Antenes Codi:  11.528    :  6
Consulta de les dades generals   Descripció   L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis   Camps professionals en què es projecta   Coneixements previs   Informació prèvia a la matrícula   Objectius i competències   Continguts   Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura   Recursos d'aprenentatge i eines de suport   Informacions sobre l'avaluació a la UOC   Consulta del model d'avaluació  
Aquest és el pla docent de l'assignatura per al segon semestre del curs 2023-2024. Podeu consultar si l'assignatura s'ofereix aquest semestre a l'espai del campus Més UOC / La universitat / Plans d'estudis). Un cop comenci la docència, heu de consultar-lo a l'aula. El pla docent pot estar subjecte a canvis.

L'assignatura Antenes suposa una introducció bàsica i general al món de les antenes i la seva utilització dins dels sistemes de telecomunicació. Teoria, fonaments físic-matemàtics, disseny, anàlisi, temes pràctics i aplicacions són els ingredients que conformen l'assignatura, posant a l'abast de l'estudiant una introducció bàsica i general al camp de les antenes.

 

Amunt

L'assignatura Antenes pertany a l'itinerari de Sistemes de comunicació del Grau en Tecnologies de Telecomunicació de la UOC. La naturalesa dels seus continguts és certament heterogènia, doncs combinen elements pertanyents a camps tals com l'electrònica, el processament de senyal i les comunicacions. D'aquesta manera, pot ser vista com una assignatura avançada tant de l'àrea de coneixement relativa al processament de senyal i els sistemes de comunicacions, com a la relativa a l'electrònica aplicada a les comunicacions. També, i de forma natural, pot ser perfectament cursada al mateix temps que Circuits de microones, assignatura pertanyent també a l'itinerari de Sistemes de comunicació del Grau en Tecnologies de Telecomunicació de la UOC i que està enfocada a l'anàlisi i el disseny de circuits electrònics que treballin a altes freqüències.

Amunt

Telèfons mòbils, tabletes digitals, ordinadors amb connexió wireless, headsets, llibres electrònics, edificis intel·ligents, aparells mèdics wireless, càmeres wireless, són alguns exemples de la nostra realitat sense fils. Aquesta realitat li està atorgant a l'antena un protagonisme i una responsabilitat mai pensada. És per tant necessari que un enginyer de telecomunicació tingui nocions bàsiques conjugades amb algunes dosis més específiques d'aquest element que constitueix una part essencial dels sistemes de comunicacions actuals.

 

El contingut de l'assignatura està enfocat tant per a aquells enginyers que es dedicaran al camp del disseny d'antenes i circuits de microones com a aquells en què l'antena constituirà part essencial d'un sistema de comunicacions.

 

En el primer cas, l'assignatura introdueix un vast camp professional que engloba no només el disseny de les antenes com a tal sinó també el disseny de programari electromagnètic encarregat de facilitar l'anàlisi freqüencial de les mateixes, així com el disseny de circuits de microones principalment enfocats a realitzar adaptació d'impedàncies. Dissenyar antenes és una tasca complexa fortament depenent del tipus de dispositiu i servei al que va enfocada, d'aquesta manera dins del propi disseny d'antenes poden distingir-se diversos perfils com a dissenyadors d'antenes per a estacions basi, d'antenes de banda ampla, o d'antenes per a dispositius mòbils per citar alguns exemples. En aquest sentit, els conceptes aquí estudiats serviran per obrir-se pas en fases més complexes de disseny d'antenes. El perfil requerit per a aquest tipus d'enginyers es basa en la creativitat amb una base tecnològica/científica molt àmplia que permeti detectar manques del mercat i donar solucions a les mateixes. Els enginyers més creatius amb amplis coneixements científic/tecnològics constitueixen peces clau en empreses de base tecnològica on els actius de l'empresa són a més del producte, la propietat intel·lectual que genera el desenvolupament del mateix . En aquest camp, els enginyers tenen el rol rellevant de la creació del portfoli de patents de l'empresa en el paper d'inventors de noves tecnologies i tècniques d'antenes.

