Hasta la fecha las aplicaciones comerciales de microondas principalmente vienen utilizando filtros en guía de onda metálicos. Estos filtros tienen unas pérfidas de inserción muy reducidas en la banda de paso y sus costes de fabricación se consideran aceptables para las aplicaciones que los utilizan. Sin embargo, los filtros metálicos tienen restricciones significativas, especialmente cuando se diseñan para satélites de comunicaciones u otras aplicaciones espaciales, ya que su peso y tamaño suelen ser elevados muy a menudo y, debido a la falta de atmósfera, el efecto Multipactor limita considerablemente la potencia que dichos filtros pueden transmitir. Existen nuevas topologías de filtros en plano-H con resonadores dieléctricos que pueden reducir de manera notable el riesgo de ruptura por el efecto Multipactor entre las superficies metálicas, y consecuentemente el filtro podría transmitir una potencia mayor. Además, introducir dieléctricos en los filtros puede reducir su volumen y peso hasta la mitad del de los filtros metálicos; los dieléctricos también aumentan la estabilidad térmica de los filtros en aplicaciones de alta potencia; y algunas topologías (como los filtros de modo evanescente con dieléctricos) pueden mejorar notablemente el ancho de banda libre de espúrios. El objetivo general de esta Tesis es el desarrollo de una herramienta para el análisis de estas tipologías. La estrategia con la que se analiza el dispositivo consiste en dividirlo en bloques constitutivo simples; guías de onda vacías, discontinuidades entre guías y secciones de guías conteniendo poste metálico o dieléctrico. La matriz de dispersión generalizada (MDG) de cada poste se obtiene utilizando un método de análisis adecuado, y entonces todas las matrices se enlazan con una nueva y eficiente técnica iteractiva que proporciona la MDG global de toda la estructura. El análisis de las secciones vacías y de las discontinuidades entre guías está descrito sobradamente en la bibliografía, así pues la Tesis se centra en el análisis de las secciones de guía de onda que contienen los postes dieléctricos o metálicos, desarrollando una nueva técnica, precisa y eficiente, para el análisis de obstáculos cilíndricos en plano-H inmersos en una guía de onda rectangular. Este método se basa en un procedimiento de acoplo modal que adapta ondas de espacio abierto y ondas guiadas en un contorno circular que incluye las geometrías no canónicas. Puesto que el campo alrededor de los obstáculos se expande utilizando modos cilíndricos de espacio abierto, se puede obtener una solución completamente analítica y muy eficiente. Esta técnica se puede extender fácilmente a obstáculos en plano-H con geometrías arbitrarias utilizando un método numérico para caracterizar el obstáculo en términos de modos cilíndricos, esto conlleva una reducción significativa de la eficiencia numérica. Estas técnicas innovadoras se han utilizado para el análisis y diseño de varios filtros novedosos en plano-H, que se presentan en esta Tesis, con diferentes topologías que incluyen cilindros dieléctricos centrados y descentrados, así como dobles cilíndros dieléctricos. El comportamiento de estos filtros en términos de respuesta en frecuencia, ancho de banda libre de espurios y potencia transmitida sin riesgo de ruptura por efecto Multipactor, se ha evaluado con la herramienta de análisis y, en algunos casos, también con medidas hechas en filtros fabricados expresamente. / Bachiller Martín, MDC. (2010). Métodos híbridos para el análisis y diseño eficiente de filtros avanzados para sistemas de comunicaciones espaciales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8657 / Palancia

Los sistemas de radio sobre fibra(Radio Over fibre ROF) ofrecen el ancho de banda y flexibilidad necesario para la generación y distribución de del señales inalámbricas del futuro en una arquitectura de red óptica, que reduce el coste de las redes centralizando el procesado y simplificando la ubicación de la antena (estación de base EB). El uso de sistemas de comunicaciones ópticas como una media de transporte de señales inalámbricas en enlaces RoF reduce el cuello de botella entre los estándares de acceso inalámbrico y cableado en un dominio convergente óptico. Las redes de acceso ópticas están evolucionando con capacidades de hasta 10 Gb/s con el estándard 10GEPON, dejando un cuello de botella entre tecnologías de acceso inalámbrico y óptico. . Eso ha motivado gran esfuerzo de investigación en la generación y distribución de señales inalámbricas de alta capacidad (> 10 Gb/s) basada en RoF. En esta tesis se ha investigado el uso de técnicas fotónicas para la generación , distribución y demodulación de señales inalámbricas moduladas vectorialmente. Esta tesis está principalmente dedicada a la generación de señales inalámbricas espectralmente eficientes como la modulación de fase en cuadratura (QPSK) o modulación de amplitud cuadratura de multinivel (M-QAM). El trabajo presentado en esta tesis está clasificado en dos partes: la primera de ellas trata de las técnicas fotónicas que utilizan señales eléctricas coherente para la generación y demodulación de señales inalámbricas, mientras la segunda parte trata de usar señales ópticas incoherentes. En la primera parte de la tesis, están presentadas diferentes arquitecturas de sistemas y están analizadas numéricamente, y demostradas experimentalmente. Un nuevo concepto denominado "modulación vectorial fotónica" (PVM) es propuesto para la generación de señales inalámbricas con una modulación M-QAM. Basado en esta técnica se presenta la generación de señales de capacidad 10Gb/s con una modulación de QPSK y 16-QAM. / Sambaraju -, R. (2010). Photonic Modulation and Demodulation techniques for Multi-Gb/s Millimetre wave Wireless Links [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8857 / Palancia

