Proyecto ARIAM: desarrollo de un radiotelescópio y de un taller de Radioastronomía e Ingeniería de alta frecuencia como herramienta para el fomento de la cultura científica y tecnológica en la UPCT

En esta comunicación pretendemos dar a conocer una iniciativa de fomento de la cultura científica y tecnológica dentro del área de Radioastronomía e Ingeniería de Telecomunicaciones, que se ha denominado proyecto ARIAM (Aula-taller de Radioastronomía e Ingeniería de Antenas y circuitos de Microondas). Esta iniciativa tiene como punto de inicio el desarrollo de un Radiotelescopio de microondas por parte de los alumnos de último cursos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación (ETSIT) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT). El Radiotelescopio consta, básicamente, de una antena parabólica de unos 3 metros de diámetro, de un receptor de microondas de elevada sensibilidad y ganancia, y de un sistema de adquisición de datos y control del apuntamiento de la antena. Se trata de un proyecto de ingeniería complejo y de un reto tecnológico, que involucra el desarrollo de varios subproyectos de naturaleza multidisciplinar. Están implicadas áreas temáticas como la ingeniería de antenas, la ingeniería de circuitos de microondas, la instrumentación electrónica, la ingeniería mecánica, técnicas de adquisición y procesado digital de la señal, la ingeniería de control y de motores, la astrofísica… etc. La novedad y el interés docente estriban en que todos estos subproyectos están siendo dirigidos por profesores de la UPCT, y son desarrollados íntegramente por alumnos de esta misma Universidad, utilizando los conocimientos y los laboratorios disponibles en las instalaciones de la UPCT. Es la primera vez en España que un sistema tan complejo y tecnológicamente avanzado como un Radiotelescopio está siendo desarrollado íntegramente con recursos humanos y tecnológicos de una Universidad Pública. Un objetivo fundamental de esta iniciativa es el de trasladar a la sociedad murciana en general, y a los más jóvenes en particular, un mensaje claro y vital en estos momentos: nuestros actuales y futuros estudiantes universitarios tienen a su disposición los medios para adquirir los conocimientos y habilidades necesarias que permiten abordar proyectos tan interesantes como los que se describirán en la ponencia. En esta misma ponencia se resumirá el trabajo realizado hasta la fecha durante los cuatro años que lleva en marcha esta actividad. Se mostrarán los resultados obtenidos, tanto a nivel técnico como a nivel humano, haciendo hincapié en la respuesta que han dado los alumnos a esta propuesta y las habilidades que ellos mismos están desarrollando gracias a este proyecto. Cabe destacar el trabajo en equipo, el carácter multidisciplinar del mismo, el desarrollo de habilidades prácticas y competencias profesionales como el manejo de maquinaria de fabricación de circuitos y estructuras, o de instrumentación de testeo y ajuste de circuitos… etc. El Radiotelescopio será usado para difundir entre alumnos, profesores y público en general la tecnología que hace posible la concepción y puesta en marcha del mismo, así como la disciplina de la Radioastronomía, tan interesante como desconocida. Con este objetivo de difusión, todos los sistemas que están siendo desarrollados tienen una finalidad claramente divulgativa, buscando siempre la claridad de los conceptos que se pretenden transmitir. Asimismo, en la ponencia se describirán las posibilidades de ampliación y mejora del Radiotelescopio, de manera que se entienda por qué este proyecto está pensado para ser más que un mero instrumento de observación, parte de un aula-taller de aprendizaje y difusión de la tecnología de antenas y circuitos de alta frecuencia. Por supuesto, este Radiotelescopio además de para divulgación será usado para tareas científicas de observación del Universo, y en concreto para detectar las señales de microondas originadas por el hidrógeno atómico presente en las nebulosas que pueblan nuestra Galaxia. Además de ser un instrumento para astrofísicos y radioastrónomos profesionales, el Radiotelescopio estará a disposición de las asociaciones astronómicas amateurs regionales, como la Agrupación Astronómica de la Región de Murcia (AARM) o la Asociación Astronómica de Cartagena (AAC). Además, el Radiotelescopio formará parte del proyecto internacional SETI (Search of Extraterrestrial Intelligence), cuya misión es buscar posibles señales de radio extraterrestres que tengan un origen artificial. En la ponencia se mostrarán las bondades de este proyecto ARIAM para fomentar el interés por las carreras de Ciencia e Ingeniería en nuestra Región. Además, este proyecto cuenta con el apoyo de varias universidades del territorio nacional y del Instituto Astrofísico de Canarias, adquiriendo un carácter interterritorial. El desarrollo del Radiotelescopio de ARIAM ha sido financiado por la Fundación regional Séneca durante los años 2006, 2007 y 2008.El desarrollo de este Radiotelescopio no habría sido posible sin la financiación ofrecida durante los años 2006, 2007 y 2008 por la Fundación Regional Séneca [37]. De igual o mayor valor es la ilusión mostrada por todos los alumnos de la ETSIT de la UPCT que han colaborado o están colaborando en el proyecto ARIAM, los cuales nombramos por orden cronológico: Ricardo Alarcón Llamas (LNAs v1.0, curso 2005-2006), Pedro Enrique Ros Avilés (mixer v1.0, curso 2005-2006), Anna Kamasheva (LNA v2.0, curso 2006-2007), Gonzalo Peñafiel Beltrán (LNA v3.0, curso 2006-2007), Mónica Moragón Serano (oscilador, curso 2006-2007), Adrián Juan Heredia (bocina, curso 2006-2007), Francisco J. Sandoval Piqueras (mixer v2.0, curso 2006-2007), Javier Molero Madrid (sistema, curso 2007-2008), Jesús Mora Rodríguez (sistema, curso 2007-2008) y Marta Rodríguez García Rodríguez (sistema, curso 2007-2008). Asimismo, la dedicación de los profesores Fernando Quesada Pereira, Alejandro Álvarez Melcón, Jose María Molina García-Pardo, David Cañete Rebenaque y José Luis Gómez Tornero, de la ETSIT de la UPCT, ha sido vital para conseguir llegar hasta el punto en el que está el proyecto ARIAM

