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Curso : 2019/2020

533 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación

60930 - Sistemas de radiolocalización y satélites


Información del Plan Docente

Año académico:
2019/20
Asignatura:
60930 - Sistemas de radiolocalización y satélites
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
533 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación
Créditos:
5.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1.Información Básica

1.1.Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

El objetivo general de esta asignatura es que el alumno conozca los elementos, modelos y métodos de análisis y diseño de los sistemas de radiolocalización y satélite actuales, partiendo de los conocimientos adquiridos en las materias propias del Máster, y con el objetivo de desarrollar las capacidades fundamentales para profundizar y extender esos métodos a las numerosas aplicaciones que estas técnicas tienen en el ámbito de la Ingeniería de Telecomunicación. 

En el contexto de los sistemas radar se pretende que el alumno comprenda los principios básicos de los sistemas radar de onda continua y radar de onda pulsado, que comprenda las características que deben tener los sistemas radar actuales en función de la aplicación, que sea capaz de analizar y diseñar las señales que se emplean,  las técnicas de captación y detección de las mismas, así́ como los métodos de procesado de señal más comunes en este tipo de sistemas.

En lo referente a los Sistemas de comunicaciones vía satélite y sistemas de radionavegación, se pretende que el alumno entienda su topología en base a los principios físicos y matemáticos necesarios para la transmisión de la información o para la determinación de la posición según el caso, y que comprenda las limitaciones y las dificultades de la implementación con dispositivos reales, que además debe ser capaz de dimensionar adecuadamente atendiendo a la aplicación y a los diferentes entornos en los que funcionan estos sistemas: entorno espacial o entorno terrestre.

1.2.Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura tiene una gran relevancia en lo que compete a las aplicaciones de la Ingeniería de Telecomunicación en el sector Aeroespacial y en los sistemas de comunicaciones móviles y radiodifusión de última generación. 

Forma parte de la materia denominada “Señales y Comunicaciones”, que cubre competencias obligatorias dentro de la titulación del máster en Ingeniería de Telecomunicación. 

Los resultados de aprendizaje de esta asignatura aportan una dimensión pragmática a las asignaturas Tratamiento de Señal para Comunicaciones, Comunicaciones Avanzadas, Diseño de Sistemas de Radiocomunicaciones y Sistemas de Transmisión Óptica y de Alta Frecuencia, que forman parte de la misma materia proporcionando al alumno el conjunto de todas ellas, la visión global que éste necesita sobre las señales y comunicaciones de las tecnologías de telecomunicación.

1.3.Recomendaciones para cursar la asignatura

Conocer y  utilizar los mecanismos y modelos básicos asociados a la propagación de ondas electromagnéticas en entorno terrestre.

Conocer y manejar adecuadamente los parámetros básicos de antenas como la Directividad, diagrama de radiación y ancho de haz de una antena así como polarización de una antena, temperaturas y factores de ruido...

Conocer y manejar adecuadamente los conceptos básicos de tratamiento y caracterización de las señales deterministas y aleatorias, concretamente las modulaciones analógicas y digitales, conversión analógico-digital, herramientas como la transformada de Fourier, la autocorrelación y correlación cruzada entre señales, filtrado adaptativo y conceptos tan básicos como los decibelios y el ancho de banda. 

Conocer el funcionamiento básico de los receptores RF y puntualmente de algunos circuitos de Alta frecuencia sencillos (divisores, acopladores, circuladores…). 

Conocer los aspectos básicos de Álgebra lineal y Geometría afín Euclidea, así como los fundamentos de la Cinemática y Dinámica del punto material, del Sólido Rígido y de Gravitación.

2.Competencias y resultados de aprendizaje

2.1.Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para...

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     Los estudiantes sabrán 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     Los estudiantes serán 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     Los estudiantes sabrán comunicar sus conclusiones –y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CB10   Los estudiantes poseerán 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.

CG11 Capacidad para saber comunicar (de forma oral y escrita) las conclusiones- y los conocimientos y razones últimas que las sustentan- a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

CG12 Poseer habilidades para el aprendizaje continuado, autodirigido y autónomo.

 

CE2 Capacidad para desarrollar sistemas de radiocomunicaciones: diseño de antenas, equipos y subsistemas, modelado de canales, cálculo de enlaces y planificación.

CE3 Capacidad para implementar sistemas por cable, línea, satélite en entornos de comunicaciones fijas y móviles.

CE5 Capacidad para diseñar sistemas de radionavegación y de posicionamiento, así como los sistemas radar.

2.2.Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados...

