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Academic Year/course: 2023/24

581 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering

30384 - High Frequency: the Basics


Syllabus Information

Academic year:
2023/24
Subject:
30384 - High Frequency: the Basics
Faculty / School:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Degree:
581 - Bachelor's Degree in Telecommunications Technology and Services Engineering
ECTS:
6.0
Year:
4
Semester:
First semester
Subject type:
Optional
Module:
---

1. General information

 

It is intended to provide an introduction to the analysis and design of passive and active microwave-millimeter-wave circuits. The subject also includes the use of CAD tools for the design of such circuits; as well as an introduction to high frequency circuit measurement systems.

Since most of the telecommunication systems work in the microwave-millimeter-wave frequency range, this course is fundamental for the understanding of these systems.

It is required to have knowledge of electromagnetic theory and low-frequency electronic circuits, so it is recommended to have passed the previous subjects whose subject matter is related to such knowledge.

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations Agenda  2030 (https://www.un.org./sustainabledevelopment/es/), so that the acquisition of the learning results of the subject provides training and competence to contribute to some extent to their achievement: - Goal 7. Affordable and non-polluting energy.

- Goal 8. Decent Work and Economic Growth

- Goal 9: Industry, innovation and infrastructure.

 

2. Learning results

 

  • Learn about the applications of Microwave Engineering.

  • Know the basic concepts of operation of passive microwave devices (attenuators, directional couplers, power dividers), as well as techniques for the design of microwave filters: Richard's transformation, Kuroda's identities and impedance-admittance inverters.

  • Understand the basic principles of transmission line resonators.

  • Understand the basic principles of linear and narrowband microwave amplifier design: maximum gain, constant power gain circumferences and low noise amplifiers gain, constant power gain circles and low noise amplifiers.

  • Know the measurement systems of microwave circuits.

  • Know how to work in a team, constructively criticizing the opinions of others, sharing information and knowledge with peers to find joint solutions.

 

3. Syllabus

 

Topic 1. Introduction and objectives of the subject.

Topic 2. General concept of microwave circuit.

Topic 3. Passive microwave circuits.

Topic 4. Resonators and microwave filters.

Topic 5. High frequency diodes and transistors.

Topic 6. Microwave amplifiers.

Topic 7. Optical communication systems for the transmission and/or processing of microwave signals (Microwave Photonics).

 

4. Academic activities

 

The learning process that has been designed for this subject is:

1. 46 hours of lectures.

2. 12.0 hours of in-class problems.

3. 11.0 hours of laboratory practice.

4. 11.0 hours of tutored practical work.

The program offered to the student to achieve the expected results includes the following activities:

ACTIVITY I. Theoretical presentation of the syllabus.

ACTIVITY II. Types of problems.

ACTIVITY III. Tutored practical work.

  • Adaptive networks with discrete elements. The ring resonator.

  • Microwave filter design.

  • Design of linear and narrow band amplifiers.

  • Measurement of S-parameters.

  • The laser diode: Direct modulation of the laser current.

ACTIVITY IV. Laboratory practices.

    1. Introduction to the high frequency circuit simulator (ADS).

    2. Design of adaptive networks with discrete elements. The ring resonator.

    3. Microwave filter design.

    4. Design of narrow band linear amplifiers: Maximum gain and minimum noise.

    5. IM/DD systems in optical communications.

 

5. Assessment system

 

The assessment will consist of three parts:

E1. Assessment of the 5 assignments tutored during the teaching period: 10%. The delivery of the report of the tutored work of must be done before the realization of the corresponding practical in the laboratory.

E2. Assessment of the 5 laboratory reports: 30% (5*6%). Each report should be submitted before the completion of the next lab practicum.

E3. Global review: 60%. This is a 3-hour written examination.

In case the student has not completed parts E1 and E2 of the evaluation procedure, the grade will be 100% of the overall assessment exam (part E3).

 


Curso Académico: 2023/24

581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

30384 - Fundamentos de alta frecuencia


Información del Plan Docente

Año académico:
2023/24
Asignatura:
30384 - Fundamentos de alta frecuencia
Centro académico:
110 - Escuela de Ingeniería y Arquitectura
Titulación:
581 - Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
Créditos:
6.0
Curso:
4
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información básica de la asignatura

Se pretende hacer una introducción al análisis y diseño de circuitos pasivos y activos de microondas-milimétricas. La asignatura incluye también el uso de herramientas CAD para el diseño de tales circuitos; así como una introducción a los sistemas de medida de circuitos de alta frecuencia.

