[ES] La tecnologia en fases de paquets es va convertir en dècades enrere en la indústria del radar. Avui en dia, la matriu de fases o la formació de bigues s'està convertint en una necessitat per a la comunicació digital. L'explotació d'un sistema de transmissió de feixos ajudarà a reduir el consum total d'energia de les estacions base i dels equips d'usuaris. També permetrà al servei oferir dades molt més elevades i millorar la qualitat del servei. La investigació sobre la comunicació digital i la comunicació requereix una antena i un maquinari compatible. El maquinari hauria de ser capaç de gestionar diferents escenaris i enfocaments per a problemes de comunicació mòbil. Hi ha diversos sistemes utilitzats per a la investigació de la formació de bigues, especialment per a la comunicació mòbil. Aquests sistemes pateixen de diverses deficiències. Són cares d'implementar, no adaptatives i fixades a una arquitectura relacionada amb determinat algorisme de generació de feixos o amb un nombre d'elements d'array fix. En aquesta tesi es proposa un nou sistema de matrius per fases. Aquest sistema es podria explotar per a la investigació en problemes de comunicació mòbil o radar. Està compost per una xarxa d'antenes planes de 8x1, canals de conversió de RF a banda base i processador de banda base. Es fa una estimació de la transformació de fases i de la DOA en mostres digitals de banda base. Això proporciona al sistema dinàmica quant als algorismes provats. Amb aquesta finalitat, es fan servir juntes SDR àgils per adquirir senyals de la matriu d'antenes i convertir-les en fluxos de dades digitals. Els fluxos de dades es processen després en un processador de banda base basat en FPGA. A més de ser baixos en costos i assequibles per part de petits instituts d'investigació i investigacions independents, el sistema es pot ajustar per portar més elements de matriu d'antenes. La matriu monopola plana de 8x1 està dissenyada, simulada i mesurada. Es combinen i descriuen les característiques d'impedància i de radiació. Els SDR s'introdueixen i es calibren per al funcionament de diversos elements i s'introdueixen els mètodes de calibratge per incerteses de fase i amplitud. El rendiment global del sistema es prova mitjançant diferents algorismes de formulació de feixos i algorismes de direcció d'estimació d'arribada. Els resultats de la mesura mostren que el sistema és fiable. S'aconsegueix un model de beamformació amb bona resolució i un rebuig elevat de la interferència. La estimació de la direcció d'arribada és precisa. / [CA] La tecnología de matriz en fase hizo una rotación en la industria del radar hace décadas. Hoy en día, la matriz en fase, o formación de haz, se está convirtiendo en una necesidad para la comunicación digital. La explotación de la formación de haz ayudaría a reducir el consumo de energía general de las estaciones base y el equipo del usuario. También permitirá que el servicio brinde datos mucho más altos y mejore la calidad del servicio. La investigación sobre la formación y comunicación de haces digitales requiere un conjunto de antenas y hardware compatible. El hardware debe ser capaz de manejar diferentes escenarios y enfoques para problemas de comunicación móvil. Hay varios sistemas utilizados para la investigación de conformación de haz, especialmente para la comunicación móvil. Estos sistemas sufren de varias deficiencias. Son costosos de implementar, no adaptativos y fijos a una arquitectura relacionada con cierto algoritmo de conformación de haz o con un número de elementos de arreglo fijo. En esta tesis, se propone un nuevo sistema matricial por fases. Este sistema podría ser explotado para la investigación en comunicaciones móviles o problemas de radar. Está compuesto por un conjunto de antenas planas de 8x1, canales de conversión de RF a banda base y procesador de banda base. La formación de haz y la estimación de DOA se realizan en muestras digitales de banda base. Esto proporciona al sistema dinamismo con respecto a los algoritmos probados. Para ese propósito, las tarjetas SDR ágiles se utilizan para adquirir señales de la red de antenas y convertirlas en flujos de datos digitales. Los flujos de datos se procesan en un procesador de banda base basado en FPGA. Además de ser de bajo costo y asequible para los pequeños institutos de investigación e investigaciones independientes, el sistema se puede ajustar para llevar más elementos de la red de antenas. El conjunto monopolo plano 8x1 está diseñado, simulado y medido. La correspondencia de impedancia y las características de radiación se representan y describen. Los SDR se introducen y se calibran para la operación de elementos múltiples