Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2017/2018 | Otros años:  2016/2017  |  2015/2016 
Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra
Código: 73085 Asignatura: Tecnologías de alta frecuencia
Créditos: 6 Tipo: Optativa Curso: 2 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Profesores
LOPETEGUI BEREGAÑA, JOSÉ MARÍA EDERRA URZAINQUI, IÑIGO (Resp)
IRIARTE GALARREGUI, JUAN CARLOS ARNEDO GIL, ISRAEL
ARREGUI PADILLA, IVAN

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de especialidad en comunicaciones avanzadas.

Materia: Comunicaciones avanzadas.

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Descriptores

Sistemas de milimétricas, submilimétricas y Terahercios. Dispositivos de alta frecuencia. Metamateriales.

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Competencias genéricas

CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
CB9 - Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a público especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

CG1 - Capacidad para proyectar, calcular y diseñar productos, procesos e instalaciones en todos los ámbitos de la ingeniería de telecomunicación.
CG4 - Capacidad para el modelado matemático, cálculo y simulación en centros tecnológicos y de ingeniería de empresa, particularmente en tareas de investigación, desarrollo e innovación en todos los ámbitos relacionados con la Ingeniería de Telecomunicación y campos multidisciplinares afines.
CG7 - Capacidad para la puesta en marcha, dirección y gestión de procesos de fabricación de equipos electrónicos y de telecomunicaciones, con garantía de la seguridad para las personas y bienes, la calidad final de los productos y su homologación.
CG8 - Capacidad para comprender la responsabilidad ética y la deontología profesional de la actividad de la profesión de Ingeniero de Telecomunicación.

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Competencias específicas

CCA3: Capacidad para diseñar componentes y dispositivos de comunicaciones de alta frecuencia: microondas, milimétricas y sub-milimétricas.
CCA7: Capacidad para profundizar de forma autónoma en otras tecnologías y aspectos de interés relacionados con las comunicaciones.
CCA8: Capacidad para plantear de forma crítica líneas de investigación asociadas a las comunicaciones.

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Resultados aprendizaje

RA1.- Aplicar conocimientos avanzados de dispositivos y componentes de alta frecuencia

RA2.- Diseñar subsistemas de comunicaciones de alta frecuencia.

RA3.- Desarrollar un sistema de comunicaciones de alta frecuencia.

RA4.- Utilizar simuladores electromagnéticos de componentes y dispositivos de alta frecuencia.

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Metodología

Metodología - Actividad Horas Presenciales Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas 30  
A-2 Prácticas 30  
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos    
A-4 Elaboración de trabajo 2 40
A-5 Lecturas de material   8
A-6 Estudio individual   34
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación 2  
A-8 Tutorías individuales 4  
     
Total 68 82

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia Actividad formativa
CB6, CB7, CB8, CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-1 Clases expositivas/participativas
CB6, CB7, CB8, CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-2 Prácticas
  A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-4 Elaboración de trabajo
CB6, CB7, CB8. CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-5 Lecturas de material
CB6, CB7, CB8, CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-6 Estudio individual
  A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
CB6, CB7, CB8, CB10, CG1, CG4, CG7, CG8, CE2, CE3, CE13, CCA3, CCA7, CCA8 A-8 Tutorías individuales

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Idiomas

La asignatura se impartirá en castellano. La bibliografía está en inglés.

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Evaluación

Resultado de aprendizaje Sistema de evaluación Peso (%) Carácter recuperable
 RA1, RA2, RA3 Examen teórico práctico que recoja los conceptos adquiridos  30 Recuperable mediante prueba escrita
 RA1, RA2, RA3, RA4 Trabajo por grupos de diseño de componentes de un sistema de comunicaciones de alta frecuencia  70 Recuperable mediante trabajos corregidos

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Contenidos

La asignatura "Tecnologías de alta frecuencia" se centra en el estudio de distintos aspectos relacionados con el estado del arte de los componentes y sistemas de alta frecuencia: microondas, milimétricas, submilimétricas y terahercios. Se estudiarán las características principales de los sistemas de alta frecuencia y las tecnologías involucradas, así como sus principales campos de aplicación. En particular, se prestará especial atención a las técnicas de diseño de filtros y mezcladores de alta frecuencia y a sus implementaciones más avanzadas. Así mismo, se introducirá al alumno en los principios de los metamateriales y su aplicación en diferentes campos.  

La asignatura tiene una parte práctica muy importante en la cual se hará uso de herramientas CAD profesionales de análisis y diseño de dispositivos de alta frecuencia.