- Comprende y utiliza los parámetros básicos que describen las características de los sistemas de comunicaciones vía satélite así como los subsistemas que los integran. 

- Conoce los conceptos básicos de los sistemas de radionavegación por satélite y de mecánica orbital.

- Conoce los conceptos básicos de los sistemas de radionavegación terrestres (basados en radiofaros y sistemas hiperbólicos).

- Conoce la arquitectura de los sistemas de navegación satelitarios (GPS, sistemas de aumento y Galileo) en sus tres segmentos: espacial, de control y de usuario, los servicios ofrecidos, la estructura de las señales utilizadas y los fundamentos matemáticos que permiten calcular la posición del usuario.           

- Comprende y utiliza los parámetros básicos que describen las características de los sistemas radar, así como sus aplicaciones. 

- Comprende y utiliza los parámetros básicos que describen el funcionamiento de las técnicas de radar pulsado y de onda continua, así como sus aplicaciones.

 

2.3.Importancia de los resultados de aprendizaje

 La comprensión de los sistemas de radiolocalización y de satélites es imprescindible para el ejercicio de las competencias de un ingeniero de telecomunicación, por lo que las capacidades adquiridas en esta asignatura serán de gran utilidad para su formación.

Igualmente, adquiere gran importancia la formación recibida en los trabajos tutelados realizados a lo largo del curso, pues promueven la aplicación práctica de los contenidos teóricos en los que se sustenta la asignatura y el análisis crítico de los resultados obtenidos tanto en campo como en simulaciones de las señales detectadas.

3.Evaluación

3.1.Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluacion

El alumno dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso. Las fechas y horarios de las pruebas vendrán determinadas por la Escuela. La calificación de dicha prueba se obtendrá de la siguiente forma:

- Un examen final (EF) formado por una parte teórica y una segunda parte de problemas o supuestos prácticos. Este examen tendrá un peso del 75% de la nota global, puntuada de 0 a 10 puntos. Se trata de una prueba escrita que puede incluir tanto la resolución de problemas como preguntas teóricas y prácticas. Mediante esta prueba se evalúan todos los resultados de aprendizaje definidos para la asignatura.

Para superar la asignatura es necesaria una puntuación mínima de 4,5 puntos sobre 10 en esta prueba.

- Un conjunto de prácticas y trabajos tutelados cuyo peso sobre la nota global  es de un 25%  (10% prácticas de laboratorio (PL), 15% trabajo tutelado con tutoría en grupo (TT)).

TT: Trabajos tutelados (15%). Puntuación de 0 a 10 puntos. Los trabajos tutelados que deberán ser llevados a cabo por cada alumno durante el curso serán evaluados a través de las memorias presentadas por los alumnos y de las sesiones de seguimiento en las que el alumno expondrá de forma oral el trabajo realizado y responderá a las cuestiones que se le planteen por parte del profesor.

PL: Prácticas de laboratorio (10%). Puntuación de 0 a 10 puntos. Las prácticas de laboratorio que deberán ser llevados a cabo por cada alumno durante el curso serán evaluados a través de las memorias presentadas por los alumnos y/o de forma oral.

La obtención de una calificación igual o superior a 4,5 puntos tanto en TT como  en PL eximirá al alumno de realizar las pruebas finales prácticas. Los alumnos que no alcancen esta calificación deberán realizar la prueba final de trabajos tutelados y/o la prueba final de prácticas de laboratorio. Para aprobar la asignatura se requieren 5 puntos sobre 10 en la nota final. En resumen, la nota final se calculará mediante la siguiente expresión:

0,75×EF+0,15×TT+0,1×PL  siempre que se cumplan las tres condiciones siguientes:

(0,75×EF+0,15×TT+0,1×PL) ≥5 y EF≥4,5  TT≥4,5   PL>4,5

Si no se cumplen las condiciones anteriores, en la nota final figurará suspenso, con la calificación numérica obtenida a partir de la expresión:

min ((0,75×E1A+0,15×EB+0,1xEC), 4,5).

Las notas TT y PL obtenidas en la evaluación continua se mantendrán para su cómputo en la siguiente convocatoria del mismo año académico. No se guardarán las notas de la prueba final de la primera convocatoria para la segunda convocatoria.

4.Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1.Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

Las metodologías de enseñanza-aprendizaje que se realizarán para conseguir los resultados de aprendizaje propuestos son las siguientes:

Clase magistral participativa. Exposición por parte del profesor de los principales contenidos de la asignatura, combinada con la participación activa del alumnado. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial. Esta metodología, apoyada con el estudio individual del alumno está diseñada para proporcionar a los alumnos los fundamentos teóricos del contenido de la asignatura.