y se introducen los métodos de calibración para las incertidumbres de fase y amplitud. El rendimiento general del sistema se prueba mediante diferentes algoritmos de conformación de haz y algoritmos de estimación de la dirección de llegada. Los resultados de las mediciones muestran que el sistema es confiable. Se logra una conformación de haz con buena resolución y alto rechazo de interferencia. Dirección de estimación de la llegada es precisa. / [EN] Phased array technology made a turnover in radar industry decades ago. Nowadays, phased array, or beamforming, is becoming a necessity for digital communication. Exploiting beamforming would help in reducing the overall power consumption of base stations and user equipment. It will also enables the service to provide much higher datarates and enhance the quality of service. Research on digital beamforming and communication requires antenna array and compatible hardware. The hardware should be capable of handling different scenarios and approaches for mobile communication problems. There are several systems used for beamforming research especially for mobile communication. These systems suffer from several deficiencies. They are either expensive to implement, not adaptive and fixed to an architecture related to certain beamforming algorithm or with fixed array elements number. In this thesis, a new phased array system is proposed. This system could be exploited for research in mobile communication or radar problems. It is composed of 8x1 planar antenna array, RF to baseband conversion channels and base band processor. Beamforming and DOA estimation is done on base band digital samples. This provides the system with dynamicity regarding tested algorithms. For that purpose, agile SDR boards are used to acquire signals from antenna array and convert them to digital data streams. Data streams are then processed in an FPGA based base band processor. In addition to being low in cost and affordable by small research institutes and freelancing researches, the system can be adjusted to carry more antenna array elements. The 8x1 planar monopole array is designed, simulated and measured. Impedance matching and radiation characteristics are plotted and described. SDRs are introduced and calibrated for multi-element operation and calibration method for phase and amplitude uncertainties are introduced. Overall system performance is tested by different beamforming algorithms and direction of arrival estimation algorithms. Measurement results show that the system is reliable. Beamforming with good resolution and high interference rejection is achieved. Direction of arrival estimation is accurate. / Haroun, MH. (2019). 8×1 Antenna Array System for Uplink Beamforming in LTE-A and 5G NR [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129852

[ES] En este trabajo se ha realizado la detección de analitos implicados en el sector sanitario (trombina) e industria alimentaria (alérgenos y patógenos), mediante el uso de un sistema de biosensado fotónico. Este sistema desarrollado por el equipo de LUMENSIA Sensors, emplea la tecnología de chips fotónicos de nitruro de silicio (Si3N4), basados en estructuras de anillos resonantes (RR). Las estrategias de funcionalización química e inmovilización de biomoléculas como aptámeros (fragmentos de ADN de cadena sencilla) y anticuerpos, se han realizado sobre superficies planas de Si3N4 para la detección de analitos, como paso previo a las medidas fotónicas. Por tanto, estas estrategias se han implementado en la preparación del chip fotónico para las medidas en un entorno de laboratorio (set-up). En cuanto a la estrategia aplicada, ésta consiste en la activación química de la superficie del sensor. Después sobre los RR del chip, cuyo tamaño es del orden de las micras, se inmoviliza la sonda de captura (anticuerpo o aptámero), siendo ésta la encargada de reconocer específicamente al analito de interés (trombina, alérgeno o patógeno). En los resultados obtenidos de trombina, se ha elaborado un estudio para la detección de trombina en el seno de diferentes matrices biológicas sobre superficies planas de Si3N4, además del control sobre la activación de una muestra de sangre mediante el uso de factor tisular (TF) y cloruro de calcio (CaCl2). Estos resultados han servido como un estudio preliminar a la optimización del aptámero empleado como sonda de captura, específico de la trombina para su detección sobre chips fotónicos. En lo referente a la detección de alérgenos, se han empleado dos estrategias claramente diferenciadas. Por un lado, la utilización de aptámeros como sondas de captura en la detección del Ovomucoide (OVO) y la