This thesis is related to the field of Sound Source Separation (SSS). It addresses the development and evaluation of these techniques for their application in the resynthesis of high-realism sound scenes by means of Wave Field Synthesis (WFS). Because the vast majority of audio recordings are preserved in twochannel stereo format, special up-converters are required to use advanced spatial audio reproduction formats, such as WFS. This is due to the fact that WFS needs the original source signals to be available, in order to accurately synthesize the acoustic field inside an extended listening area. Thus, an object-based mixing is required. Source separation problems in digital signal processing are those in which several signals have been mixed together and the objective is to find out what the original signals were. Therefore, SSS algorithms can be applied to existing two-channel mixtures to extract the different objects that compose the stereo scene. Unfortunately, most stereo mixtures are underdetermined, i.e., there are more sound sources than audio channels. This condition makes the SSS problem especially difficult and stronger assumptions have to be taken, often related to the sparsity of the sources under some signal transformation. This thesis is focused on the application of SSS techniques to the spatial sound reproduction field. As a result, its contributions can be categorized within these two areas. First, two underdetermined SSS methods are proposed to deal efficiently with the separation of stereo sound mixtures. These techniques are based on a multi-level thresholding segmentation approach, which enables to perform a fast and unsupervised separation of sound sources in the time-frequency domain. Although both techniques rely on the same clustering type, the features considered by each of them are related to different localization cues that enable to perform separation of either instantaneous or real mixtures.Additionally, two post-processing techniques aimed at improving the isolation of the separated sources are proposed. The performance achieved by several SSS methods in the resynthesis of WFS sound scenes is afterwards evaluated by means of listening tests, paying special attention to the change observed in the perceived spatial attributes. Although the estimated sources are distorted versions of the original ones, the masking effects involved in their spatial remixing make artifacts less perceptible, which improves the overall assessed quality. Finally, some novel developments related to the application of time-frequency processing to source localization and enhanced sound reproduction are presented. / Cobos Serrano, M. (2009). Application of sound source separation methods to advanced spatial audio systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8969 / Palancia

