RECEPTORES DE RADIO

Autor: EDERRA URZAINQUI IÑIGO.
Año: 2004.
Universidad: PUBLICA DE NAVARRA.
Centro de lectura: E.T.S.I. INDUSTRIALES Y DE TELECOMUNICACIÓN .
Centro de realización: UNIVERSIDAD PÚBLICA DE NAVARRA.

Resumen: En esta tesis se ha estudiado el uso de estructuras Electromagnetic Bandgap (EBG) para frecuencias en la banda de las milimétricas. Estas frecuencias son muy apropiadas para aplicaciones de creación de imágenes ("imaging") debido a las diferentes propiedades de los materiales con respecto a las que presentan a frecuencias ópticas. El uso de antenas planas para estas aplicaciones, lo cual sería la opción preferida en cuanto a coste y complejidad de fabricación puede verse limitado debido a las pérdidas causadas por la excitación de ondas de sustrato. Estos problemas se pueden superar mediante el uso de la tecnología EBG, dado que dichos modos son inhibidos en estas estructuras periódicas. A pesar de que algunas demostraciones preliminares del uso de la tecnología EBG para estas aplicaciones ya han tenido lugar, éstas pueden considerarse como meras pruebas de concepto. El propósito de esta tesis ha sido tratar de superar este estado inicial y utilizar configuraciones basadas en esta tecnología para el diseño de receptores. En particular, se han estudiado varios aspectos relacionados con el diseño de receptores a frecuencias de milimétricas implementando tecnología EBG. Primeramente se han estudiado las características principales de los substratos basados en tecnología EBG. Para ello, se han considerado dos estructuras EBG, el "woodpile" y la estructura de Fan. Con respecto a los materiales dieléctricos utilizados para su construcción, se han utilizado silicio y Titanato de Zr/Sn, ZZT. El uso de un material de elevada constante dieléctrica es de gran interés, ya que permite la reducción del tamaño del EBG y el aumento de su ancho de banda. Se han estudiado tanto la impedancia de entrada como el diagrama de radiación de las configuraciones para las diferentes posiciones de un dipolo sobre el substrato EBG. Se ha encontrado que ambas características dependen fuertemente de la posición y de la orientación del dipolo con respecto de las zonas dieléctricas y de aire en la superficie de la estructura EBG. Así mismo, nuestros estudios han mostrado que el uso de materiales de alta constante dieléctrica no conlleva una disminución del tamaño de los elementos radiantes. Basándonos en estos resultados, varias configuraciones han sido estudiadas con ms detalle, siendo alimentadas por una línea Coplanar Stripline (CPS). Solamente aquellas configuraciones que presentan alta impedancia de entrada pueden ser adaptadas apropiadamente, dado que la línea CPS presenta alta impedancia característica. Así mismo, el efecto de las pérdidas de los lmateriales ha sido estudiado para estas configuraciones, resultando ser despreciables. Los resultados anteriores mostraron que es difícil encontrar una configuración de dipolo sobre "woodpile" que presente simultáneamente buenas características de radiación y adaptación. Por tanto, se ha propuesto una modificación de esta estructura EBG que mejora notablemente tanto el diagrama de radiación como la adaptación de la configuración inicial. Esta modificación es fácil de implementar, dado que se basa en el desplazamiento de las barras de la capa superior del "woodplile". Finalmente se han diseñado dos configuraciones de receptor implementando tecnología EBG: un detector directo y un mezclador subharmónico. En ambos casos el elemento radiante consiste en un dipolo colocado sobre un "woodpile" de silicio. En el caso del detector directo, el diseño trató de conseguir la máxima sensibilidad , manteniendo al mismo tiempo un diagrama de radiación no distorsionado. Se han fabricado y medido diversos prototipos de configuraciones que están de acuerdo con las predicciones. Con respecto al mezclador subharmónico, se diseñó para minimizar la temperatura de ruido. En este caso la mínima temperatura de ruido medida fueron 950K, a pesar de que se detectaron ciertos problemas debido a la presencia de mezclado harmónico.

