UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA E INFORMÁTICA SÍLABO ASIGNATURA: MICROONDAS Y RADARES:

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1 SÍLABO ASIGNATURA: MICROONDAS Y RADARES: CÓDIGO: 8F DATOS GENERALES 1.1 Departamento Académico : Ingeniería Electrónica e Informática 1.2 Escuela Profesional : Ingeniería Electrónica 1.3 Ciclo de Estudios : IX Ciclo Quinto año 1.4 Créditos : Condición : Obligatorio 1.6 Pre-Requisito : Propagación y Antenas 1.7 Horas de Clase Semanal : 04 (Teoría 02 Práctica 02) 1.8 Horas de Clase Totales : Profesor responsable : Mg Víctor Muñoz Ramos 1.10 Año Lectivo Académico : 2014-I 2. SUMILLA El alumno al finalizar el curso estará en condiciones de reconocer las características de los medios de propagación de las ondas guiados y no guiados, los diferentes tipos de polarización, los dispositivos de microondas. Las líneas de transmisión, las guías de onda, los modos de propagación. La formación de la base de banda, analógica y digital. Los tipos de modulación para portadoras analógicas y digitales. Los diversos códigos de línea y los usos. El principio del radar la ecuación del radar y los tipos de radares. 3. COMPETENCIAS GENERALES Sección: A Comprende los principios básicos de los dispositivos de microondas y la utilización adecuada de los mismos. Conoce la metodología del diseño de las redes de microondas, así como la evaluación del diseño en todas sus etapas. 4. ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIAAZAJE UNIDAD DENOMINACION HORAS I Líneas de transmisión y Guías de onda. Problemas 15 II Dispositivos de microondas. Figura de ruido. Problemas 15 III Formación de la Banda Base y trazado de perfiles 15 IV Diseño de enlaces de Línea de Vista (LOS). Ecuación del Radar. 15 Tipos de Radares. V Evaluaciones 08 Total de horas PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE UNIDAD 1: Líneas de transmisión y Guías de onda. Problemas Competencia específica 1: Diferencia con claridad los diversos tipos líneas de Transmisión así como los diversos parámetros. Competencia específica.2: Conoce los diversos tipos de modulación y sus aplicaciones. 1

2 CONTENIDOS: Tiene los conceptos de Utiliza los diversos tipos de línea Tiene una actitud los diversos tipos de para cada caso específico. responsable y creativa al líneas de transmisión y Determina las diversas momento de decidir el de las guías de onda distorsiones de las señales al paso por las guías de onda empleo de una tecnología en particular. Conoce el comportamiento de las ondas al pasar por los medios guiados. Calcula con precisión los términos como: Atenuación, figura de ruido, perdida por retorno, ancho de banda y otros. UNIDAD 2: Dispositivos de microondas. Figura de ruido. Problemas Competencia específica 1: Conoce los diversos tipos de dispositivos de microondas y sus diferentes aplicaciones en los sistemas de microondas. Competencia especifica 2: Conoce los efectos de la figura de ruido en las diferentes etapas de las redes de microondas. CONTENIDOS: Tiene los conceptos claros Resuelve problemas para la En la solución de los de la utilidad de los utilización adecuada de los problemas adopta una diversos dispositivos de dispositivos de microondas. actitud responsable. microondas y sus Emplea los dispositivos tratando Respeta las normas, y aplicaciones específicas de producir la mínima distorsión de las señales. cuida el medio ambiente. Conoce los modelos teóricos y experimentales de los dispositivos de microondas. Conoce la incidencia de la figura de ruido y demás parámetros, de los dispositivos en los sistemas de microondas. UNIDAD 3: Formación de la Banda Base y trazado de perfiles Competencia específica 1: Conoce los diversos tipos de modulación analógica y digital. Y las características de cada una de ellas. Competencia específica 2: Está familiarizado con los tipos de Banda Base, tanto para Redes análogas como digitales. CONTENIDOS: Tiene los conceptos claros Determina con precisión los Tiene una participación de los distintos tipos de parámetros de las activa y responsable al modulación, y sus ventajas modulaciones, como ancho de seleccionar las y desventajas de cada una banda, ruido de características de una red de ellas. intermodulación, etc.. de microondas. Conoce y está en condiciones de elegir las mejores combinaciones al diseñar una red de Microondas para un mejor desempeño. 2

