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Academic Year/course: 2021/22

623 - Master's Degree in Telecommunications Engineering

60960 - Antenna design and wireless systems


Syllabus Information

Academic Year:
2021/22
Subject:
60960 - Antenna design and wireless systems
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
623 - Master's Degree in Telecommunications Engineering
ECTS:
6.0
Year:
1
Semester:
Second semester
Subject Type:
Compulsory
Module:
---

1. General information

2. Learning goals

3. Assessment (1st and 2nd call)

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. Teacher's presentation or explanation of theory in the classroom (with illustrative examples).

Practice sessions. Oriented approach to learning in which students address real problems in small groups under the teacher's supervision.

Laboratory sessions. Activities in special spaces with specialized equipment (laboratory, computer rooms).

Autonomous work.  Preparation of seminars, lectures, research papers, reports, etc. To present or submit in classroom.

Assessment. A set of written, oral tests, practices, projects, assignments, etc. 

Tutorials. Teacher's office hours to review and discuss the materials and topics presented in lectures.

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning tasks:

  • Lectures (40 hours). in which the theoretical foundations of the contents of the subject are presented and where student participation is encouraged (the estimated autonomous work is 60 hours).
  • Practice sessions (10 hours). Problem-solving and case studies.
  • Laboratory sessions (10 hours). These are 5 sessions of 2 hours each. Students will use both software and specific equipment to consolidate the set of theoretical concepts developed throughout the lectures.
    • Contents: An antenna design portable terminals will be done using electromagnetic simulation programs. Special care will be applied in order to optimize certain response parameters taking into account the mobile propagation environments. The planning of a radiocommunication system will also be carried out using computer tools for this purpose.

    • Visits will be planned, as far as possible, to Research Institutes and/or Research Laboratories Companies related to course contents.

  • Group work (20 hours). Supervised by the teacher and based on the course contents. Oral presentations in seminars.
  • Tutorials. Individual or group attention to students.
  • Assessment. Two sesions of 1,5 hours for the continuous assessment is estimated and 3 hours for the final global examination if continuous assessment has not been passed.

4.3. Syllabus

The course will address the following topics:

  • Topic 0. Course presentation.
  • Topic 1. Propagation models.
  • Topic 2. Selective Channels
  • Topic 3. Diversity Systems.
  • Topic 4. Mobile antenna systems.
  • Topic 5. Antenna performance evaluation in mobile environment. Correlation characteristics of diversity. 
  • Topic 6. Antennas for satellite systems.

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.

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=60960


Curso Académico: 2021/22

623 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación

60960 - Diseño de antenas y sistemas de radiocomunicaciones


Información del Plan Docente

Año académico:
2021/22
Asignatura:
60960 - Diseño de antenas y sistemas de radiocomunicaciones
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
623 - Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
1
Periodo de impartición:
Segundo semestre
Clase de asignatura:
Obligatoria
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura Diseño de Antenas y Sistemas de Radiocomunicaciones tiene por objeto profundizar en los aspectos relacionados con los canales de propagación, planteamiento de configuraciones estándar para propuestas de antenas en banda dual, multibanda, con distintas polarizaciones. Conocer las características de funcionamiento de las principales familias de antenas empleadas en sistemas de comunicaciones móviles. Evaluar los parámetros que describen el funcionamiento de una antena en un entorno móvil. Conocer los mecanismos que permiten mejorar las prestaciones de un sistema de comunicaciones móviles desde el punto de vista de diversidad. Conocer las soluciones típicas empleadas en aplicaciones por satélite tanto desde el punto de vista de las antenas embarcadas como desde el punto de vista de los receptores móviles.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de la Agenda 2030 (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/) y determinadas metas concretas, de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia al estudiante para contribuir en cierta medida a su logro:

  • Objetivo 7: Garantizar el acceso a una energía asequible, segura, sostenible y moderna para todos.

7.1 De aquí a 2030, garantizar el acceso universal a servicios energéticos asequibles, fiables y modernos.

7.3 De aquí a 2030, duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética

7.b De aquí a 2030, ampliar la infraestructura y mejorar la tecnología para prestar servicios energéticos modernos y sostenibles para todos en los países en desarrollo, en particular los países menos adelantados, los pequeños Estados insulares en desarrollo y los países en desarrollo sin litoral, en consonancia con sus respectivos programas de apoyo

  • Objetivo 8: Promover el crecimiento económico sostenido, inclusivo y sostenible, el empleo pleno y productivo y el trabajo decente para todo.

