Para el correcto desempeño en aplicaciones basadas en comunicaciones, antenas, radares y microondas, es imprescindible entender cómo tienen lugar la generación, transmisión y recepción de las ondas electromagnéticas. Puesto que los circuitos integrados son cada vez más reducidos y operan a frecuencias cada vez más altas, es necesario tener en cuenta los efectos que tiene la propagación de ondas en los chips y en las obleas de circuitos. Debido a los nuevos descubrimientos en las ciencias de los materiales, nadie pone en duda la revolución que está teniendo lugar en la manipulación y control de la luz. Entre tales descubrimientos, podríamos subrayar las estructuras de bandgap fotónico, los espejos dieléctricos omnidireccionales, los metamateriales de índice negativo y el control de luz lenta y rápida, entre otros. Para comprender y dominarlos, es imprescindible conocer los fundamentos de las ondas electromagnéticas que se trabajan en esta asignatura.

Con esta materia el alumnado será capaz de:

- Definir e interpretar los conceptos característicos asociados a los campos electromagnéticos, así como aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y tecnologías para el desarrollo de sistemas de telecomunicación. (Competencia R1 del módulo de telecomunicación.)

- Utilizar habilidades, herramientas y aplicaciones para la resolución y desarrollo de soluciones aplicadas a las telecomunicaciones, manejando las especificaciones, reglamentos y normas de obligado cumplimiento y comprendiendo la responsabilidad ética y profesional de la actividad de la ingeniería técnica de telecomunicación. (Competencia R2 del módulo de telecomunicación.)

- Manejar, analizar y especificar los parámetros fundamentales de las ondas electromagnéticas de cara a la aplicación en sistemas de comunicaciones, realizando mediciones, cálculos e informes y comprendiendo los mecanismos de propagación y transmisión de ondas en diferentes medios y sus correspondientes dispositivos emisores y receptores. (Competencias R4 y R8 del módulo de telecomunicación.)

- Analizar la incidencia normal y oblicua de ondas planas sobre discontinuidades planas, así como evaluar las ventajas e inconvenientes de los sistemas de propagación guiados y no-guiados, expresando de forma fluida, tanto por escrito como de forma oral, procedimientos, resultados e ideas relacionadas con las telecomunicaciones. (Competencia R5 del módulo de telecomunicación.)

- TEMA 0. INTRODUCCIÓN

- TEMA 1. ONDAS PLANAS

1. Introducción. Descripción general. Leyes de Maxwell en el dominio de la frecuencia

2. Propagación de ondas planas en diferentes medios: medios sin pérdidas, medios sin pérdidas magnéticas, buenos dieléctricos, buenos conductores

3. Polarización de ondas planas

4. Flujo de potencia.

5. Velocidad de fase y velocidad de grupo

- TEMA 2. INCIDENCIA NORMAL Y OBLICUA SOBRE DISCONTINUIDADES PLANAS

1. Incidencia normal sobre discontinuidades planas

1.1. Incidencia normal en dos medios. Coeficiente de reflexión y transmisión. Superposición de dos ondas

1.2. Incidencia normal en tres medios. Incidencia normal en medios con N discontinuidades. Supresión de reflexiones en el primer medio

2. Incidencia oblicua sobre discontinuidades planas

2.1. Leyes de Snell. Índice de refracción. Reflexión total

2.2. Descomposición del campo eléctrico incidente en el plano de incidencia. Polarización paralela y polarización perpendicular. Análisis de los coeficientes de reflexión. Ángulo de polarización

- TEMA 3. RADIACION ELECTROMAGNETICA

1. Mecanismo de la radiación

2. Parámetros básicos de las antenas: diagrama de radiación, directividad y ganancia

3. Antenas típicas/básicas. Teorema de la reciprocidad

3.1. Antenas lineales

3.2. Antenas de apertura

3.3. Teorema de la reciprocidad

4. Formula de Friis

- TEMA 4. ONDAS GUIADAS

1. Guías de onda

1.1. Planteamiento del problema y generalización

1.2. Modos y parámetros de propagación

2. Líneas de transmisión

2.1. Líneas de transmisión. Estudio particular de los modos TEM

2.2. Equivalente circuital de una línea

2.3. Ecuaciones y soluciones de la línea de transmisión

2.4. Transformación de impedancias

2.5. Reflexiones en las líneas de transmisión



Prácticas de laboratorio:

P1. Medida de señales RF con el analizador de espectros

P2. Medida de la frecuencia en guías de ondas

P3. Caracterización de cables coaxiales con el analizador de redes

P4. Medida del coeficiente de onda estacionaria en guías de ondas

P5. Caracterización de antenas

La asignatura se trabaja tanto de forma individual como en grupo. Las clases magistrales + prácticas de aula se trabajan de forma individual y las prácticas de laboratorio se trabajan en grupos de cinco a seis personas. A continuación, se detalla la metodología desarrollada:

- Clases magistrales: exposición de fundamentos y conceptos teóricos basada en el uso de transparencias PowerPoint.

- Prácticas de aula: resolución de problemas relacionados con la teoría expuesta en las clases magistrales.

- Prácticas de laboratorio: realización y procesamiento de medidas experimentales y documentación en informes normalizados en grupos de cinco a seis personas.

• Sistema de Evaluación Continua
• Sistema de Evaluación Final
• Herramientas y porcentajes de calificación:
  • Prueba escrita a desarrollar (%): 70
  • Prueba tipo test (%): 18
  • Trabajos en equipo (resolución de problemas, diseño de proyectos) (%): 12

La nota global de la asignatura está dividida en dos partes:

- 88% de la nota global: evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula.

- 12% de la nota global: evaluación de las prácticas de laboratorio.



Para aprobar la asignatura es necesario:

- Obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula

y

- obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las prácticas de laboratorio.



Evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula:

- Evaluación continua:

* Cuestionarios en eGela (18% de la nota global).

* Colección de problemas y/o cuestiones en examen final escrito en la fecha oficial de celebración de la prueba de evaluación final (70% de la nota global).

* El alumnado tiene derecho a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final: para ello, debe presentar por escrito la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispone de un plazo de 9 semanas, a contar desde el comienzo del cuatrimestre.

- Evaluación final:

* Colección de problemas y/o cuestiones en examen final escrito en la fecha oficial de celebración de la prueba de evaluación final (88% de la nota global).



Evaluación de las prácticas de laboratorio:

- Evaluación continua:

* Informes normalizados de las medidas obtenidas (12% de la nota global).

* Se realizan en grupos y se entregan obligatoriamente al término de cada práctica.

* El alumnado tiene derecho a ser evaluado mediante el sistema de evaluación final: para ello, debe presentar por escrito la renuncia a la evaluación continua, para lo que dispone de un plazo de 9 semanas, a contar desde el comienzo del cuatrimestre.

- Evaluación final:

* Examen práctico tras el examen escrito en la fecha oficial de la prueba de evaluación final (12% de la nota global).

* Individual.



Renuncia: la no presentación al examen en la fecha oficial de celebración de la prueba de evaluación final supondrá la renuncia a la convocatoria ordinaria.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

La nota global de la asignatura está dividida en dos partes:

- 88% de la nota global: evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula.

- 12% de la nota global: evaluación de las prácticas de laboratorio.



Para aprobar la asignatura es necesario:

- Obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula

y

- obtener una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las prácticas de laboratorio.



Evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula:

- Alumnado que en la convocatoria ordinaria obtuvo una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula:

* Tendrá la posibilidad de recuperar la nota de la evaluación de las clases magistrales + prácticas de aula de la convocatoria ordinaria sin tener que volver a hacer el examen escrito (88% de la nota global).

- Alumnado que no cumpla la condición anterior:

* Tendrá que realizar el examen escrito en la fecha oficial de celebración de la prueba de evaluación final (88% de la nota global).



Evaluación de las prácticas de laboratorio:

- Alumnado que en la convocatoria ordinaria obtuvo una puntuación igual o superior a 5 puntos sobre 10 en la evaluación de las prácticas de laboratorio:

* Tendrá la posibilidad de recuperar la nota de la evaluación de las prácticas de laboratorio de la convocatoria ordinaria sin tener que hacer el examen práctico (12% de la nota global).

- Alumnado que no cumpla la condición anterior:

* Tendrá que realizar el examen práctico en la fecha oficial de la prueba de evaluación final, tras el examen escrito (12% de la nota global).