3 UNIDAD 4: Diseño de enlaces de LDV. Ecuación del Radar. Tipos de Radares. Competencia específica 1: Conoce y maneja los mapas de curvas de nivel, para la Elaboración de las curvas de nivel, para determinar las características de la propagación Y determinar si los trayectos son adecuados de acuerdo a las recomendaciones. Competencia específica 2: Sigue un proceso lógico y secuencial al diseñar una red de Microondas de tal manera que le permita detectar fallas en el diseño y le sea fácil Corregir las mismas. Competencia específica 3: Conoce los principios y características de los Radares CONTENIDOS: Tiene los conceptos claros Resuelve con facilidad los Adopta actitudes críticas y para establecer un plan de problemas que se le presenten responsables, observa las diseño de una red en el proceso de diseño de las normas nacionales e dependiendo la demanda del servicio a satisfacer. redes de microondas. Plantea alternativas de solución frente a situaciones imprevistas. internacionales. Respeta el medio ambiente. Conoce las consideraciones generales para el diseño de redes de microondas y las Aplica con responsabilidad y respetando el medio ambiente. 6. ESTRATEGIAS METODOLOGICAS La asignatura se desarrolla en dos modalidades didácticas: 6.1 Clases teóricas: Se desarrollan mediante la exposición del profesor, donde se orienta a promover la participación activa del estudiante, mediante la solución de problemas y discusión de casos prácticos. 6.2 Clases prácticas: Se desarrollan las habilidades, actitudes y competencias a través de la solución de problemas y el planteamiento de alternativas en cada caso. La metodología del curso está orientada a promover la participación activa del alumno, mediante la solución de problemas y ejercicios de aplicación, la formación de grupos de trabajo, y la exposición de trabajos de investigación. El profesor tendrá a su cargo la exposición de los diferentes temas del curso, responderá las preguntas de los alumnos y complementará las intervenciones y exposiciones de los alumnos. 7.0 EVALUACION 7.1 Criterios La evaluación es en forma continua. Comprende evaluaciones de los conocimientos, habilidades y actitudes. Para evaluar los conocimientos se utilizan las prácticas calificadas y los exámenes. Las habilidades son evaluadas a través de la realización de los trabajos de investigación ó los trabajos de diseño individual o grupal. La evaluación de las actitudes es a través de la observación de cada estudiante, durante el desarrollo del curso, y la realización de las tareas asignadas, así como la responsabilidad, respeto y las relaciones con el profesor y los demás alumnos. La puntualidad, el orden, la redacción de los trabajos de investigación y la presentación oportuna se consideran en las calificaciones. 3

4 Los instrumentos de evaluación del curso: 1. (P) Prácticas calificadas: dos. 2. (T) Trabajos de investigación: dos 3. (E) Eámenes: Son tres, examen parcial (EP), examen final (EF) y examen sustitutorio (ES) ó de aplazado (EA) 7.2 Formula La nota final será el resultado de la siguiente fórmula: PF = (EP + EF + PP) / REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Rodolfo Neri Vela, Líneas de Transmisión, 1999, 1ra Edición, Mc Graw Hill, México, 479 páginas 2. José Miguel Miranda y otros. Ingeniería de microondas, 2002Prentice Hall, Madrid España, 365 páginas. 4. Matthew N. O. Sadiku., Elementos de Electromagnetismo, ra. Edición, Oxford University Press, México, 767 páginas. 5. Carlos Salema., Microwave Radio Links, 2003, Wiley Interscience, USA, 474 pages. 6. Trevor Manning., Microwave Radio Transmission Design Guide, 1999, Artech House, Inc. Boston London, 231 páginas. 7. IEEE Microwave Sistems IEEE Communications MG.. Víctor Muñoz Ramos, e. mail: victormunozr@gmail.com 4

5 SÍLABO ASIGNATURA: MICROONDAS Y RADARES IEE507 CÓDIGO: 1. DATOS GENERALES: 1.1 Departamento Académico : Ingeniería Electrónica e Informática 1.2 Escuela Profesional : Ingeniería Electrónica 1.3 Ciclo de Estudios : IX Ciclo Quinto Año 1.4 Créditos : Condición : Obligatorio 1.6 Pre-Requisito : IEE504 (Propagación y Antenas) 1.7 Horas de Clase Semanal : 04 (teoría 02 / práctica 02) 1.8 Horas de Clase Totales : Profesor responsable : Ing. Jhoseff Chávez Ramos 1.10 Año Lectivo Académico : 2014-I 2. SUMILLA Sección: B El curso de Microondas y Radares es obligatorio y corresponde al IX ciclo de la carrera, es de naturaleza teórico práctica y brinda a los estudiantes los principios fundamentales de las Líneas de Transmisión, las Guías de onda, los modos de propagación, los dispositivos de microondas, los amplificadores de microondas. Los parámetros básicos de los Radares y sus aplicaciones. 3. COMPETENCIAS GENERAL Comprende los principios básicos de transporte de ondas electromagnéticos en frecuencias elevadas, mediante el análisis teórico y práctico de los diversos elementos y dispositivos (activos y pasivos) de Microondas. Diseño e implementación de enlaces microondas mediante el software de simulación Pathloss 5, contrastado con la resolución de problemas; trabajando en equipo, con responsabilidad y respeto. 4. ORGANIZACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE UNIDAD DENOMINACIÓN N DE HORAS I Líneas de Transmisión y Guías de Onda 8 II Dispositivos de Microondas 8 III Formación de la Banda Base 8 IV Tipos de Modulación y sus aplicaciones 8 V Diseño de Enlaces Microondas 16 VI Proyectos de Microondas 8 5