 

En el segon cas, els coneixements d'antenes proporcionats en aquesta assignatura tenen com a objectiu proporcionar a l'enginyer de sistemes la capacitat de conèixer i entendre les característiques generals, avantatges i limitacions de   una antena amb la finalitat de poder optimitzar el sistema sobre la base d'aquestes limitacions (ex: funcionament, integració, costos). Aquest punt constitueix una part enormement transcendental en la cadena d'un sistema de telecomunicació. I és que les antenes, en el seu vessant de producte, impliquen intrínsecament altres aspectes que l'enginyer ha de tenir en compte: robustesa i estabilitat mecànica, materials lleugers amb poques pèrdues, costos competitius, facilitat d'integració, representen alguns d'aquests aspectes.

Amunt

 

Competències o Coneixements previs

Assignatures prèvies en què s'adquireixen

Teoria bàsica de propagació d'ones electromagnètiques. Carta de Smith. Càlcul de rotacionals, divergències, gradients i laplacianes.

Física II

Tècniques d'anàlisis de circuits electrònics. El concepte d'adaptació d'impedàncies

Teoria de circuits

Transformada de Fourier de Senyals Discrets i Transformada Z

Senyals i sistemes II

 

Amunt

Complir els requisits mínims de matrícula de l'assignatura Antenes passa per haver superat satisfactòriament les assignatures Física II, Teoria de Circuits i Senyals i sistemes II. Més enllà d'aquests requisits mínims, resulta convenient haver superat també les assignatures Sistemes de comunicacions I i Electrònica de comunicacions.

Amunt

Les competències generals del Grau en les que s'emmarca l'assignatura són les següents:

 

[35] - Capacitat per a la selecció de circuits, subsistemes i sistemes de radiofreqüència, microones, radiodifusió, radioenllaços i radiodeterminació.

 

[36] - Capacitat per a la selecció d'antenes, equips i sistemes de transmissió, propagació d'ones guiades i no guiades, per mitjans electromagnètics, de radiofreqüència o òptics i la corresponent gestió de l'espai radioelèctric i assignació de freqüències.

 

Més concretament, els objectius fonamentals a adquirir per l'estudiant que cursi l'assignatura són els següents:

 

1.    Conèixer els diferents tipus d'antenes existents i la seva aplicació en funció del marge freqüencial d'operació.

2.    Estudiar els paràmetres mitjançant els quals es caracteritza una antena, tant en transmissió com en recepció, per poder determinar el balanç de potències d'un radi enllaci. Ser capaç de considerar l'antena com un element integrat dins un sistema de telecomunicació.

3.    Analitzar els fonaments de radiació de les ones electromagnètiques per entendre el procediment físic-matemàtic de la radiació.

4.    Examinar les antenes lineals bàsiques, saber modelar-les i entendre quins són les seves limitacions. Els principis matemàtics descrits per analitzar aquest tipus d'antenes transcendeixen a tot el temari de l'assignatura, atès que, en termes generals, les antenes poden ser descrites com a superposició d'elements lineals.

5.    Conèixer i saber modelar l'efecte del plànol de massa (plànol de terra) en el comportament d'una antena. L'entorn associat a moltes antenes de tipus filo, com les embarcades i les de radiodifusió, afecta a la radiació. És rellevant, per tant, conèixer com el mitjà modifica les prestacions d'una antena per abordar, d'aquesta forma, el seu disseny tenint en compte el seu entorn.

6.    Analitzar les agrupacions d'antenes amb l'objectiu de poder modelar la radiació mitjançant la manipulació de l'excitació de cada element. Els radars d'aeroport o les estacions basi de comunicacions mòbils cel¿lulars són exemples de sistemes en els que s'utilitzen agrupacions d'antenes.

7.    Conèixer el funcionament, la utilitat i el modelatge de les antenes planes, tals com les ranures i les antenes microstrip. Entendre el mecanisme de radiació a partir de camps en obertures.

8.    Saber modelar i analitzar una antena com a element integrat en el sistema transmissor o receptor al que va connectat, la qual cosa inclou descriure els mecanismes que proporcionen les eines necessàries per realitzar, per exemple, l'adaptació d'impedàncies, o per millorar paràmetres d'antena tan rellevants com l'ample de banda.

9.    Determinar els efectes de càrrega (bobines, condensadors, línies de transmissió) sobre antenes, la qual cosa va a permetre introduir les antenes miniatura i multibanda.

10.    Entendre com es pot modificar la directividad d'una antena mitjançant l'ús de reflectores i lents. Enllaçar conceptes d'òptica geomètrica amb radiació d'antenes.

11.    Adquirir la capacitat d'abstracció. Amb les eines presentades es disposa d'una base físic-matemàtica i tecnològica que permetrà afrontar problemes més complexos.