8.2 Lograr niveles más elevados de productividad económica mediante la diversificación, la modernización tecnológica y la innovación, entre otras cosas centrándose en los sectores con gran valor añadido y un uso intensivo de la mano de obra.

  • Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras

9.1 Desarrollar infraestructuras fiables, sostenibles, resilientes y de calidad, incluidas infraestructuras regionales y transfronterizas, para apoyar el desarrollo económico y el bienestar humano, haciendo especial hincapié en el acceso asequible y equitativo para todos.

9.4 De aquí a 2030, modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios y ambientalmente racionales, y logrando que todos los países tomen medidas de acuerdo con sus capacidades respectivas.

9.5 Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, de aquí a 2030, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo por millón de habitantes y los gastos de los sectores público y privado en investigación y desarrollo.

9.c Aumentar significativamente el acceso a la tecnología de la información y las comunicaciones y esforzarse por proporcionar acceso universal y asequible a Internet en los países menos adelantados de aquí a 2020.

  • Objetivo 11: Lograr que las ciudades sean más inclusivas, seguras, resilientes y sostenibles.

11.a Apoyar los vínculos económicos, sociales y ambientales positivos entre las zonas urbanas, periurbanas y rurales fortaleciendo la planificación del desarrollo nacional y regional.

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

La asignatura “Diseño de Antenas y Sistemas de Radiocomunicaciones” facilitará al alumno un conjunto de conocimientos avanzados a nivel de Master relacionados con el diseño de antenas para sistemas de comunicaciones móviles, optimización de sus parámetros de funcionamiento en los entornos de propagación y caracterización de canales radio. Su ubicación en el plan de estudios permite una complementariedad con las asignaturas “Sistemas de Radiolocalización y Satélites” y “Sistemas de Transmisión Óptica y de Alta Frecuencia”

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

Es recomendable para el correcto seguimiento de la asignatura que el alumno tenga conocimientos previos de antenas, propagación, medios de transmisión, sistemas de ondas guiadas y ondas radiadas.

Para un correcto seguimiento de la asignatura ser recomienda la asistencia activa a clase,  tanto en las actividades relacionadas con la teoría (con una revisión previa de los contenidos de la misma que se pueden encontrar en el ADD de la Universidad de Zaragoza) y problemas, como en las actividades relacionadas con el contenido práctico de la asignatura.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

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.

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.
 
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.

2.2. Resultados de aprendizaje

Comprende los conceptos básicos relacionados con el diseño de antenas en relación a
sus parámetros y sistemas de aplicación.
 
Conoce los equipos asociados a los sistemas radiantes (Front Ends)
 
Sabe planificar los diferentes sistemas de radiocomunicaciones.
 
Conoce diferentes subsistemas que componen un sistema de radiocomunicaciones.
 
Comprende las técnicas de recepción y detección en canales dispersivos (con interferencia intersimbólica).
 
Conoce los diferentes modelos de canal radio.
 
Conoce las características técnicas de diferentes sistemas de radiocomunicación.
 
Sabe diseñar antenas para portátiles y estaciones base para sistemas de comunicaciones móviles optimizando sus prestaciones.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

La comprensión básica de la asignatura “Diseño de Antenas y Sistemas de Radiocomunicación”, así como de los principios en los que esta materia se sustenta, es de gran utilidad para un Ingeniero de Telecomunicación con sus correspondientes atribuciones profesionales. Todo el conjunto de capacidades adquiridas en esta asignatura será de gran utilidad para su formación. 

Los conceptos y técnicas desarrollados en esta asignatura facilitarán la comprensión e interpretación de los fundamentos de funcionamiento de las principales familias de antenas empleadas en sistemas de comunicaciones móviles, los parámetros fundamentales que describen su funcionamiento en un entorno de propagación móvil, así como los procesos de diseño que pueden maximizar su rendimiento, tanto desde el punto de vista de Ganancia Efectiva Media, como de aplicación de esquemas de diversidad y canales MIMO.