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Temario

1.- Sistemas de alta frecuencia

1.1.- Introducción a los sistemas de alta frecuencia

1.2.- Sistemas de alta frecuencia en comunicaciones

1.2.1.- Sistemas electrónicos

1.2.2.- Sistemas electro-ópticos

1.3.- Sistemas para imaging

1.3.1.- Arrays en plano focal

1.3.2.- Barrido en frecuencia (Frequency scanning)

1.3.3.- Barrido mecánico

 

2.1.- Filtros

2.1.1.- Funciones de aproximación

Función de Butterworth. Función de Chebyshev. Función Elíptica o de Cauer

2.1.2.- Prototipos con redes LC: bandas de RF y síntesis conceptual

Red LC en escalera. Desnormalización frecuencial y en impedancia

2.1.3.- Transformaciones frecuenciales

Transformación Paso bajo-Paso alto. Paso bajo-Paso banda. Paso bajo-Banda eliminada

2.1.4.- Prototipos con inversores

Filtros paso bajo normalizados con inversores. Filtros paso banda con inversores

2.1.5.- Prototipos con resonadores acoplados

Acoplo magnético. Acoplo eléctrico. Implementación de filtros paso banda

2.1.6.- Efecto de las pérdidas

2.1.7.- Implementación de Filtros con elementos discretos

2.1.8.- Líneas de transmisión

Materiales. Tecnología plana

2.1.9.- Implementación de Filtros con elementos distribuidos en tecnología plana

Implementación de LPF con saltos de impedancia. Transformada de Richards. Identidades de Kuroda.

Implementación de BPF con resonadores landa/2. Acoplados end-coupled. Acoplados edge-coupled. Implementación de BPF con resonadores landa/4 acoplados con transformadores landa/4. Otras topologías y su implementación con resonadores acoplados.

2.1.10.- Guías de onda

Guía de onda rectangular. Guía de onda circular.

2.1.11. Implementación de filtros en guía de onda rectangular

Implementación de LPF con saltos de guía. Implementación de LPF mediante commensurate-lines en guía. Manejo de potencia y rechazo de modos de alto orden.

Implementación de BPF en guía con resonadores landa/2 acoplados. Acoplados mediante iris. Otras topologías y su implementación con resonadores acoplados.

2.1.12.- Ejemplo de aplicación: estudio detallado de la carga útil de un satélite de telecomunicaciones y del papel esencial desempeñado por los filtros

2.2.- Componentes activos de alta frecuencia

2.2.1.- Tecnologías

2.2.2.- Mezcladores de alta frecuencia

2.2.2.1.- Técnicas de análisis y diseño de mezcladores

2.2.2.2.- Propiedades del diodo Schottky

2.2.2.3.- Configuraciones básicas de mezcladores

2.2.2.4.- Configuración subharmónica

2.2.3.- Multiplicadores de frecuencia

2.2.3.1- Técnicas de análisis y diseño de multiplicadores de frecuencia

2.2.3.2.- Configuraciones básicas de multiplicadores de frecuencia

2.3.- Fabricación de dispositivos de alta frecuencia

2.4.- Caracterización de dispositivos de alta frecuencia

2.4.1.- Parámetros S: Analizador de redes, estación de puntas de prueba

2.4.2.- Medida de ruido: método del factor Y

2.4.3.- Medida de potencia

 

3.- Metamateriales

3.1.- Fundamentos de metamateriales, metasuperficies y estructuras EBG

3.2.- Ejemplos de aplicaciones de metamateriales y EBG

3.2.1.- Estructuras para reducción de la sección radar

3.2.2.- Antenas basadas en metasuperficies

3.2.3.- Antenas basadas en cavidades resonantes

3.2.4.- Estructuras EBG para submm y THz

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor ha solicitado a la Biblioteca.


Básica:

- D. Liu, B. Gaucher, U. Pfeiffer, J. Grzyb, Advanced Millimeter-wave Technologies, Wiley, 2009

- S. Cogollos, Fundamentos de la Teoría de Filtros, Universitat Politècnica de València, 2016

- J. S. Hong, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications, Wiley 2011

- R. Cameron, C. M. Kudsia, R. R. Mansour, Microwave Filters for Communication Systems, Wiley, 2007 

- S. A. Maas, Nonlinear Microwave and RF Circuits, 2nd Edition, Artech House, 2003

- N. Engheta, R. W. Ziolkowski, Electromagnetic Metamaterials: Physics and Engineering Explorations, Wiley, 2006

 

Avanzada:

- T. S. Rappaport, R. W. Heath, R. C. Daniels, J. N. Murdoch, Millimeter-wave Wireless Communications, Prentice-Hall, 2015

- R. W. Rhea, Filter Synthesis using Genesys S/Filter, Artech House, 2014

- F. Martin, Artificial Transmission Lines for RF and Microwave Applications, Wiley, 2015

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Lugar de impartición

Aula a determinar.

Prácticas en Laboratorio Luis Mercader de Antenas y Microondas

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