Autor: SEVILLANO BERASATEGUI JUAN FRANCISCO.
Año: 2003.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES .
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: El continuo avance en las tecnologías de fabricación de circuitos integrados ha hecho posible que el mundo de las telecomunicaciones esté sufriendo una migración hacia la transición de la información en forma digital. Una de las aplicaciones que ha surgido dentro de este movimiento es la radiodifusión por satélite. Estos sistemas ofrecen una serie de ventajas entre las que destaca la cobertura rápida de amplias zonas de territorio desde el instante de su puesta en marcha. El formato elegido para la transmisión de la información es QPSK. En esta tesis se diseña un demodulador capaz de trabajar en las condiciones de recepción propias de estos sistemas. El demodulador es un componente autónomo, en el sentido de que es capaz de resolver los problemas de adquisición, pérdida de señal y tracking. El demodulador recibe la señal digitalizada a frecuencia intermedia y produce las variables de decisión que sirven de entrada para el decodificador. Además, produce indicaciones sobre su estado de sincronismo y la calidad de la señal. El demodulador tiene un grado de configurabilidad muy alto, que le permite adaptarse a las especificaciones de los distintos sistemas. La arquitectura empleada es lo suficientemente flexible como para considerar su empleo en otras aplicaciones. La unidad de tracking se ha sintetizado a partir del principio de máxima probabilidad. Esta técnica se ha desarrollado y aplicado con éxito al diseño de demoduladores durante la última década. Esta misma técnica se ha empleado también para el desarrollo de estrategias de adquisición y de indicación de estado. Junto con el diseño de este demodulador, se evalúa una metodología de trabajo. Esta metodología permite definir un flujo de diseño y un entorno de simulación para el demodulador que explotan la modularidad del diseño.

Autor: REINA TOSINA LUIS JAVIER.
Año: 2002.
Universidad: SEVILLA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: En esta Tesis se aplican distintas metodologías de análisis no lineal de mezcladores FET basadas en la expansión funcional de Volterra. Partiendo de una revisión de los modelos actuales de FET de AsGa más extendidos, y de los métodos de la entrada armónica y las corrientes no lineales, la investigación realizada incluye las series de Volterra con kernesl variantes en el tiempo y series dobles de Volterra. Se utilizan herramientas sistemáticas de análisis y fórmulas recursivas para la determinación de las corrientes no lineales. Mediante la aplicación de propiedades de simetría, se dedica especial atención a la extensión de los métodos de análisis para la descripción de configuraciones balanceadas. Se proponen dos estructuras de baluns activos, basadas en el par diferencial, para equilibrar las entradas a los puertos de OL y salida de un mezclador doblemente balanceado. Para el análisis de los baluns se utilizan series de Volterra junto con un modelo adecuado para los dispositivos activos, y se obtienen expresiones cerradas para la evolución de la ganancia e IMD. Se proponen criterios para la selección de los parámetros de diseño. Los resultados de las simulaciones se comparan con métodos alternativos de análisis no lineal, mostrando una buena correspondencia. Se aplica una descripción general sobre las series dobles de Volterra al análisis de circuitos no lineales de microondas variantes en el tiempo, poniendo especial énfasis en mezcladores FET. Se obtienen fórmulas recursivas y expresiones cerradas de las funciones de transferencia no lineales, a partir de un método de las corrientes no lineales generalizado a sistemas no lineales con dos puertos de entrada. Este enfoque también se utiliza para presentar una demostración formal de la técnica de análisis de gran señal-pequeña señal. Se propone un diseño de banda ancha para optimización de la IMD de un mezclador MMIC, con HEMTs en una configuración basada en la célula de Gilbert. El método desarrollado está basado en el análisis mediante seris de Volterra y se obtienen expresiones en forma cerrada. Los dispositivos activos se polarizan en la región subumbral, en la que la dependencia de la corriente con la tensión drenador-fuente es aproximadamente lineal, y se presenta una aproximación exponencial para la fuente de corriente del drenador. Se incluyen en el diseño baluns activos de IL y salida para reducir el nivel de OL. La ganancia de conversión teórica, el nivel óptimo de OL, la respuesta fundamental y el nivel de salida de la IMD han sido calculados. El método de análisi sha sido validado comparando los resultados teóricos con medidas. El chip ha sido construido utilizando HEMTs de AsGa del proceso ED02AH de la fundición Philips Microwave Limeil (ahora OMMIC). Este circuito con múltiples dispositivos ha sido ampliamente caracterizado mostrando un buen comportamiento entr 0.3 y 10 GHz, con ganancia de conversión en un ancho de banda de 7 GHz y bajo consumo de potencia, y características comparables con mezcladores de más baja frecuencia.

