Curs 2015-16

Radiocomunicacions

Titulació:	Codi:	Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica	22630	Optativa
Grau en Enginyeria Telemàtica	21752	Optativa
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals	22663	Optativa

 

Crèdits ECTS:

4

Dedicació:

100 hores

Trimestre:

1r

 

Departament:	Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador:	Rafael Pous
Professorat:	Rafael Pous Raúl Parada
Idioma:	Anglès
Horari:
Campus:	Campus de la Comunicació - Poblenou

 

Presentació de l'assignatura

Radiocomunicacions és un curs bàsic d'antenes i propagació, amb una clara orientació pràctica. Els estudiants aprendran:

• Paràmetres d'antena
• Els càlculs de potència en un enllaç de ràdio
• Tipus bàsics d'antenes (cable, patch, obertura, reflectors)
• Principis de mesura de paràmetres d'antenes

Aquesta assignatura no té la intenció de ser un curs complet sobre antenes i propagació. Diversos temes importants es queden fora (integrals de radiació, mètodes numèrics, etc.), però els principis fonamentals seran coberts, i l'estudiant obtindrà un coneixement bàsic dels principals temes d'interès per a la caracterització, disseny i mesura d'antenes. Aquesta comprensió bàsica serà suficient perquè aquells estudiants interessats en el tema puguin utilitzar alguns dels molt bons llibres de text disponibles per aprofundir en les seves àrees d'interès.

 

Prerequisits

Es requereix un bon domini de les matemàtiques i física de nivell de secundària. En particular, els següents conceptes han d'haver estat assimilats abans d'aquest curs:

• Nombres complexos
• Funcions i la seva representació gràfica
• Sistemes de coordenades cartesianes, cilíndriques i esfèriques
• Diferenciació bàsica i la integració de funcions en 1 i 2 variables
• Ones, propagació i reflexió
• Notació fasorial
• Teoria electromagnètica bàsica

En particular, l'estudiant ha d'haver assimilat el primer curs obligatori de primer en Ones i Electromagnetisme.

 

Competències

Habilitats transferibles:

• Capacitat per treballar en grup
• Capacitat per redactar documents tècnics
• Creativitat aplicada al disseny d'enginyeria
• Capacitat de solucions de recerca en la literatura tècnica

Competències específiques:

• Raonament espacial
• Habilitats bàsiques en el laboratori d'electrònica
• Metrologia aplicada a les radiocomunicacions

 

Avaluació

Hi haurà un únic itinerari d'avaluació per a aquesta matèria en base a:

• Laboratori (50%): hi haurà tres projectes de laboratori. Els projectes de laboratori es realitzaran en grups de dos estudiants, i hi haurà una única classificació per a tots dos membres del grup (només en circumstàncies excepcionals es canviarà aquest principi). Cada projecte de laboratori pot consistir en una o més presentacions (per exemple, estudi previ i informe final). Tots els treballs seran lliurats en format PDF i per mitjà de la plataforma d'e-learning Aula Global. Cap treball s'acceptarà en altres formats, a través d'altres canals, o lliurades fora de termini. Un treball no entregat, no lliurat d'acord amb els requisits anteriors, o lliurat fora de termini, serà qualificat amb un 0/10. L'assistència a les sessions de laboratori és un requisit estricte. Més de dues sessions de laboratori perdudes injustificades seran motiu d'una qualificació de 0/10 a la nota de laboratori. Es requereix una nota de laboratori mitjana mínima de 5/10 per aprovar l'assignatura. Una nota de laboratori inferior a 5/10 significa que l'estudiant haurà de repetir l'assignatura, ja que els laboratoris no es poden recuperar en l'examen de juliol.
• Examen final (40%): un examen final, que abasta els temes que s'ensenyen a les sessions de classe i de laboratori es programarà durant el període oficial d'exàmens de la Universitat. Es requereix un mínim de 5/10 en l'examen final per aprovar l'assignatura. Una qualificació inferior a 5/10 vol dir que l'estudiant haurà de presentar-se a l'examen de juliol (sempre que la nota de laboratori sigui de 5/10 o superior).
• La participació a classe (10%): una qualificació assignada pels professors del curs, avaluant el grau de participació i implicació de l'alumne en les sessions d'aula i de laboratori. Fer preguntes, respondre a les preguntes plantejades pels professors, assistir a les conferències de ponents convidats, i una actitud positiva en general comptaran per a aquest criteri d'avaluació. No es requereix qualificació mínima per a la participació a classe.

 

Continguts

Blocs de contingut

L'assignatura s'organitza al voltant de 6 blocs de contingut, cada bloc de contingut es discuteix en una sessió de classe de 2 hores:

Bloc de contingut 1. Paràmetres d'antena. Diagrama de radiació de l'antena.