Gliadina (GLN) sobre superficies planas Si3N4. Por otro lado, la implementación de anticuerpos monoclonales como moléculas biológicas de captura sobre chips fotónicos, se ha llevado a cabo en la detección de los alérgenos Gliadina (GLN) y caseína (CAS), cuyos resultados han dado lugar a una recta de calibrado. Asimismo, se ha realizado un ensayo para la detección de GLN en muestra real, procedente de un extracto cárnico con gluten de trigo. En cuanto a la detección de patógenos, se han utilizado dos tipos de estrategias, al igual que para los alérgenos. En primer lugar, el uso de aptámeros como sondas de captura han dado como resultado la detección de dos cepas de carácter no patogénico de la bacteria E.coli (Origami y XL1BLUE) sobre superficies planas de Si3N4. En segundo lugar, la utilización de un anticuerpo policlonal como sonda de captura, se ha inmovilizado sobre la superficie del chip fotónico para la detección del Circovirus Porcino tipo 2 (PCV2) en un estudio realizado sobre la dosis dependencia del virus a diferentes factores de dilución. Finalmente, el desarrollo de una plataforma de sensado para la detección de los analitos (trombina, alérgenos y patógenos) y donde se vayan a implementar los diferentes biosensores está en proceso. / [CA] En aquest treball s'ha realitzat la detecció d'anàlits implicats en el sector sanitari (trombina) i indústria alimentària (al·lergògens i patògens), mitjançant l'ús d'un sistema de biosensat fotònic. Aquest sistema desenvolupat per l'equip de LUMENSIA Sensors, empra la tecnologia de xips fotònics de nitrur de silici (Si3N4), basats en estructures d'anells ressonants (RR). Les estratègies de funcionalització química i immobilització de biomolècules com aptàmers (fragments d'ADN de cadena senzilla) i anticossos, s'han realitzat sobre superfícies planes de Si3N4 per a la detecció d'anàlits, com a pas previ a les mesures fotòniques. Per tant, aquestes estratègies s'han implementat en la preparació del xip fotònic per a les mesures en un entorn de laboratori (set-up). Quant a l'estratègia aplicada, aquesta consisteix en l'activació química de la superfície del sensor. Després sobre els RR del xip, la grandària del qual és de l'ordre de les micres, s'immobilitza la sonda de captura (anticòs o aptàmer), sent aquesta l'encarregada de reconèixer específicament a l'anàlit d'interés (trombina, al·lergogen o patogen). En els resultats obtinguts de trombina, s'ha elaborat un estudi per a la detecció de trombina en el si de diferents matrius biològiques sobre superfícies planes de Si3N4, a més del control sobre l'activació d'una mostra de sang mitjançant l'ús de factor tissular (TF) i clorur de calci (CaCl2). Aquests resultats han servit com un estudi preliminar a l'optimització del aptàmer empleat com sonda de captura, específic de la trombina per a la seua detecció sobre xips fotònics. Referent a la detecció d'al·lergògens, s'han emprat dues estratègies clarament diferenciades. D'una banda, la utilització de aptàmers com sondes de captura en la detecció del Ovomucoide (OVO) i la Gliadina (GLN) sobre superfícies planes Si3N4. D'altra banda, la implementació d'anticossos monoclonals com a molècules biològiques de captura sobre xips fotònics, s'ha dut a terme en la detecció dels al·lergògens Gliadina (GLN) i caseïna (CAS), els resultats de la qual han donat lloc a una recta de calibrat. Així mateix, s'ha realitzat un assaig per a la detecció de GLN en mostra real, procedent d'un extracte carni amb gluten de blat. Quant a la detecció de patògens, s'han utilitzat dos tipus d'estratègies, igual que per als al·lergògens. En primer lloc, l'ús de aptàmers com sondes de captura han donat com a resultat la detecció de dos ceps de caràcter no patogènic del bacteri E.coli (Origami i XL1BLUE) sobre superfícies planes de Si3N4. En segon lloc, la utilització d'un anticòs policlonal com sonda de captura, s'ha immobilitzat sobre la superfície del xip fotònic per a la detecció del Circovirus Porcí tipus 2 (PCV2) en un estudi realitzat sobre la dosi dependència del virus a diferents factors de dilució. Finalment, el desenvolupament d'una plataforma de sensat per a la detecció dels anàlits (trombina, al·lergògens i patògens) i on es vagen a implementar els diferents biosensors està en procés. / [EN] In this work the detection of analytes involved in the health sector (thrombin) and food industry (allergens and pathogens) has been carried out, through the use of a photonic biosensing system. This system, developed by the LUMENSIA Sensors team, uses the technology of silicon nitride (Si3N4) photonic chips, based on resonant ring structures (RR). The strategies of chemical functionalization