintas tecnologías de antenas y sus características principales.

R9: Determinar las características de una antena y su tecnología más adecuada para una aplicación y requerimientos.

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Metodología

La asignatura emplea la lección magistral como conductor del desarrollo del temario. Sin embargo, las actividades en el aula no se limitarán a ella sino que se alternará con la resolución de problemas y ejercicios, tanto por el profesor como individuales o en grupos de trabajo. Parte de los contenidos del temario pueden complementarse con estudio personal en base a recursos de libre acceso (lecturas, vídeos, recursos web interactivos...). Las actividades desarrolladas en grupos medianos se llevarán a cabo en el Laboratorio de Antenas y Microondas, mediante prácticas en grupo, diseñando componentes utilizandos herramientas software y trabajando en la caracterización de componentes reales de antenas y microondas empleando equipamiento comercial. Habrá también trabajos de diseño de sistemas de microondas en equipo a los que se dedicarán sesiones de seguimiento y evaluación en el aula y/o en el laboratorio.

 

	Horas Presenciales	Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas	45
A-2 Prácticas en laboratorio/aula	15 + 15
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos	2
A-4 Elaboración de trabajo		35
A-5 Lecturas de material		9
A-6 Estudio individual		39
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación	4
A-8 Tutorías individuales	1
Total	67	83

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Idiomas

La asignatura (teoría y prácticas) se imparte en castellano. Si algún alumno necesita comunicarse en inglés los profesores pueden atender sus dudas en dicho idioma. Se recomienda conocimiento de inglés escrito para acceder a la bibliografía recomendada. Se recomiendan los textos originales frente a las traducciones y se aconseja al alumno a que se acostumbre a la terminología anglosajona y al empleo de documentación en inglés.

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Evaluación

EVALUACIÓN ORDINARIA

Resultados de aprendizaje	Actividad de evaluación	Peso (%)	Carácter recuperable	Nota mínima requerida
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9	Prueba escrita de problemas con apuntes.	50	Si, recuperable mediante prueba escrita	Nota mínima para que pondere en la calificación en la convocatoria ordinaria: 4/10
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9	Evaluación de los guiones de prácticas resueltos por grupos y de pruebas de evaluación tras las prácticas.	15	No
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9	Trabajo en equipo de diseño de un sistema de comunicacion en microondas	35	No

Nota: Se debe alcanzar al menos una puntuación de 4 puntos sobre 10 puntos en el examen teórico para poder promediar con el resto de notas obtenidas en el resto de actividades de evaluación.

En la evaluación extraordinaria se tendrá únicamente en cuenta la calificación del examen, el cual incluirá cuestiones sobre todos las actividades de la asignatura.

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Temario

Tema 0. Introducción a las antenas y microondas.

 

Tema 1. Conceptos básicos de antenas.

1.1. Parámetros fundamentales de las antenas.

1.2. Fundamentos de radiación.

1.3. Vector de radiación, margen visible y diagrama de radiación.

 

Tema 2. Antenas de hilo.

2.1. Análisis del dipolo elemental.

2.2. Antenas cilíndricas.

2.3. Teoría de imágenes, efecto de la tierra.

2.4. Monopolos.

2.5. Fundamentos de las antenas Yagi-Uda.

 

Tema 3: Agrupaciones de antenas.

3.1. Campos radiados por agrupaciones.

3.2. Distribuciones de corriente típicas.

3.3. Agrupaciones lineales.

3.4. Agrupaciones bidimensionales.

 

Tema 4: Antenas de apertura.

4.1. Radiación de aperturas.

4.2. Tipos de antenas de apertura: bocinas, ranuras, reflectores.

4.3. Antenas microstrip.

 

Tema 5. Teoría de redes de microondas.

5.1. Repaso de líneas de transmisión.

5.2. Voltajes y corrientes equivalentes.

5.3. Matrices de impedancia y admitancia.

5.4. Matriz de scattering.

5.5. Matriz cascada (ABCD).

 

Tema 6. Dispositivos pasivos de microondas.

6.1. Redes de tres puertos.

6.1.1. Propiedades básicas.

6.1.2. Divisor de potencia en T.

6.1.3. Divisor Wilkinson.

6.2. Redes de cuatro puertos.

6.2.1. Propiedades básicas.

6.2.2. Acopladores direccionales.

6.2.3. Híbridos.

 

Tema 7. Amplificadores de microondas.

7.1. Diseño de amplificadores usando los parámetros S.

7.2. Análisis de Ganancia de potencia.

7.3. Criterios de Estabilidad.

7.4. Diseño de amplificadores.

7.4.1. Máxima ganancia.

7.4.2. Ganancia determinada.

7.4.3. Bajo ruido.

 

Tema 8: Mezcladores de microondas.

8.1. Operación de dispositivos lineales y no lineales.

8.2. Mezcladores sencillos.

8.3. Mezcladores balanceados.

8.4. Otros tipos de mezcladores.

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Programa de prácticas experimentales

1.- Introducción a Ansoft Designer; divisores de potencia; acopladores direccionales.

2.- Medida de dispositivos de microondas implementados en tecnología microstrip.

3.- Diagramas de radiación y su representación.

4.- Medida de antenas.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.

Bibliografía básica:

1.- Á. Cardama, L. Jofre, J. M. Rius, J. Romeu, S. Blanch, y M. Ferrando, "Antenas", Editorial UPC, 2ª edición, 2002.

2.- C. A. Balanis, "Antena Theory", 4th edition, John Wiley & Sons, 2016.

3.- D.M. Pozar, "Microwave Engineering", 4th edition, John Wiley, New York , 2012.

 

Bibliografía avanzada:

1.- S. Orfanidis, "Electromagnetic Waves and Antennas," 2016, http://eceweb1.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/.

2.- J.L. Volakis, "Antenna Engineering Handbook", 5th edition, Mc-Graw-Hill Professional Publishing, 2019.

3.- J. D. Kraus, "Antennas", 3rd edition, Mac-Graw-Hill, 2003.

4.- R. S. Elliot, "Antena Theory and Design, Revised Edition", Wiley, 2003.

6.- G. González, "Microwave transistor amplifiers. Analysis and design," Prentice Hall Inc. New Jersey, 1997.

7.- J.M. Miranda y otros, "Ingeniería de Microondas. Técnicas Experimentales," Prentice Hall, Madrid, 2002.

8.- R. Sánchez Montero y otros, "Teoría de Circuitos de Microondas. Parámetros S," Servicio de Publicaciones de la Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, 2004.

 

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Lugar de impartición

 

Clases de teoría: aula a determinar.

Prácticas: Laboratorio Luis Mercader (Antenas y Microondas), Edificio Los Tejos, Planta baja.

 

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