Amunt

Mòduls

Breu descripció

Mòdul 1:

L'antena en un sistema de telecomunicació

Al llarg d'aquest primer mòdul es realitza una introducció al concepte d'antena i es presenten els diferents tipus d'antenes existents classificats segons la seva geometria i el seu comportament. De la mateixa manera, es descriuen i analitzen en profunditat els diferents paràmetres que permeten caracteritzar el comportament d'una antena i que són útils per realitzar càlculs de radioenllaços formats per antenes.

Mòdul 2:

Fonaments bàsics. Antenes de fil

Aquest mòdul aborda el càlcul dels camps radiats per estructures lineals. Es tracta d'un mòdul de particular importància, ja que presenta les bases de la teoria electromagnètica i desenvolupa mecanismes de càlcul extensibles a qualsevol tipus d'estructures radiants que puguin descompondre's en fils de corrent. Les antenes dipol i espira són exemple d'estructures formades per fils. Al seu torn, també s'analitza l'efecte que un plànol conductor produeix sobre la radiació d'aquestes antenes.

Mòdul 3:

Agrupacions d'antenes

Aquest mòdul se centra a analitzar el mecanisme de radiació propi de les agrupacions d'antenes, que no són més que estructures radiants compostes per múltiples elements radiants que, disposats i alimentats d'una determinada manera, permeten solucionar les limitacions d'estructures compostes per un únic element. El mòdul dota de les eines necessàries per entendre com una agrupació d'antenes és capaç d'aconseguir focalitzar la radiació en una determinada adreça i aporta els coneixements necessaris per sintetitzar una agrupació d'antenes partint d'una especificació de radiació desitjada.

Mòdul 4:

Antenes planes: ranures i antenes microstrip

Seguint amb el còmput dels camps radiats, aquest mòdul descriu els mecanismes de radiació d'antenes d'obertura tals com són les ranures i les antenes microstrip, que es caracteritzen per ser estructures planes. De la mateixa manera, introdueix els avantatges i limitacions que presenten aquest tipus d'estructures respecte a les antenes analitzades en mòduls anteriors.

Mòdul 5:

Adaptació d'impedàncies i factor de qualitat

Aquest mòdul introdueix els conceptes d'antena miniatura i multibanda, alhora que permet conèixer el compromís existent entre grandària d'antena i prestacions. De la mateixa manera, es presenten els diferents mecanismes d'adaptació d'impedàncies existents en funció del tipus d'antena sota estudi i de les característiques pròpies de la seva impedància d'entrada. Les tècniques d'adaptació d'impedància detallades en aquest mòdul transcendeixen a tot el temari doncs en moltes ocasions és necessari recórrer a xarxes d'adaptació, bé per transferir màxima potència del transmissor a l'antena o viceversa, bé per augmentar el marge freqüencial d'operació de l'antena.

Mòdul 6:

Reflectores i lents

Finalment, aquest últim mòdul introdueix i permet modelar el comportament dels reflectores i les lents enllaçant conceptes d'òptica geomètrica amb el fenomen de la radiació electromagnètica.

Amunt

Amunt

  • Guies d'estudi dels mòduls.
  • Col·leccions d'exercicis resolts.
  • Lectures complementàries (articles científics).

Amunt

El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre d'altres, són conductes irregulars que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

D'una banda, si es detecta alguna d'aquestes conductes irregulars, pot comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent –incloses les proves finals– o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha practicat qualsevol altra conducta irregular.

De l'altra, i d'acord amb les normatives acadèmiques, les conductes irregulars en l'avaluació, a més de comportar el suspens de l'assignatura, poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

Amunt

Per superar l'assignatura cal fer un examen (EX). La nota de l'avaluació contínua (AC) complementarà aquesta qualificació.

  • Si obtens un No presentat en l'avaluació contínua, la qualificació final de l'assignatura serà la nota numèrica de l'examen.
  • Si a l'avaluació contínua obtens una nota diferent d'un No presentat, la qualificació final serà la més favorable entre la nota numèrica de l'examen i la ponderació de la nota de l'avaluació contínua amb la nota de l'examen, segons el que estableixi el pla docent. Per aplicar aquest càlcul, a l'examen cal aconseguir una nota mínima de 4 (si és inferior, la nota final de l'assignatura serà la qualificació de l'examen).
  • Si no et presentes a l'examen, la qualificació final serà un No presentat.

 

Amunt