Clases de problemas en el aula. Resolución de problemas y casos prácticos propuestos por el profesor, con posibilidad de exposición de los mismos por parte de los alumnos de forma individual o en grupos autorizada por el profesor. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial, y puede exigir trabajo de preparación por parte de los alumnos.

Realización de trabajos de prácticas de laboratorio. Esta actividad es presencial, de carácter obligatorio, y permitirá avanzar en todos los resultados de aprendizaje propuestos. 

Realización de trabajos prácticos tutelados. Esta actividad no presencial, de carácter obligatorio,  permitirá avanzar en todos los resultados de aprendizaje propuestos. Se realizarán sesiones de seguimiento por parte del profesor en las que cada alumno presentará el trabajo realizado. 

Atención personalizada al alumno a través de las tutorías 

Pruebas de evaluación. Conjunto de pruebas teórico-prácticas y presentación de informes o cuestionarios utilizados en la evaluación del progreso del estudiante. El detalle de la evaluación se encuentra en la sección correspondiente a las actividades de evaluación.

4.2.Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades...

A01+A02: Sesiones teórico+prácticas en el aula, cuyos contenidos principales se organizan en unidades temáticas (38+8=46 horas)

A03: Trabajo práctico de laboratorio consistente en modelado matemático, cálculo y  simulación de alguna de las fases de las que consta el diseño de sistemas de radionavegación y desarrollo de sistemas por satélite (4 horas).  

A05: Trabajo práctico tutelado que consiste en un trabajo de simulación de un subsistema de un radar a elegir entre varios propuestos, comparar los resultados de la simulación con lo que predice la teoría, y extraer conclusiones. Además de la correcta simulación y respuesta a las preguntas planteadas, se valorará la interpretación de los resultados y  las conclusiones extraídas, así como la presentación oral en clase (24 horas).

4.3.Programa

Bloque 0. Introducción.

•   Presentación de la asignatura.

•   Conocimientos básicos requeridos

Bloque I. Sistemas de Comunicaciones por Satélite.

•   Fundamentos de Mecánica Orbital y Geodesia.

•   Subsistemas de Satélite y entorno espacial.

•   Canal y cálculo del Enlace.

•   Técnicas de Comunicación en Sistemas de Comunicaciones vía satélite: capa física y Acceso Múltiple.

Bloque II. Sistemas de Radiolocalización.

•   Sistemas de coordenadas y proyección para sistemas de radiolocalización. Métodos matemáticos de estimación de la posición.

•   Sistemas de radionavegación direccionales e hiperbólicos: sistemas terrestres.

•   Sistemas GNSS. 

Bloque III. Sistemas Radar.

•   Introducción al radar.

•   Conceptos y tecnologías básicas de los sistemas radar: pulsados y onda continua

•   Interferencia del entorno y su tratamiento

•   Técnicas radar avanzadas

4.4.Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos

El calendario de la asignatura, en concreto las horas presenciales en aula (46 horas), estará definido por el centro en el calendario académico del curso correspondiente.

Las fechas para la realización y seguimiento de los trabajos prácticos y otras actividades programadas se indicarán con suficiente antelación por parte del profesor.

 

La asignatura se imparte en el segundo semestre del primer curso de la titulación con un total de 5 créditos ECTS. Las actividades principales de la misma se dividen en clases teóricas, resolución de problemas o supuestos prácticos en clase, prácticas de laboratorio y trabajos tutelados. Esta distribución tiene como objetivo fundamental facilitar la comprensión y asimilación de todo aquel conjunto de conceptos que permitan cubrir las competencias a adquirir por esta asignatura y su relación con las telecomunicaciones. Por último existirá una prueba global dividida en dos partes. Un examen final de evaluación de los contenidos teórico/prácticos, en el que se evaluará el nivel de comprensión de los conceptos teóricos y la competencia en la resolución de problemas o supuestos prácticos, y un examen final de evaluación de los contenidos tratados en las prácticas de laboratorio y en los trabajos tutelados. Esta prueba global, junto con la evaluación continua de los mencionados trabajos tutelados y las prácticas de laboratorio, constituye la evaluación de la asignatura. Para más detalles relativos al sistema de evaluación consultar el apartado destinado para tal fin en esta guía docente.

Las fechas de inicio y finalización del curso y las horas concretas de impartición de la asignatura así como las fechas de realización de las diversas actividades a desarrollar se harán públicas una vez que la Universidad y la Escuela hayan aprobado el calendario académico.