• Impedància d'entrada de l'antena
• Ample de banda de l'antena
• Eficiència de radiació
• Directivitat, obertura efectiva i guany
• Diagrama de radiació de l'antena, ample de feix, relació F/B, i nivell de lòbuls laterals
• Polarització

Bloc de contingut 2. - Càlculs de potència de l'enllaç. La temperatura d'antena i SNR.

• Antena com a transmissor, com a receptor, i reciprocitat
• Càlculs de potència de l'enllaç i equació de transmissió de Friis
• Càlculs de temperatura i soroll d'antena
• Càlcul de la SNR

Bloc de contingut 3. - Antenes alàmbriques i espires.

• Dipol infinitesimal
• Dipol petit, dipol ressonant, i monopol
• Espira petita, espira ressonant
• Antenes Yagi-Uda

Bloc de contingut 4. - Arrays d'antenes.

• Arrays de 2 elements i arrays de N elements
• Factor d'array i marge visible
• Arrays d'amplitud no uniforme
• Arrays de fase no uniforme i phased arrays

Bloc de contingut 5. - Antenes d'obertura i antenes patch.

• Obertura infinitesimal
• Obertura rectangular
• Botzines
• Antenes patch

Bloc de contingut 6. - Antenes de reflector i mesura d'antenes.

• Reflectors parabòlics
• Relació F/D, eficiència d'il·luminació i spillover
• Reflectors off-set i Cassegrain
• Principis de mesura d'antenes

 

Metodologia

L'assignatura de Radiocomunicacions es basa en una metodologia orientada a la pràctica en la que es mantindran les sessions de classe a un mínim, i basarà la major part de les activitats d'aprenentatge en el treball de laboratori, seguint el principi de "aprendre fent" .

Sessions de classe

Hi haurà un nombre reduït de sessions de classe, en les quals es cobriran només els temes més fonamentals, deixant els detalls per a les sessions de laboratori. Les sessions d'aula seran de dues hores de llarg. Hi haurà només 7 sessions d'aula, una d'introducció, i una dedicada a cadascun dels 6 blocs de contingut.

Per a cada sessió d'aula, es recomanaran lectures del llibre de text. És important haver llegit aquest material abans de la classe. Durant les sessions d'aula el professor plantejarà preguntes relatives a les lectures recomanades i es resoldran problemes. S'espera l'assistència i participació activa dels estudiants, i aquestes seran avaluades.

Sessions de laboratori

Les sessions de laboratori es faran servir per completar els tres projectes de laboratori. Les sessions de laboratori seran de dues hores de llarg. Hi haurà 9 sessions de laboratori, en les que estarà present el professor. Les sessions de laboratori s'organitzaran en grups més petits, per poder tenir un major grau d'interacció entre el professor i els estudiants. Els estudiants poden fer ús del laboratori en les sessions assignades a un grup diferent, en un mode de "laboratori obert", durant el qual el professor donarà prioritat als alumnes dels grups programats per a aquesta sessió.

Durant les sessions de laboratori es treballarà en la simulació software, la construcció de prototips d'antenes, la mesura d'aquests prototips, i la construcció d'enllaços de comunicació simples amb aquests prototips.

Durant les sessions de laboratori el professor plantejarà preguntes als estudiants. S'espera la participació activa dels estudiants, que serà avaluada. L'assistència no només s'espera, sinó que és obligatòria, i més de dues sessions de laboratori perdudes sense justificació implicarà suspendre l'assignatura, fins i tot al juliol, i haver de repetir l'any següent.

Ponents convidats

Durant el curs un o dos ponents, elegits entre professionals destacats en el camp, seran convidats a fer una presentació a classe. L'assistència i participació activa dels estudiants són obligatòries, i seran avaluades.

A més, una visita pot ser organitzada a una empresa o lloc rellevant per al curs. Tenint en compte que en general s'imposa un nombre màxim de visitants, podran participar els estudiants amb millors notes. L'assistència a aquesta visita serà opcional, i no serà avaluada.

Hores d'oficina

Els professors publicaran les hores d'oficina durant les quals els alumnes podran resoldre dubtes o dificultats trobades durant el curs.

 

Recursos

El següent llibre de text es considera la referència bibliogràfica bàsica per al curs, de la qual es recomanaran lectures per a cadascuna de les sessions a l'aula:

• Balanis, C., "Antenna theory: analysis and design", John Wiley & Sons, Inc., 2005.

Un llibre de text addicional, amb un contingut molt similar, que pot utilitzar com a reforç és el següent:

• Cardama, A. et al., "Antenes", Edicions UPC, 2.002.