Diseño de un amplificador de pequeña señal y de banda ancha para 1.1 GHZ

En este artículo los autores presentan los pasos efectuados para la determinación de los componentes a utilizar para asegurar la estabilidad del transistor, el correcto funcionamiento del circuito y para el diseño de las pistas del circuito. Se presentan además los resultados de las simulaciones que demuestran el funcionamiento del mismo

Diseño de un amplificador Doherty con etapa de pre-amplificación para aplicaciones Wimax

viii, 39 páginas : ilustraciones, figurasEste proyecto presenta la metodología de diseño de un amplificador de potencia Doherty (DPA) para aplicaciones en tecnología WiMAX, con frecuencia de trabajo de 3.5 GHz; al cual se adiciona una etapa de pre-amplificación con el objetivo de incrementar los niveles de ganancia dentro de la región Doherty, donde se tiene la mayor eficiencia del amplificador. Para ello se utiliza la estrategia de extracción de parasitas para caracterizar los dispositivos GaN HEMT de Cree Inc., y la validación de los resultados por medio del software de Keysight Advanced Design System (ADS) ®. Donde se obtiene como resultado de las simulaciones una máxima eficiencia de potencia agregada (PAE) de 44%, potencia de salida en saturación de hasta 43dBm y valores de ganancia en la zona Doherty que superan los 20dB, que comparado con el amplificador Doherty en su estructura básica representa un incremento mayor al 110%.Bibliografía: páginas 37-39PregradoIngeniero Electrónic

Design of a linear microwave amplifier for X-Band carriers

Abstract In the present article, are exposed the results obtained in the design of a linear microwave amplifier for X-band carriers. Fundamentally, shows the contributions made in the techniques of implementation of high frequency amplifier circuits based on transistors of GaN HEMT technology; as well as the elaboration of polarization lines and adaptation ports, stability control and gains in the desired frequency range. It should be noted the use of free software tools for the characterization of the transistor through its S parameters and the geometry of the transmission lines of the circuit

Método de extracción de modelos circuitales de dispositivos encapsulados de microondas

This work is the result of the investigations in the modelling of microwave packaged devices made by our group. A robust and accurate-straightforward electrical small signal modelling technique for radiofrequency and microwave packaged devices, is shown. This method called DICOMPAK is based on previous works made by us, and can be used for the electrical modelling of two types of packaged devices: ceramic packaged devices and low cost plastic encapsulated devices. The technique employs analytically derived expressions and it is based on analysis of the measured scattering parameters over an adequate frequency range. Very good agreement is shown between measured and simulated scattering parameters for different ceramic and plastic packaged devices from several foundries

Diseño e implementación de un sistema de amplificación lineal para modulación ask en el rango de bajas frecuencias de microondas

Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

Modelo compacto con capacidad de predicción de parámetros físicos para amplificadores de RF