Esta tesis trata de resolver el problema de la interconexión (acoplo) entre un circuito integrado fotónico de silicio (chip) y el mundo exterior, es decir una fibra óptica. Se trata de uno de los temas más importantes a los que hoy en día se enfrenta la comunidad científica en óptica integrada de silicio. A pesar de que pueden realizarse circuitos integrados fotónicos de silicio de muy alta calidad utilizando herramientas estándar de fabricación CMOS, la interfaz con la fibra óptica sigue siendo la fuente más importante de pérdidas, debido a la gran diferencia en el tamaño entre los modos de propagación de la fibra y de las guías de los circuitos integrados fotónicos. Abordar el problema es, por lo tanto, muy importante para poder utilizar los circuitos integrados fotónicos de silicio en una aplicación práctica. Objetivos: El propósito de este trabajo es hacer frente a este problema en la interfaz del acoplamiento fibra-chip, con énfasis en el ensamblado o empaquetado final. Por lo tanto, los objetivos principales son: 1) estudio, modelado y optimización de diseños de diferentes técnicas eficientes de acoplamiento entre fibras ópticas y circuitos integrados fotónicos de silicio, 2) fabricación y demostración experimental de los diseños obtenidos, 3) ensamblado y empaquetado de algunos de los prototipos de acoplamiento fabricados. Metodología: Este trabajo se desarrolla a lo largo de dos líneas de investigación, en conformidad con las dos principales estrategias de acoplamiento que pueden encontrarse en la literatura, concretamente, estructuras de acoplamiento tipo "grating" (la fibra acopla verticalmente sobre la superficie de circuito), y estructuras del tipo ¿inverted taper¿ (la fibra acopla horizontalmente por el extremo de circuito). Resultados: tanto en el caso de estructuras tipo "grating" como en el caso de estructuras "inverted taper", son importantes los avances conseguidos sobre el estado del arte. En lo que respecta al "grating", se ha demostrado dos tipos de estructuras. Por un lado, se ha demostrado "gratings" adecuados para acoplo a guías de silicio convencionales. Por otra parte, se ha demostrado por primera vez el funcionamiento de "gratings" para guías de silicio tipo "slot" horizontal, que son un tipo de guía muy prometedora para aplicaciones de óptica no lineal. En relación con el acoplamiento a través de "inverted taper", se ha demostrado una estructura novedosa basada en este tipo de acoplamiento. Con esta estructura, importantes son los avances conseguidos en el empaquetado de fibras ópticas con el circuito de silicio. Su innovadora integración con estructuras de tipo "V-groove" se presenta como un medio para alinear pasivamente conjuntos de múltiples fibras a un mismo circuito integrado fotónico. También, se estudia el empaquetado de conjuntos de múltiples fibras usando acopladores tipo "grating", resultando en un prototipo de empaquetado de reducido tamaño. / Galán Conejos, JV. (2010). Addressing Fiber-to-Chip Coupling Issues in Silicon Photonics [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9196 / Palancia

This thesis is dedicated to the development of new energy detectors employed in the detection of unknown signals in the presence of non-Gaussian and non-independent noise samples. To this end, an extensive study has been conducted on di erent energy detection structures, and novel techniques have been proposed which are capable of dealing with these problematic situations. The energy detector is proposed as an optimum solution to detect uncorrelated Gaussian signals, or as a generalized likelihood ratio test to detect entirely unknown signals. In both cases, the background noise must be uncorrelated Gaussian. However, energy detectors degrade when the noise does not ful ll these characteristics. Therefore, two extensions are proposed. The rst is the extended energy detector, which deals with the problem of non-Gaussian noise; and the second is the preprocessed extended energy detector, used when the noise also possesses non-independent samples. A generalization of the matched subspace lter is likewise proposed based on a modi cation of the Rao test. In order to evaluate the expected improvement of these extensions with respect to the classical energy detector, a signalto- noise ratio enhancement factor is de ned and employed to illustrate the improvement achieved in detection. Furthermore, we demonstrate how the uncertainty introduced by the unknown signal duration can decrease the performance of the energy detector. In order to improve this behavior, a multiple energy detector, based on successive subdivisions of the original observation interval, is presented. This novel detection technique leads to a layered structure of energy detectors whose observation vectors are matched to di erent intervals of signal duration. The corresponding probabilities of false alarm and detection are derived for a particular subdivision strategy, and the required procedures for their general application to other possible cases are indicated. The experiments reveal the advantages derived from utilizing this novel structure, making it a worthwhile alternative to the single detector when a signi cant mismatch is present between the original observation length and the actual duration of the signal. / Moragues Escrivá, J. (2011). New energy detector extensions with application in sound based surveillance systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11520 / Palancia

Los filtros de microondas son elementos clave en todos los sistemas de comunicaciones ya que permiten discriminar una determinada frecuencia o gama de frecuencias de una señal que pasa a través de él. Si nos centramos en los filtros de microondas para aplicaciones vía satélite, el constante aumento de los servicios que deben prestar los satélites de comunicaciones ha llevado a que el espectro radioeléctrico esté más congestionado. Lo que ha producido una enorme demanda de filtros de altas prestaciones que satisfagan unas especificaciones muy estrictas. Hasta la fecha las aplicaciones comerciales de microondas principalmente vienen utilizando filtros en tecnología guiada compuestos únicamente de metal, debido principalmente a sus bajas pérdidas y a la gran capacidad de manejo de potencia. Como consecuencia, el análisis de este tipo de filtros ha sido objeto de numerosos estudios, lo que ha permitido a la industria del sector su fabricación y comercialización. Sin embargo, los filtros metálicos tienen restricciones significativas, especialmente cuando se diseñan para satélites de comunicaciones o otras aplicaciones espaciales, ya que su peso y tamaño suelen ser elevados muy a menudo y, debido a que operan en el vacío, el efecto Multipactor limita considerablemente la potencia que dichos filtros pueden transmitir. En la actualidad, están surgiendo nuevas tipologías de filtros avanzados basadas en la tecnología de filtros dieléctricos. Estas nuevas tecnologías ofrecen una reducción importante en masa y volumen de alrededor del 50% comparado con la tecnología solo metal y una gran estabilidad térmica para aplicaciones de alta potencia. Además, estas topologías muestran un descenso importante del riesgo de ruptura por efecto Multipactor o descarga en vacío entre las superficies metálicas, y consecuentemente el filtro podría transmitir una potencia mayor. / Morro Ros, JV. (2011). NUEVAS ESTRATEGIAS DE DISEÑO AUTOMATIZADO DE COMPONENTES PASIVOS PARA SISTEMAS DE COMUNICACIONES DE ALTA FRECUENCIA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12100 / Palancia