Renuncia: la no presentación al examen en la fecha oficial de celebración de la prueba de evaluación final supondrá la renuncia a la convocatoria extraordinaria.



En el caso de que las condiciones sanitarias impidan la realización de una actividad docente y/o evaluación presencial, se activará una modalidad no presencial de la que los/las estudiantes serán informados puntualmente.

Todo el material está disponible en la plataforma virtual eGela:
- Transparencias PowerPoint trabajadas durante las clases magistrales.
- Enunciados correspondientes a los ejercicios trabajados durante las prácticas de aula.
- Manuales e informes normalizados de las prácticas de laboratorio.

Información sobre la utilización de materiales, medios y recursos:
- Durante la impartición de clases (evaluación continua):
* Está prohibida la utilización de aparatos o dispositivos telefónicos o de otro tipo, por parte del alumnado, a excepción de lo dispuesto en el siguiente punto.
* Está permitido el empleo de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos electrónicos o informáticos. En caso de que dichos aparatos o dispositivos tengan acceso a Internet, no se permitirá ninguna consulta que no sea sobre material didáctico.

- En la prueba de evaluación final (tanto evaluación continua como evaluación final):
* Está prohibida la utilización de libros, notas o apuntes, así como de aparatos o dispositivos telefónicos, electrónicos, informáticos, o de otro tipo, por parte del alumnado, a excepción de lo dispuesto en el siguiente punto.
* Únicamente está permitido el empleo de calculadoras.

Bibliografía básica

G. Durana, G. Aldabaldetreku, "Fundamentos de campos electromagnéticos para Ingeniería," Euskal Herriko Unibertsitateko Argitalpen Zerbitzua / Servicio Editorial de la Universidad del País Vasco, 2017.

D. K. Cheng, "Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería," Addison-Wesley Iberoamericana, 1997.

S. V. Marshall, R. E. DuBroff, G. G. Skitek, "Electromagnetismo. Conceptos y aplicaciones," 4. edición, Prentice-Hall Hispanoamericana, 1997.

H. A. Hans, J. R. Melcher, "Electromagnetic Fields and Energy," Prentice Hall International Editions.

J. E. Page de la Vega, J. E. Camacho Peñalosa, "Ondas Planas," Servicio de Publicaciones ETSIT Madrid.

J. D. Kraus, "Electromagnetismo," Mc Graw-Hill, 1992.

M. Zahn, "Teoría Electromagnética," Interamericana, 1983.

C. T. A. Johnk, "Teoría Electromagnética. Principios y Aplicaciones," Limusa, 1981.

W. Ramo, Van Duzer, "Fields and Waves in Communications Electronics," Wiley, 1984.

J. R. Taylor, "An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements," University Science Books, 1997.

Bibliografía de profundización

J. Bolton, "An introduction to Maxwell's Equations," Open University, 2006.
J. Bolton, "Electromagnetic Fields," Open University, 2006.
J. Bolton, "Electromagnetic Waves," Open University, 2006.
M. Born and E. Wolf, "Principles of Optics," 6th ed., Pergamon Press, 1990.
R. E. Collin, "Antennas and Radiowave Propagation," McGraw-Hill, 1985.
S. Cogollos Borrás, H. Esteban González, C. Bachiller Martín, "Campos Electromagnéticos," Editorial Universidad Politécnica de Valencia, 2007.
E. Hecht, "Optica," Addison-Wesley, 2002.
J. D. Jackson, "Classical Electrodynamics," John Wiley and Sons, 1999.
D. M. Pozar, "Microwave Engineering," Addison Wesley, 2002.
S. J. Orfanidis, "Electromagnetic Waves and Antennas," http://www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa/
G. Befeki, A. H. Barrett, "Electromagnetic Vibrations, Waves, and Radiation," The MIT Press, 1977.

Revistas

Revista Española de Física: http://www.revistadefisica.es/index.php/ref/index

Direcciones web

http://www.amanogawa.com/waves.html
http://webpages.ursinus.edu/lriley/courses/p212/lectures/lectures.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/hph.html
http://www.falstad.com/mathphysics.html
http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl
http://www-personal.umich.edu/~jbourj/em.htm