En el presente trabajo se ha presentado un análisis de transistores de efecto de campo usando fuentes de voltaje pulsadas. Se han realizado medidas de microondas en dispositivos de tecnología HEMT’s y LDMOS poniendo en evidencia la diferencia entre el comportamiento estático y dinámico de dichos dispositivos. En base a las medidas se ha realizado un procesamiento de datos derivando una nueva ecuación con la capacidad de reproducir ambos tipos de comportamiento con elevada precisión y en diferentes puntos de operación. Consecuentemente el trabajo aporta un nuevo modelo basado en un circuito no lineal de cuatro terminales. La relevancia de este modelo es la capacidad de predecir los efectos físicos como la dispersión frecuencial y la movilidad electrónica del dispositivo semiconductor. Esto es importante pues la dispersión frecuencial es uno de los problemas más importantes de los sistemas de comunicación modernos que genera efectos memoria limitando la capacidad de transmitir señales de gran ancho de banda. El hecho de poder predecir la movilidad electrónica y la dispersión frecuencial ayudan al diseñador de circuitos a mejorar su calidad y tiempo de diseño. Además, permite a la industria de fabricación de componentes de RF ahorrar costos de producción pues esta técnica permite predecir el comportamiento de los circuitos antes de implementarlos. La metodología para la obtención del modelo compacto ha sido validada a través de la implementación de un amplificador de potencia en tecnología LDMOS usando la técnica propuesta. El modelo propuesto es abierto puesto que la nueva técnica propuesta se puede implementar en cualquiera de los modelos convencionales usados actualmente en el ámbito industrial y académico.In this work presents an analysis of field effect transistors using pulsed voltage sources has been presented. Microwave measurements have been made in HEMT's and LDMOS technology devices highlighting the difference between the static and dynamic behavior of these devices. Based on measurements, data processing has been performed, deriving a new equation with the ability to produce both types of behavior with high precision and at different points of operation. Consequently, the work provides a new model based on a non-linear four-terminal circuit. The relevance of this model is the ability to predict physical effects such as frequency dispersion and electronic mobility of the semiconductor device. This is important because the frequency dispersion is one of the most important problems of modern communication systems that generates memory effects limiting the ability to transmit signals of high bandwidth. The fact of being able to predict the electronic mobility and the frequency dispersion help the circuit esigner to improve their quality and design time. It also allows the RF component manufacturing industry to save production costs as this technique allows to predict the behavior of the circuits before implementing them. The presented methodology has been validated through the implementation of a power amplifier in LDMOS technology using the proposed technique. The proposed model is open since the proposed new technique can be implemented in any of the conventional models currently used in the industrial and academic field.Revisión por paresCampus Arequip

Medidas paramétrics en transistores de nitruro de galio para aplicaciones de sistemas de comunicación en alta frecuencia

El proyecto consta de tres partes que describen el trabajo realizado en el marco de los transmisores de alta frecuencia y de alta potencia. La primera parte es un estudio es un estudio de las tecnologías de GaN, observando la capacidad de ésta para el diseño de amplificadores de alta potencia. La segunda parte será la caracterización estática y dinámica de un transmisor de tecnología GaN de alta potencia y alta frecuencia. La tercera parte consistirá en el diseño de una amplificación de microondas para la frecuencia de 2.1 GHz.Escuela Técnica Superior de Ingeniería de TelecomunicaciónUniversidad Politécnica de Cartagen

Diseño de un amplificador RF para comunicaciones celulares con parámetros S

Cuando una comunicación celular se ve afectada por pérdidas e interferencia es necesario añadir equipos que contrarresten estas pérdidas de modo que se tenga una comunicación efectiva. Para solucionar esa problemática, actualmente destacan el uso de repetidores de señal, amplificadores y de femtoceldas. Del estudio de estos se desprende que los amplificadores resultan ser soluciones sencillas de implementar y económicas respecto de las femtoceldas. Al analizar los repetidores se observa que su componente principal es un amplificador RF; de la consideración de los tipos de este amplificador se encuentra que el más relevante dentro de un repetidor es el amplificador de bajo ruido (LNA) ya que asegura que la señal se amplificará añadiendo el menor ruido posible respecto del que se tenga en la entrada del sistema. De la investigación de la tecnología de transistores, se determina el uso de un PHEMT. Por lo tanto, el asunto de estudio se restringe al diseño de un LNA a partir de un PHEMT a través del empleo de parámetros S y el software de diseño ADS. La técnica de diseño a emplear es en una sola etapa por adaptación de impedancias a través del emparejamiento reflectante. El diseño se elabora en los rangos de emisión 824- 849MHz y 869-894MHz de recepción, logrando una ganancia superior a los 13dB con una figura de ruido inferior a los 5dB. Previamente al diseño de las redes de adaptación en el software ADS se elaboró un módulo de evaluación para comprobar que el transistor elegido cumplía con las características deseadas en cuanto a frecuencia y ganancia. Los resultados se verificaron a través de simulaciones en software respecto a la figura de ruido y a la ganancia, ambas variables en el rango de frecuencia deseado. Asimismo, se comprobó solamente la ganancia sobre circuitos prototipo debido a que no se contaba con un generador de ruido.Tesi