4.5.Bibliografía y recursos recomendados

Skolnik, Merrill I.. Introduction to radar systems / Merrill I. Skolnik . - 2nd ed., international ed. Aukland [etc.] : McGraw-Hill, 1981

Levanon, Nadav. Radar principles / Nadav Levanon New York [etc.] : John Wiley & Sons, cop. 1988

Edde, Byron. Radar : Principles, technology, applications / Byron Edde Englewood Cliffs : Prentice-Hall, cop. 1993

Forssell, Börje. Radionavigation systems / Börje Forssell . Norwood (MA) : Artech House, cop. 2008

GNSS applications and methods / Scott Gleason, Demoz Gebre-Egziabher, editors . Norwood (MA) : Artech House, cop. 2009

Gordon, Gary D.. Principles of communications satellites / Gary D. Gordon and Walter L. Morgan . New York : John Wiley & Sons, cop. 1993

Grewal, Mohinder S. Global Navigation Satellite Systems, inertial navigation, and integration/ Mohinder S. Grewal, Angus P. Andrews, Chris G. Bartone . 3rd ed. Hoboken (New Jersey) : Wiley, cop. 2013

Hofmann-Wellenhof, Bernhard. GNSS - Global Navigation Satellite Systems : GPS, GLONASS, Galileo, and more / Bernhard Hofmann-Wellenhof, Herbert Lichtenegger, Elmar Wasle . Wien : Springer, cop. 2008

Ippolito, Louis J. Satellite communications systems engineering : atmospheric effects, satellite link design and system performance / Louis J. Ippolito, Jr . 2nd ed. Chichester (United Kingdom) : Wiley, 2017

Maral, Gérard. Satellite communications systems : systems, techniques and technology / Gérard Maral, Michel Bousquet . 4th ed., repr. with corr. Chichester (England) : John Wiley & Sons, 2007

Principles of modern radar / edited by Jerry L. Eaves and Edward K. Reedy New York : Van Nostrand Reinhold, cop. 1987

Roddy, Dennis. Satellite communications / Dennis Roddy . 4th ed. New York : McGraw Hill, [2006]

Satellite communication systems / edited by B. G. Evans . 3rd ed. London : The Institution of Engineering and Technology, 2008

Understanding GPS : principles and applications / Elliot D. Kaplan, editor Boston [etc.] : Artech House, cop. 1996


Curso : 2019/2020

533 - Master's Degree in Telecommunications Engineering

60930 - Radar, radionavegation and satellite systems


Información del Plan Docente

Academic Year:
2019/20
Subject:
60930 - Radar, radionavegation and satellite systems
Faculty / School:
110 -
Degree:
533 - Master's Degree in Telecommunications Engineering
ECTS:
5.0
Year:
1
Semester:
First semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1.General information

1.1.Aims of the course

1.2.Context and importance of this course in the degree

1.3.Recommendations to take this course

2.Learning goals

2.1.Competences

2.2.Learning goals

2.3.Importance of learning goals

3.Assessment (1st and 2nd call)

3.1.Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

4.Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1.Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. A wide range of teaching and learning tasks are implemented, such as lectures, problem-solving, laboratory sessions, group work, assignments, tutorials, and assessment.

4.2.Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures (38 hours). Teacher's presentation of the course contents.
  • Practice sessions (8 hours). Problem-solving is done individually or in groups.
  • Laboratory sessions. 2 sessions of 2 hours each will be held in laboratory facilities.
  • Group assignments. Each group of students, under the supervision of a teacher, will be asigned a case study related to radar systems.
  • Tutorials.
  • Assessment. A set of a final test, laboratory sessions and the group assignment.

4.3.Syllabus

The course will address the following topics:

  • Topic 1. Introduction and required background
  • Topic 2. Satellite communication systems
    • Basics of Orbital Mechanics and Geodesic
    • Satellite subsystems and spatial environment
    • Channel and Link Calculation
    • Communication techniques in satellite communication systems: physical layer and multiple access
  • Topic 3. Radio Localization Systems
    • Coordinate and projection systems in radio localization systems. Mathematical methods for positioning estimation
    • Directional and hyperbolic Radionavigation systems: terrestial systems
    • GNSS systems
  • Topic 4. Radar Systems
    • Introduction to Radar systems.
    • Basics of Radar: pulsed and continuous wave radar
    • Environmental interference. CFAR systems
    • Advanced techniques

4.4.Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, office hours, assessment dates and other details regarding this course, will be provided on the first day of class or please refer to the EINA website.