Los moduladores son elementos claves para la transmisión de la señal y el procesamiento de la información. Las técnicas de fabricación avanzadas "complementary metal-oxide semiconductor" (CMOS) permiten reducir drásticamente las dimensiones de estos dispositivos de interés para la implementación a gran escala en un chip de silicito a bajo coste. El trabajo realizado en esta tesis se centra en el diseño, la fabricación y la caracterización de estructuras de onda lenta con el objetivo de realizar moduladores compactos y eficientes integrados en un chip de silicio. El trabajo se divide en cuatro capítulos y un capítulo de conclusión y perspectivas. El capítulo uno introduce los fundamentos de física del estado sólido y de los mecanismos básicos de propagación guiada de la luz por reflexión total interna. El capítulo dos presenta los parámetros importantes de los moduladroes electro-ópticos así como un trabajo de recopilación de todos los mecanismos físicos que pueden ser empleados para modular la luz en silicio. Además, se presenta el estado del arte de los moduladores basados en silicio. El capítulo tres presenta el diseño , fabricación y caracterización de un modulador electro-óptico en silicio compacto y eficiente basado en el efecto de onda lenta en una estructura periódica unidimensional integrada, cuya geometría, similar a la de una red de Bragg, permite reducir la velocidad de grupo de un paquetes de ondas. Dicho efecto, se emplea para incrementar la interacción luz-materia y por lo tanto la eficiencia del modulador electro-óptico. El capítulo cuatro demuestra experimentalmente que dicha guía unidimensional periódica puede ser mejorada a fin de conseguir que el efecto de baja velocidad de grupo suceda en un rango mayor de longitudes de onda para posibles aplicaciones como la multiplexación por división de longitudinal de onda. En el capítulo cinco, se proporcionan conclusiones y perspectivas sobre el trabajo realizado. / Brimont ., ACJ. (2011). Towards Compact and High Speed Silicon Modulators [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14345 / Palancia

Esta tesis trata sobre el fascinante fenómeno de la transmisión extraordinaria a través de láminas metálicas nonoestructuradas periódicamente con aperturas al corte. Un efecto relacionado con la excitación de un tipo de ondas superficiales como son los plasmones de superficie. Además, en aquellas estructuras formadas por el apilamiento de dos o más láminas metálicas se consiguen nuevas funcionalidades, como magnetismo artificial que da lugar a resonancias magnéticas y por tanto la posibilidad de obtener un índice de refracción negativo.Mediante un estudio teórico y numérico se ha comprobado que este tipo de respuesta magnética efectiva se debe a la excitación de resonancias plasmónicas internas en la estructura. Obteniéndose, bajo incidencia normal, un índice de refracción efectivo negativo en la dirección de propagación en el caso de que dichas resonancias se produzcan en zonas del espectro donde se obtenga la permitividad negativa, conectando el mundo de la plasmónica con el de los metamateriales. Uno de los principales objetivos en el diseño de metamateriales es obtener un índice de refracción negativo en un gran ancho de banda. Sin embargo, este objetivo suele ser complicado de conseguier al basar los diseños en fenómenos resonantes. Es por ello que en esta tesis se ha propuesto un diseño basado en el apilamiento de estructuras fishnet con diferentes grosores de dieléctrico para conseguir aumentar el ancho de banda en el cual se consigue un índice negativo. Básicamente, la obtención de tal efecto se basa en la excitación de resonancias plasmónicas a distintas frecuencias al estar formada la celda unidad por difentes grososres de dieléctrico. La hibridación que se produce entre dichas resonancias permite aumentar el ancho de banda con índice negativo. Aunque la transmisión extraordinaria esta principalmente relacionada con excitación de plasmones de superficie, los resultados mostrados en la tesis demuestran que para el caso de láminas metálicas rodeadas por dieléctricos también se consigue transmisión extraordinaria debido a la adaptación de la luz incidente a los modos soportados por los medios dieléctricos siempre y cuando el metal se encuentre estructurado periódicamente. / Ortuño Molinero, R. (2012). Extraordinary Transmission Filtering Structures based on Plasmonic Metamaterials [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14639 / Palancia

