| Disseny i aplicacions d'antenes | Codi: M1.506 : 5 |
En l'assignatura Disseny i aplicacions d'antenes s'aprofundeix en l'estudi, disseny i fabricació de les antenes i les seves possibles aplicacions, així com dels equips de programari i mesura d'antenes. Teoria, fonaments fisicomatemàtics, disseny, anàlisi, mètodes numèrics i aplicacions pràctiques són els ingredients que conformen l'assignatura, posant a l'abast de l'estudiant una visió general de les aplicacions més rellevants de les antenes en la societat actual.
L'assignatura Disseny i aplicacions d'antenes pertany al conjunt d'assignatures pròpies del Màster d'Enginyeria 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 vesteixi 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.
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 cobreix 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. 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.
Els coneixements previs que convé dominar abans de cursar Disseny i aplicacions d'antenes són els següents:
Competències o Coneixements previs Assignatures prèvies en què s'adquireixen
Introducció bàsica i general al món de les antenes i la seva Antenes
utilització dins dels sistemes de telecomunicació
Complir els requisits mínims de matrícula de l'assignatura Disseny i aplicacions d'antenes passa per haver superat prèviament l'assignatura Antenes.
CB1 – Capacitat per projectar, calcular i dissenyar productes, processos i instal·lacions en tots els àmbits de l’enginyeria de telecomunicació.
CB4 – Capacitat per al modelatge matemàtic, càlcul i simulació en centres tecnològics i d’enginyeria d’empresa, particularment en tasques d’investigació, desenvolupament i innovació en tots els àmbits relacionats amb l’enginyeria de telecomunicació i camps multidisciplinaris afines.
A més, en l'assignatura també es treballen les següents competències transversals
CT1 – Capacitat per saber comunicar (de forma oral i escrita) les conclusions- i els coneixements i raons últimes que les sustenten- a públics especialitzats i no especialitzats d’una manera clara i sense ambigüitats.
CT2 – Posseir habilitats per a l'aprenentatge continuat, autodirigit i autònom.
Finalment, les competències generals del Màster en les que s'emmarca l'assignatura són les següents:
CE2 - Capacitat per desenvolupar sistemes de radiocomunicacions: disseny d'antenes, equips i subsistemes, modelat de canals, càlcul d'enllaços i planificació.
CE3 - Capacitat per implementar sistemes per cable, línia, satèl·lit en entorns de comunicacions fixes i mòbils.
CE4 - Capacitat per dissenyar i dimensionar xarxes de transport, difusió i distribució de senyals multimèdia.
Més concretament, els objectius fonamentals a adquirir per l'estudiant que cursi l'assignatura són els següents:
1. Adquirir una visió general de l'estat de l'art en el disseny d'antenes per a terminals mòbils.
2. Entendre els desafiaments existents en el camp.
3. Conèixer les prestacions dels sistemes de mesura per a terminals mòbils com a cambres anecoiques i reverberants.
4. Conèixer les regulacions SAR i HAC.
5. Saber la utilitat de phantoms de cap i mà.
6. Entendre els paràmetres passius i actius utilitzats per caracteritzar antenes de terminals mòbils.
7. Enllaçar els conceptes de teoria d'antenes amb aplicacions per al disseny d'antenes miniatura i multibanda per a terminals mòbils.
8. Comprendre el principi de funcionament d'un algorisme genètic (GA).
9. Entendre què problemes d'optimització pot resoldre un GA.
10. Conèixer l'ús de l us conceptes de creuament, mutació i elitisme.
11. Conèixer els diversos mètodes numèrics per a la resolució de les equacions de Maxwell relacionats amb el disseny d'antenes i circuits de microones.
12. Comprendre el mètode dels moments i el de diferències finites en el domini del temps per a la resolució de les equacions de Maxwell.
13. Conèixer la idoneïtat de cada mètode numèric i les seves limitacions.
14. Disposar de la base suficient per abordar activitats professionals relacionades amb els mètodes numèrics.
15. Entendre què són els metamaterials.
16. Conèixer en quins camps s'apliquen els metamaterials.
Mòdul 1: Tecnologia d'antena per a terminals mòbils
En aquest mòdul es dóna una visió general de l'estat de l'art en el disseny d'antenes per a terminals mòbils. Així mateix, s'analitzen els procediments de mesura dels diferents paràmetres d'una antena, es presenten diferents tecnologies de caracterització passiva i activa (càmeres anecoiques i de reverberació, SAR, PIMs, etc.) i s'estudien els Phantoms hand/heads. Finalment, s'enllacen els conceptes de teoria d'antenes amb aplicacions per al disseny d'antenes miniatura i multibanda per a terminals mòbils.
Mòdul 2: Optimització d'antenes mitjançant algorismes genètics
En aquest mòdul es descriu l'arquitectura d'un algorisme genètic (GA) i s'il·lustra com utilitzar-ho. Després de la qual cosa, es treballa una aplicació típica denominat "el problema del viatger" i s'estudien exemples d'aplicació de GA en l'optimització del disseny d'antenes.
Mòdul 3: Mètodes numèrics per a la resolució de les equacions de Maxwell
En aquest mòdul es realitza una descripció dels mètodes numèrics per a la resolució de les equacions de Maxwell i es detallen dos mètodes de resolució de les equacions de Maxwell de forma numèrica (FDTD i MoM).
Mòdul 4: Metamaterials
En aquest mòdul s'estudia el concepte i la definició de metamaterial (estructura periòdica o quasi-periòdica fabricada amb unes propietats electromagnètiques controlables), es descriuen el que es coneix com a mitjans esquerrans i s'il·lustren algunes aplicacions dels metamaterials.
- Lectura d'articles científics de l'àmbit.
- Software MATLAB per a exercicis pràctics.
- Mòduls de l'assignatura Antenes (material complementari).
- Mòdul 2 (Paràmetres S) de l'assignatura Circuits de microones (material complementari).
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, programari o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.
Aquestes conductes irregulars poden 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, programari 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 dut a terme qualsevol altra conducta irregular.
Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb l'establert a la normativa de convivència de la UOC.
En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:
- Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons l'establert a la normativa acadèmica.
- Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant avaluació contínua com avaluació final, per mitjà d'una prova oral o els mitjans síncrons o asíncrons que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tindran per objecte verificar els coneixements i les competències que garanteixin l'autoria; en cap cas no implicaran una segona avaluació. Si no és possible garantir l'autoria de l'estudiant, la prova serà qualificada amb D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un Suspens, en el cas de l'avaluació final.
A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació; és responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.
|
Pots superar l'assignatura per mitjà de dues vies:
|