Dado que gran parte de los sistemas de telecomunicación trabajan en el rango de frecuencia de las microondas-milimétricas, esta asignatura resulta fundamental para la comprensión de esos sistemas.

Se requiere tener conocimientos de la teoría electromagnética y de circuitos electrónicos de baja frecuencia, por lo que se recomienda tener aprobadas las asignaturas de cursos anteriores cuya temática esté relacionada con tales conocimientos.

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

- Objetivo 7. Energía asequible y no contaminante.

- Objetivo 8. Trabajo decente y crecimiento económico.

- Objetivo 9. Industria, innovación e infraestructuras.

 

2. Resultados de aprendizaje

  • Conoce las aplicaciones de la Ingeniería de Microondas.
  • Conoce los conceptos básicos de funcionamiento de dispositivos pasivos de microondas (atenuadores, acopladores direccionales, divisores de potencia), así como las técnicas adecuadas al diseño de filtros de microondas: la transformación de Richard, las identidades de Kuroda y los inversores de impedancia-admitancia.
  • Comprende los principios básicos de resonadores realizados con líneas de transmisión.
  • Comprende los principios básicos de diseño de amplificadores de microondas lineales y de banda estrecha: máxima ganancia, circunferencias de ganancia en potencia constante y amplificadores de bajo ruido.
  • Conoce los sistemas de medida de circuitos de microondas.
  • Sabe trabajar en equipo, criticando de manera constructiva las opiniones de los demás, compartiendo información y conocimientos con sus compañeros/as para buscar soluciones conjuntas.

3. Programa de la asignatura

Tema 1. Introducción y objetivos de la asignatura.

Tema 2. Concepto general de circuito de microondas.

Tema 3. Circuitos pasivos de microondas.

Tema 4. Resonadores y filtros de microondas.

Tema 5. Diodos y transistores de alta frecuencia.

Tema 6. Amplificadores de microondas.

Tema 7. Sistemas de comunicación óptica para la transmisión y/o procesado de señales de microondas (Microwave Photonics).

4. Actividades académicas

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura es:

1. 46 horas de clase magistral.

2. 12.0 horas de problemas en clase.

3. 11.0 horas de  prácticas de laboratorios.

4. 11.0 horas de trabajos prácticos tutorizados.

El programa que se ofrece al estudiante para lograr los resultados previstos, comprende las siguientes actividades:

ACTVIDAD I. Clases de exposición teórica del temario.

ACTIVIDAD II. Clases de problemas.

ACTIVIDAD III. Trabajos prácticos tutorizados.

  • Redes de adaptación con elementos discretos. El resonador en anillo.
  • Diseño de filtros de microondas.
  • Diseño de amplificadores lineales y de banda estrecha.
  • Medida de parámetros S.
  • El diodo laser: Modulación directa de la corriente del laser.

ACTIVIDAD IV. Prácticas de laboratorio.

     1. Introducción al simulador de circuitos de alta frecuencia (ADS).

     2. Diseño de redes de adaptación con elementos discretos. El resonador en anillo.

     3. Diseño de filtros de microondas.

     4. Diseño de amplificadores lineales de banda estrecha: Máxima ganancia y mínimo ruido.

     5. Sistemas IM/DD en comunicaciones ópticas.

5. Sistema de evaluación

La evaluación constará de tres partes:

E1. Evaluación de los 5 trabajos tutorizados durante el periodo docente: 10%. La entrega del informe del trabajo tutorizado de hacerse antes de la realización en el laboratorio de la práctica correspondiente.

E2. Evaluación de los 5 informes del trabajo de laboratorio: 30% (5*6%). Cada informe deberá entregarse antes de la realización de la siguiente práctica de laboratorio.

E3. Examen global: 60%. Se trata de un examen escrito de 3 horas de duración.

En caso de que el alumno no hubiera realizado las partes E1 y E2 del procedimiento de evaluación, su calificación resultará al 100% del examen global de evaluación (parte E3).