Autor: PACO SÁNCHEZ PEDRO ANTONIO DE.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.

Resumen: La Misión PLANCK fue seleccionada por el Comité del Programa Científico (SPC) de la Agencia Europea del Espacio (ESA) como una misión científica de tamaño medio. Tiene como objetivo el medir las anisotropías en la radiación cósmica del fondo de microondas (Cosmic Microwave Background, CMB), con una resolución y sensibilidad sin procedentes. Aunque la finalidad última de la Misión PLANCK, es de carácter científico, el objetivo de la presente tesis tiene carácter eminentemente tecnológico. Se trata de transferir al sector industrial nacional los resultados de los prototipos realizados en la fase de pruebas en laboratorio (Breadborard), desarrollados en centro públicos, para que se fabriquen las unidades del "Modelo Calificado" (Qualified Model) de parte del módulo posterior (Back End Module) en los receptores de 30 y 44 GHz. El presente Trabajo de Tesis plantea como objetivo principal el diseño y desarrollo de detectores de banda ancha y alta sensibilidad en banda milimétrica que formarán parte del "Back-End Module" de PLANCK. La premisa fundamental es la de proporcionar un diseño dedicado a la aplicación. Consideraciones fundamentales com peso, tamaño, consumo o integración son parámetros que generalmente no abordan los dispositivos comerciales y que requieren una especial atención en los programas espaciales. Se ha diseñado y desarrollado parte del BEM de los receptores de PLANCK en la banda de 30 y 44 GHz: detectores de banda ancha, alta sensibilidad y bajo ruido en banda milimétrica basados en diodos Schottky de AsGa e integrados mediante tecnología MIC. Asimismo se ha llevado a cabo la caracterización de las prestaciones completas de los detectores: característica de transferencia del detector, sensibilidad tangencial, respuesta en frecuencia, caracterización del espectro de ruido de muy baja frecuencia (tipo 1/f) y test en temperatura. Para llevar a cabo el diseño ha sido necesario la definición de un set-up de caracterización de dispositivos basado ene stación de sondas coplanar y transiciones coplanar-microstrip. Se ha particularizado para la extracción del modelo lineal y no lineal de diodos Schottky de AsGa hasta 50 GHz, así como la extracción del modelo de ruido 1/f de diodos Schottky. Por último se ha construido un módulo receptor basado den un receptor de potencia total y detección directa para evaluar prestaciones de receptores basados en la misma tecnología.