Igualmente, adquiere gran importancia la formación práctica recibida tanto en  las sesiones de problemas como en el laboratorio y en los seminarios y trabajos supervisados propuestos.

3. Evaluación

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

El alumno dispondrá de una prueba global en cada una de las convocatorias establecidas a lo largo del curso. Las fechas y horarios 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 tipo test (multirespuesta, con penalización 1/(N-1) siendo N el número de posibles respuestas) y una segunda parte de problemas o supuestos prácticos. Este examen tendrá un peso del 70% de la nota global (20% para la nota de la parte teórica y 50% para la parte de problemas o supuestos prácticos). Se trata de una prueba escrita que puede incluir tanto la resolución de problemas como preguntas teóricas y prácticas formuladas en modo de test de respuesta múltiple. 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 cuyo peso sobre la nota global es de un 30%  (15% prácticas de laboratorio (PL), 15% trabajo con tutoría en grupo (TG)).

 

EVALUACIÓN CONTINUA: 

El alumno dispondrá, a lo largo del curso, y a parte de las pruebas globales comentadas anteriormente, de la posibilidad de una prueba de evaluación continua distribuida de la siguiente forma.

A la terminación de los dos primeros temas se establecerá una prueba consistente en dos partes, una de carácter teórico tipo test y una segunda parte consistente en un problema. Del mismo modo al finalizar el curso y en las fechas reservada por la EINA para la finalización de evaluaciones continuas se realizará una segunda prueba consistente también en dos partes, una teórica de tipo test y un problema, correspondiente en este último caso a los dos últimos temas de la asignatura. Las posibles fechas de las prueba de evaluación continua se notificarán, en la medida de lo posible, al iniciar el curso, o en cualquier caso con la suficiente antelación . La suma de ambas pruebas de evaluación continua será equivalente la prueba global mencionada anteriormente. La ponderación correspondiente a las dos pruebas de evaluación continua será la misma que la establecida para las pruebas globales, a las que el alumno deberá presentarse si no aprueba en la evaluación continua. Siendo necesario, al igual que en la prueba global, un 4.5 sobre 10 para sumar las notas de prácticas y del trabajo.

Con el fin de establecer la nota definitiva para la evaluación continua y definir si se ha de presentar a la prueba global o no la fecha límite de la entrega de las prácticas se establecerá en 3 días antes de la fecha correspondiente convocatoria oficial de la primera prueba global definida en el calendario establecido por la EINA.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

1. Clase de Teoría.-Exposición de contenidos mediante presentación o explicación por parte de un profesor (posiblemente incluyendo demostraciones).

2.Aprendizaje basado en problemas.-Enfoque educativo orientado al aprendizaje y a la instrucción en el que los alumnos abordan problemas reales en pequeños grupos y bajo la supervisión de un tutor.

3. Laboratorio.-Actividades desarrolladas en espacios especiales con equipamiento especializado (laboratorio, aulas informáticas).

4. Trabajos teóricos.-Preparación de seminarios, lecturas, investigaciones, trabajos, memorias, etc. para exponer o entregar en las clases teóricas.

5.Evaluación.-Conjunto de pruebas escritas, orales, prácticas, proyectos, trabajos, etc. utilizados en la evaluación del progreso del estudiante.

6.Tutoría.-Período de instrucción realizado por un tutor con el objetivo de revisar y discutir los materiales y temas presentados en las clases.

4.2. Actividades de aprendizaje

1. Clases magistrales participativas en las que se presentan los fundamentos teóricos del contenido de la asignatura y en las que se propicia la participación del alumnado. Esta actividad se realizará en el aula de forma presencial. Se combinarán la presentación de material bibliográfico previamente entregado al alumno (o depositado en los medios informáticos facilitados por la Universidad para tal fin) con el uso de pizarra para su correcto seguimiento. El tiempo estimado para el alumno para esta actividad es de 40 horas. El Trabajo autónomo estimado para el alumno para esta actividad es de 60 horas.

2. Clases de problemas y casos prácticos de aula en las que se realizan resolución de problemas y casos prácticos propuestos por el profesor de los fundamentos presentados en las clases magistrales, con posibilidad de exposición de los mismos por parte de los alumnos de forma individual o en grupos autorizada por el profesor. El tiempo estimado para el alumno para esta actividad es de 10 horas.