La evolución actual de los sistemas de telecomunicación se caracteriza por la optimización constante en el uso y en el manejo del ancho de banda, para poder ofertar así el mayor rango posible de servicios a los usuarios y al menor coste posible. El área de los dispositivos pasivos de microondas, tanto en lo que respecta a enlaces terrestres como a las comunicaciones espaciales, no ha sido ajeno a esta evolución. De hecho, este campo ha experimentado grandes avances en los últimos años para poder cumplir con unos requisitos cada vez más exigentes, lo que ha fomentado la aparición de nuevos dispositivos e importantes mejoras en los ya existentes. El trabajo desarrollado en esta tesis se enmarca dentro de este contexto, y pretende contribuir a la mejora de los procedimientos de análisis y diseño de aquellos dispositivos pasivos de microondas que deben satisfacer unas especificaciones que abarquen un amplio ancho de banda. Es importane destacar que, conforme avanza la tecnología, la influencia de estos dispositivos en las prestaciones finales de los sistemas de telecomunicación es cada vez más importante. Esta tesis se centra en las tres familias de filtros de microondas en tecnología de guía onda probablemente más habituales en la práctica: los filtros inductivos, los filtros de modo evanescente y los filtros corrugados. No obstante, muchos de los procedimientos aquí desarrollados y los resultados obtenidos se podrían también extender a otros dispositivos pasivos con un gran ancho de banda de operación. En primer lugar se han implementado una serie de herramientas basadas en técnicas modales, las cuales permiten realizar el análisis de estos componenetes de una forma extremadamente precisa y eficiente. Para poder ampliar el rango de aplicación de las técnicas modales a dispositivos con guías no canónicas, se ha desarrollado a su vez un nuevo procedimiento para obtener con gran rapidez y rigurosidad el espectro modal de guías con una sección transversal prácticamente arbitraria. / Soto Pacheco, P. (2012). ANÁLISIS Y DISEÑO OPTIMIZADO DE DISPOSITIVOS PASIVOS DE MICROONDAS DE BANDA AMPLIA CON GUÍAS DE SECCIÓN TRANSVERSAL ARBITRARIA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15865 / Palancia

En esta tesis doctoral se presentan unos dispositivos ópticos capaces de medir varias magnitudes físicas útiles para los ingenieros en el ámbito de la construcción. Estos sensores ópticos son capaces de medir las variaciones de la deformación, temperatura y pH en estructuras de ámbito civil tales como puentes, o incluso túneles o diques para monitorizar la salud estructural de las mismas. Así pues, se presentan los sensores de deformación y temperatura basados en FBG desarrollados y calibrados en el Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas (GCOC) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) y se expone un caso de aplicación real de estos sensores en la construcción de un puente para tráfico rodado construido mediante la técnica de lanzamiento por incrementos sucesivos para la ronda sur metropolitanna de Bilbao. También se presentan dos sensores ópticos de PH que utilizan hidrogles con dos tecnologías diferentes. Uno de estos sensores está basado en la intensidad óptica y el otro en las propiedades frecuenciales de las resonancias en una cavidad Fabry-Pérot en fibra. Para que la monitorización de estos sensores çopticos sea autónomna, remota y progrmamable, se ha diseñado un sistema de monitorización alimentado por energía fotovoltaica y se ha desarrollado un programa informático capaz de ser ajustado para realizar la adquisición de datos en periodos de tiempo determinados y con posibilidad de implementar alarmas cuando las medidas superen unos umbrales definidos. Además, también se presenta un sistema de monitorización de sensores ópticos novedoso basado en la correlación de pulsos ópticos.Este sistema realiza medidas integradas y se ofrece la posibilidad de separación de la zona a monitorizarse en regiones más pequeñas mediante el empleo de reflectores parciales. Se expliarán dos tipos de reflectores: los reflectores selectivos en longitud de onda y los reflectores parciales de intensidad, realizando ensayos para calibrar las respuestas / Bueno Martínez, A. (2012). Diseño de técnicas de interrogación y sensores en fibra para el sector de la construcción [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16272 / Palancia