Autor: MELÉNDEZ LANGUNILLA JUAN.
Año: 2001.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: En el trabajo de investigación se muestra la viabilidad de la tecnología CMOS de Austria Mikro Systeme (AMS) para implementar un cabezal de radio frecuencia (RF) para un GPS con arquitectura de conversión directa a baja frecuencia intermedia o digitalización a frecuencia intermedia. El proceso seguido para realizar la demostración parte de un análisis del sistema donde se identifican los bloques del terminal de recepción y se asignan las especificaciones correspondientes, empleando la herramienta de simulación de sistemas Advanced Design System (ADS) de Hewlett Packard. En esta etapa fundamental se persigue elegir una topología del terminal que permita integrar el mayor número de elementos pasivos y reducir el número de componentes externos con el fin de reducir, en la medida de lo posible, el coste del producto. Posteriormente se desarrollan los componentes pasivos, inductores y varactores integrados, necesarios en los distintos bloques no proporcionados por las librerías de la tecnología. Las medidas on-wafer de los mismos permiten su emplo en el diseño de los circuitos que componen el terminal de GPS. Para el desarrollar los distintos bloques se emplea la herramienta de diseño de circuitos integrados SpectreRF de Cadence y se caracterizan los diseños por medio de múltiples simulaciones a nivel postlayout y de medidas on-wafer, verificándose que las prestaciones de los circuitos alcanzan las especificaciones inicialmente establecidas. Esto permite asegurar que el terminal de recepción compuesto por dichos bloques posee las características del GPS definidas inicialmente y que son similares a los dispositivos comerciales que se encuentran en el mercado.

Autor: RAJO IGLESIAS EVA.
Año: 2001.
Universidad: CARLOS III DE MADRID.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR.
Centro de realización: UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID.

Resumen: El objetivo general de esta Tesis es proporcionar nuevos avances que puedan ser útiles para el diseño de antenas de parches apilados. Con este fin se realizan estudios, tanto frecuenciales como de radiación de parches apilados en función de la posición y tamaño del parásito. Esto nos conduce a una nueva versión de estas antenas: los parches apilados asimétricos cuyas ventajas estriban en que presentan una banda considerablemente más ancha y son útiles para la simetrización del diagrama de radiación. Esta última aplicación será probada con éxito y en un array de estas antenas asimétricas. Además, se desarrolla un nuevo modelo de radiación para parches apilados con plano de masa finito (aplicable también a sus versiones asimétricas) que constituye una herramienta de utilidad para analizar algunos parámetros de la antena (fundamentalmente: coeficiente de acoplo vertical, despuntamiento de haz y coeficiente de dispersión de ondas de superficie) que, además, permitirá en un futuro elaborar leyes empíricas de variación de los mismos que nos conduzcan, junto con el citado modelo, a un método general de diseño de antenas de parches apilados.

Autor: SÁNCHEZ PÉREZ RAMÓN.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN .
Centro de realización: E.T.S.I. TELECOMUNICACIÓN (UPM).