3. Prácticas de laboratorio. En grupos pequeños, se realizan una serie prácticas en las cuales se utilizarán tanto software como equipos específicos que permitan consolidar el conjunto de conceptos teóricos desarrollados a lo largo de las clases magistrales. Esta actividad se realizará en el Laboratorio de forma presencial. El tiempo presencial estimado para el alumno para esta actividad es de 10 horas. El Trabajo Autónomo estimado para el alumno para esta actividad es de 10 horas.

4. Realización de un trabajo de investigación práctico en grupo, y tutorizado por el profesor, basado en los contenidos de la asignatura. Para esta actividad se estima un total de 1,5 horas de trabajo tutorizado por el profesor por grupo de alumnos y 20 horas de trabajo autónomo del alumno.  Posibles visitas a instalaciones de Empresas y o institutos de investigación. 

5. Atención personalizada al alumno a través de las tutorías.

6. Respecto a la actividad de evaluación se estima dos sesiones de 1,5 hora de duración para la evaluación continua y 3 horas para la prueba global.

4.3. Programa

Tema 0. Presentación del curso.

Tema 1. Modelos de propagación. 

Tema 2. Canales selectivos.

Tema 3. Sistemas de diversidad. 

Tema 4. Antenas para comunicaciones móviles e inalámbricas. 

Tema 5. Parámetros de estructuras radiantes en entornos móviles y estimación del coeficiente de correlación entre antenas.

Tema 6. Antenas para sistemas de comunicaciones vía satélite.

 

SESIONES PRÁCTICAS.

Se programarán un total de 5 sesiones prácticas de Laboratorio, con una duración de dos horas por cada una de ellas.

En 3 de ellas se planteará un diseño de antenas para terminales portátiles mediante la utilización de programas de simulación electromagnética, aplicando especial cuidado en la optimización de determinados parámetros de la respuesta de las mismas en entornos de propagación móvil. Las 2 sesiones restantes tiene como objetivo trasladar conocimientos vistos en teoría a una herramienta de planificación de sistemas de radiocomunicaciones. Se realizará una planificación de un sistema, incidiendo especialmente en aquellos aspectos vistos en las clases teóricas.

Se planificarán, en la medida de lo posible, la visita a Instalaciones de Institutos de Investigación y/o Laboratorios de Investigación de Empresas relacionadas con la temática tratada en la asignatura, con el objeto de reforzar la adquisición de determinados resultados de aprendizaje.

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

El calendario de la asignatura, tanto de las sesiones en el aula como de las sesiones de laboratorio, estará determinado por el calendario académico que el centro establezca para el curso correspondiente.

La asignatura se imparte en el segundo semestre del primer curso coexistiendo, dentro de la misma materia, con las asignaturas “Sistemas de Radiolocalización y Satélites”,  “Sistemas de Transmisión Óptica y de Alta Frecuencia” y "Tratamiento de Señal en Comunicaciones Avanzadas". La asignatura tiene asignados un total de 6 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 la realización de seminarios y trabajos tutelados relacionados con contenidos de la asignatura, del mismo modo se planificarán, en la medida de lo posible, visitas a instalaciones especializadas en temáticas relacionadas con las materias tratadas en la asignatura. Esta distribución tiene como objetivo fundamental facilitar la compresión 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 evaluación continua y para aquellos que no superen la asignatura por evaluación continua una prueba global dividida en dos partes, una parte teórica y una prueba basada en problemas o supuestos prácticos. Estas dos pruebas promediarán con las prácticas de laboratorio desarrolladas a lo largo del curso. 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 prácticas de laboratorio e impartición de seminarios se harán públicas atendiendo a los horarios fijados por la Escuela.

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

La bibliografía recomendada puede consultarse en el enlace de la biblioteca.

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=60960

El profesorado, a parte de la bibliografía recomendada, dejará disponible material docente en el Anillo Digital Docente para su descarga por parte del alumnado, tanto por lo que se refiere al contenido teórico de la asignatura, como a las practicas de laboratorio y propuesta de elaboración de trabajos en grupo.