6 VII Radares, tipos y sus aplicaciones 8 5. PROGRAMACION SEMANAL DE LOS CONTENIDOS Evaluaciones 10 Total Horas: 74 UNIDAD TEMATICA No 1: Líneas de transmisión y Guías de onda Competencia específica 1: Comprende las diferentes unidades de medida utilizadas para medir la energía asociada a una onda Electromagnética. Competencia específica 2: Conoce y diferencia los parámetros físicos y eléctricos en los diferentes modos de propagación de las ondas en las guías de ondas. Resuelve ejercicios aplicando Conceptúa las el fundamento físico - Participa características e matemático que sustentan activamente, con importancia de las líneas las leyes, principios de las responsabilidad, de transmisión y Guías de líneas de transmisión y las seriedad y respeto. ondas. guías de ondas. Características de las líneas de transmisión, parámetros de las Líneas de Transmisión, ROE y coeficiente de reflexión; guías de ondas, estructura de microcinta, modos de propagación y propagación en cavidades resonantes. UNIDAD TEMATICA No 2: Dispositivos de Microondas Competencia específica 1: Conoce los diferentes dispositivos de microondas para la implementación de los sistemas de microondas. Competencia específica 2: Conoce y diferencia los diversos dispositivos como acopladores, osciladores, amplificadores, dispositivos con ferritas y sus aplicaciones en las telecomunicaciones. 6

7 Conceptúa las características, funcionamiento e importancia de los dispositivos de microondas como Acopladores, Osciladores, Amplificadores y los dispositivos con ferrita. Reconoce los diversos dispositivos de microondas y sus aplicaciones dentro de los sistemas de microondas, dentro de los, identificando su comportamiento frente a ellos. Participa activamente, con responsabilidad, seriedad y respeto. Características y funcionamiento de los dispositivos de microondas: atenuadores rotatorios, desfasadores rotatorios, acopladores direccionales, osciladores, amplificadores de microondas. Aplicación de los dispositivos con ferritas, características girotrópicas. El aislador, el girador, el circulador, adaptación de impedancias. Tubos de microondas: La técnica del vacío, el Klystron, el tubo de ondas viajeras, el magnetrón. UNIDAD TEMATICA No 3: Formación de la Banda Base Competencia específica 1: Conoce las características y aplicaciones de los diferentes tipos de Banda Base. Competencia específica 2: Conoce la importancia de la formación de la banda base en los sistemas de microondas. Identifica los procesos de multiplexación dentro de un sistema, realizando Conceptúa las diversas formas de multiplexación, los códigos de línea y los sistemas de corrección de errores. Sus aplicaciones dentro de los sistemas microondas. modelamientos para mejoras en los resultados y propone diseños para sistemas de microondas óptimos. Participa activamente de los laboratorios experimentales con responsabilidad, seriedad y respeto. Características de los tipos de multiplexación: división de frecuencia, y división de tiempo. Los códigos de línea y los sistemas de corrección de errores. UNIDAD TEMATICA No 4: Tipos de Modulación y sus aplicaciones Competencia específica 1: Comprende las características de la propagación en la atmósfera terrestre y los problemas que se presentan en la transmisión de la información. 7