Resumen: Esta tesis doctoral aborda algunos de los problemas de la recepción de datos digitales vía radio en entornos móviles. Dentro de este problema genérico se centra en la demodulación y detección en sistemas de comunicaciones a alta velocidad, para los que puede considerarse que el canal es de variación lenta pero fuertemente selectivo en frecuencia, con valores de interferencia intersimbólica que pueden superar ampliamente la duración del símbolo de señalización. De entre los distintos esquemas de modulación-demodulación existentes, han atraído especialmente nuestro interés aquellos que combinan el empleo de las modernas modulaciones de fase continua (CPM), de excelentes propiedades espectrales, con la demodulación mediante limitador-discriminador (LD) de frecuencia, dispositivo simple y barato y bien conocido en comunicaciones analógicas o digitales de tasa moderada, pero poco analizado para elevada tasa binaria y canal móvil multitrayecto. Esta tesis analiza el problema de la comunicación de datos mediante modulaciones CPM en canal selectivo en frecuencia empleando el LD para su demodulación y propone sistemas de pre y post procesamiento adicional al LD que permitan una mejora sustancial de sus prestaciones. Se ha realizado un análisis del sistema no lineal de transmisión mediante series de Volterra que ha puesto de manifiesto la relación existente entre el canal físico de comunicación y la interferencia del sistema. También se ha analizado en cierto detalle los efectos que sobre el ruido tiene el empleo del LD. Ambos análisis han puesto de manifiesto el papel determinante que sobre el señal y ruido juega la envolvente de la señal a la entrada del LD. La amplitud instantánea de la señal contiene valiosa información sobre el canal de transmisión y sobre el comportamiento de la señal de frecuencia. La tesis está organizada como sigue: El cap. 1 contiene los fundamentos teóricos de la tesis, así como el análisis de trabajos previos de interés y las conclusiones que de ellos se pueden extraer. En el cap. 2 se hace un análisis del sistema mediante series de Volterra con restricciones propias de sistemas de comunicación de datos binarios con principios generales y específicos del LD que, hasta donde nos alcanza, no tiene precedente. Así mismo compila resultados (ya clásicos) sobre ruido en LDs. Ambos propiciarán las propuestas de los capítulos siguientes. En el cap. 3 se propone e ilustra el empleo de la información de amplitud como complemento a la de frecuencia para mejorar la capacidad de detección de receptores MLSD, con algoritmo de Viterbi. Si bien el uso de la información de amplitud no es nuevo, sí lo es el enfoque, que concede a la amplitud entidad equivalente a la de la información de frecuencia y busca esquemas que optimicen su empleo conjunto. El cap. 4 contiene un análisis similar para receptores con DFE. En este caso cobra mayor relevancia el análisis del comportamiento no lineal del sistema. La problemática del ruido en DFE será de causas (la falta de gaussianidad) y consecuencias (la pérdida de calidad) similares a las de MLSD, pero con diferente "modus operandi", y este será considerado en cierto detalle. Este último capítulo contiene también una aplicación a un sistema comercial: HIPERLAN/1.

Autor: SÁNCHEZ FERNÁNDEZ MATILDE PILAR.
Año: 2000.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACIÓN.
Centro de realización: E.T.S.I. TELECOMUNICACIÓN.

Resumen: El objetivo de la Tesis es estudiar el impacto de esquemas de codificación con Turbo códigos en un sistema de tercera generación, donde están propuestos para soportar altos requisitos de calidad. Se ha analizado su impacto en primer lugar desde un punto de vista funcional, es decir si la ganancia de codificación que aportan es suficiente para los requisitos que contempla el sistema. En segundo lugar, desde un punto de vista crítico, estudiando los efectos del canal sobre la ganancia de codificación esperada. Para ello se ha propuesto e implementado un modelo de la interfaz radio UMTS con canales con desvanecimiento. En los casos de desvanecimiento la potencia de señal recibida puede llegar a estar por debajo del nivel de rudio en el sistema, lo que provocaría pérdidas de datos, o lo que es lo mismo, errores en ráfaga. Este tipo de errores es especialmente dañino en muchos esquemas de codificación, como es el caso de la codificación convolucional, dado que se asume que la llegada de errores a la entrada del decodificador es aleatoria. El esquema de Turbo codificación es una concatenación de dos convolucionales, por lo que se podría anticipar que el efecto de este tipo de errores va a ser igualmente problemático. Adicionalmente, se investiga la viabilidad de la implementación del algoritmo de decodificación para dar servicios en tiempo real. Para ello, se analiza el retardo asociado al proceso de decodificación, condicionado de forma inevitable por la profundidad de entrelazado. Se propone una modificación del algoritmo en la que se aplica un enventanado del algoritmo original y se estudian sus prestaciones. Por otro lado se estudian también los efectos de la cuantificación en el algoritmo de decodificación, obteniendo el mínimo número de bits que no degrade las prestaciones y que minimice los requisitos de memoria.

Autor: BLAS ARNAU JOSE MANUEL DE.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION .

Resumen: En esta tesis se presenta la concepción y realización de dos prototipos de sistemas receptores para señales GPS, cuya principal característica es la integración de un sistema de conformación de haz adaptativo en las estructuras habitualmente empleadas hasta ahora en los receptores GPS comerciales. La característica común de los dos demostradores es su bajo coste, utilizándose en su desarrollo tanto componentes comerciales como de diseño propio, y su modularidad. El primero de ellos es un sistema que realiza conformación analógica en RF, en el que se ha propuesto una configuración para los atenuadores-desfasadores basada en un modulador vectorial en tecnología MMIC, cuyo desarrollo constituye una de las aportaciones de la presente Tesis. El diseño final es muy compacto y de fácil integración en la estructura de la antena, obteniéndose un sistema modular adecuado para ser colocado en un móvil. El segundo prototipo realiza la conformación en banda base, según la idea expresada para la conformación digital. Los elementos hardware se reducen considerablemente, pero el proceso de recepción y la conformación de haz son totalmente interdependientes, lo que supone una carga computacional mucho mayor, y con ello una menor velocidad de refresco de los datos.

Autor: BRISO RODRIGUEZ CESAR.
Año: 1998.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION .

Resumen: El objetivo principal de esta Tesis es el diseño, desarrollo y construcción de un emulador de canal, especialmente diseñado para aplicaciones de comunicaciones móviles. Se realiza, en primer lugar, un análisis de estos nuevos sistemas que permite establecer sus parámetros de funcionamiento: ancho de banda, margen de frecuencias, etc... Estas especificaciones serán clave para el diseño y desarrollo de los distintos subsistemas que comprende el emulador: Unidad de Radiofrecuencia, Unidad de Retardo y Procesador de Multitrayecto. El diseño y construcción de los circuitos que integran los distintos subsistemas, utilizando en algunos casos, soluciones novedosas, constituye el núcleo de la presente Tesis. Se ha desarrollado, asimismo, un software de control, fácil de manejar para el usuario que permite variar los distintos parámetros de diseño de forma sencilla. El trabajo se complementa con un conjunto de medidas utilizando un receptor GPS, que permite obtener un modelo sencillo de canal de propagación.

Autor: RIERA SALIS JOSE MANUEL.
Año: 1990.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE TELECOMUNICACION.
Centro de realización: DEPARTAMENTO: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES PROGRAMA DE DOCTORADO: SEÑALES, SISTEMAS Y RADIOCOMUNICACIONES.

Resumen: SE ESTUDIA EL PLL DE ORDEN 3, ANALIZANDO SUS PRESTACIONES EN FUNCIONAMIENTO LINEAL Y NO LINEAL. EN PRIMER LUGAR SE ANALIZA LA ESTABILIDAD DE LAS CONFIGURACIONES POSIBLES, PARA SELECCIONAR Y CLASIFICAR LAS ESTABLES. SE DESARROLLA UN CONJUNTO ORIGINAL DE PARAMETROS DEL BUCLE DE ORDEN 3, EN BASE A LOS CUALES SE ANALIZAN TODOS LOS ASPECTOS LINEALES DE SU FUNCIONAMIENTO. SE PLANTEA ASIMISMO EL BUCLE OPTIMO EN DIFERENTES CONDICIONES. DENTRO DEL ANALISIS NO LINEAL SE PRESENTA UN METODO ORIGINAL DE CALCULO DEL MARGEN DE ENGANCHE, UTILIZANDO PARA LAS DISTINTAS CONFIGURACIONES DE ORDEN 3. EL METODO SE UTILIZA TAMBIEN PARA ANALIZAR LAS PRESTACIONES DEL BUCLE EN PRESENCIA DE INTERFERENCIAS. SE ESTUDIA POR SIMULACION EL ERROR DE FASE CAUSADO POR EL RUIDO, Y LAS DISTRIBUCIONES OBTENIDAS SE COMPARAN CON LOS RESULTADOS TEORICOS DE LA ECUACION DE FOKKER-PLANCK. SE PROPONE UNA FORMULA EMPIRICA. SE MUESTRA LA ADECUACION A LA SINCRONIZACION DE PORTADORA EN SISTEMAS MOVILES.