8 Competencia específica 2: Aplica los parámetros que se tienen que considerar para obtener una buena transmisión de información, los equipos y dispositivos utilizados para tal fin. Conceptúa las diversas formas de modulación a considerar para una buena transmisión, teniendo en cuenta los problemas atmosféricos que se presentan en el medio para de este modo considerar los equipos y dispositivos a utilizar. Mediante la utilización de programas y/o software de simulación identificar y solucionar los problemas en la transmisión dentro de un sistema de microondas. Participa activamente de los laboratorios experimentales con responsabilidad, seriedad y respeto. Conocimiento de los tipos de modulación analógica (moduladores y demoduladores análogos) y modulación digital (moduladores ASK, FSK, PSK, QAM). Análisis y características del ruido e interferencias. UNIDAD TEMATICA No 5: Diseño de Enlaces Microondas Competencia específica 1: Comprende y conoce las características básicas de los enlaces microondas para su diseño. Competencia específica 2: Identifica los equipos usados actualmente para el diseño de enlaces de microondas. Conceptúa las Diseña enlaces Participa características básicas de microondas teniendo en activamente de los los enlaces microondas cuentas todos los laboratorios desarrollando los cálculos de parámetros estudiados experimentales con los parámetros a considerar mediante el software de responsabilidad, según los equipos a utilizar. simulación Pathloss 5. seriedad y respeto. Características de las estaciones del sistema, estaciones terminales, estaciones de derivación y estaciones repetidoras. Diseño del sistema de antena. Interferencias con los sistemas de comunicación por satélite. Interferencias con los sistemas de radar. Pérdidas de espacio libre. Niveles de potencia de la entrada del receptor. Nivel umbral (Pth). Profundidades de desvanecimiento (fa). Relación C/N por ruido causado por interferencias. 8

9 UNIDAD TEMATICA No 6: Proyectos en Microondas Competencia específica 1: Comprende los principios necesarios para el desarrollo en general de proyectos en Telecomunicaciones. Competencia específica 2: Diseña Proyectos de Microondas mediante herramientas tecnológicas como el Pathloss 5 y el MS Porject. Comprende los principios fundamentales para el desarrollo de proyectos en telecomunicaciones, tomando diferentes escenarios para la aplicación de tecnologías 2G, 3G y LTE Características generales para el desarrollo de proyecto en telecomunicaciones. Estudios de Campo, proceso de implementación e instalación, comisionamiento de equipos y entrega de enlaces. Escenarios y equipos usados actualmente en la implementación para tecnologías 2G, 3G y LTE. Nuevas tendencias y vanguardias en microondas. UNIDAD TEMATICA No 7: Radares, tipos y sus aplicaciones Competencia específica 1: Conoce las características y tipos de radares, conociendo sus aplicaciones. Competencia específica 2: Conoce los equipos y dispositivos utilizados actualmente. Realiza el informe y diseño de proyectos en microondas con ayuda del Pathloss 5 y el MS Project Participa activamente de los laboratorios experimentales con responsabilidad, seriedad y respeto. Conceptúa las características, tipos de radares, teniendo en cuenta su funcionamiento y sus aplicaciones. Conoce los equipos y dispositivos utilizados en la actualidad. Identifica los diversos tipos de radares según su funcionamiento, según los ejercicios aplicativos y la utilización de programas para su diseño. Participa activamente de los laboratorios experimentales con responsabilidad, seriedad y respeto. 9

10 Características, tipos, funcionamiento y aplicaciones de los radares. Equipos y dispositivos utilizados actualmente. 6. ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS Para el logro de un aprendizaje significativo, dentro del enfoque Constructivista, se aplicará: 6.1 Método de Cambio Conceptual y Verbal Significativo para la parte teórica. 6.2 Método Científico y por Descubrimiento para el diseño de un sistema de microondas. 6.3 Método de Resolución de Problemas como Investigación, mediante los problemas abiertos, trabajo en grupos de no más de tres alumnos y prácticas en Laboratorio de microondas. 6.4 Diseño de un enlace microondas mediante un programa de simulación - PathLoss (PLW40), considerando aplicaciones reales. 7. EVALUACIÓN La evaluación es continua y apunta hacia el establecimiento de relaciones significativas entre los distintos conceptos, así mismo toma en cuenta la retroalimentación. PROMEDIO FINAL se obtiene: PF = (PP + EP + EF) / 3 (PP) promedio de prácticas: (3 prácticas calificadas)/3 (EP) Examen parcial (EF) Examen final 8 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 1. Rodolfo Neri Vela, Líneas de Transmisión, 1999, Edición 2013, Mc Graw Hill, México, 493 páginas. 2. José Miguel Miranda y otros., Ingeniería de microondas, 2002, Prentice Hall, Madrid España, 365 páginas. 3. Carlos Salema., Microwave Radio Links, 2003, Wiley Interscience, USA, 474 pages. 4. Trevor Manning., Microwave Radio Transmission Design Guide, 1999, Artech House, Inc. Boston London, 231 páginas. REFERENCIAS EN LA WEB 5. IEEE Microwave Sistems 6. IEEE Communications 10