and immobilization of biomolecules such as aptamers (single chain DNA fragments) and antibodies, have been performed on flat surfaces of Si3N4 for the detection of analytes, as a previous step to photonic measurements. Therefore, these strategies have been implemented in the preparation of the photonic chip for measurements in a laboratory environment (set-up). Refering to the strategy applied, it consists of the chemical activation of the sensor surface. Then on the RR of the chip, whose size is of the order of microns, the capture probe (antibody or aptamer) is immobilized, being the one in charge of specifically recognizing the analyte of interest (thrombin, allergen or pathogen). In the results obtained from thrombin, a study for the detection of thrombin in different biological matrices on flat surfaces of Si3N4 has been developed, in addition to the control on the activation of a blood sample through the use of tissue factor (TF) and calcium chloride (CaCl2). These results have served as a preliminary study to the optimization of the aptamer used as a capture probe, specific for thrombin for detection on photonic chips. Regarding the detection of allergens, two clearly differentiated strategies have been used. On the one hand, the use of aptamers as capture probes in the detection of Ovomucoid (OVO) and Gliadin (GLN) on Si3N4 flat surfaces. On the other hand, the implementation of monoclonal antibodies as biological capture molecules on photonic chips has been carried out in the detection of the allergens Gliadina (GLN) and casein (CAS), whose results have resulted in a calibration line. Likewise, an assay for the detection of GLN in real sample, from a meat extract with wheat gluten, has been carried out. As for the detection of pathogens, two types of strategies have been used, as for allergens. First, the use of aptamers as capture probes has resulted in the detection of two non-pathogenic strains of the E.coli bacteria (Origami and XL1BLUE) on flat surfaces of Si3N4. Secondly, the use of a polyclonal antibody as a capture probe has been immobilized on the surface of the photonic chip for the detection of Porcine Circovirus type 2 (PCV2) in a study on the dose dependence of the virus at different dilution factors. Finally, the development of a sensing platform for the detection of analytes (thrombin, allergens and pathogens) and where the different biosensors are going to be implemented is in process. / Quiero agradecer al Instituto de Salud Carlos III por el contrato i-PFIS concedido / Sánchez Sánchez, C. (2019). Sistema de biosensado fotónico para la detección de trombina, alérgenos y patógenos. funcionalización química de chips fotónicos basados en estructuras de anillos resonantes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/133060

El principal objetivo de esta tesis es demostrar que la Teoría de los Modos Característicos puede ser empleada de forma sistemática para diseñar antenas de hilo y antena planas. La gran ventaja de los modos característicos, frente a otros métodos de diseño, es la clara visión física que proporcionan de los fenómenos que contribuyen a la radiación de la antena. A través de numerosos ejemplos se demostrará como los modos característicos permiten comprender mejor el funcionamiento de una antena, de forma que el diseño de la misma se puede realizar de forma justificada y coherente. También se mostrará como la información proporcionada por los modos característicos puede ser aprovechada para seleccionar la forma más apropiada para el elemento radiante, al igual que para elegir una configuración de alimentación óptima que maximice el ancho de banda de impedancia. La Teoría de los Modos Característicos fue inicialmente formulada por Garbacz en 1968, y posteriormente refinada por Harrington y Mautz en 1971. Tradicionalmente, los modos característicos han sido empleados para sintetizar formas de antena, y para controlar la difracción de objetos mediante carga reactiva. Sin embargo, en la actualidad, la Teoría de los Modos Característicos ha caído prácticamente en el olvido, a pesar de que permite obtener una solución modal para la corriente, que es de gran utilidad a la hora de analizar problemas de análisis, síntesis y optimización de antenas y difractores. La Teoría de los Modos Característicos parte de la definición de un problema de autovalores que involucra la matriz de impedancia generalizada de la estructura, y que tras ser resuelto proporciona un conjunto de modos de corriente reales, que son los denominados modos característicos. Estos modos se corresponden con las resonancias naturales de la estructura y pueden ser obtenidos numéricamente para cuerpos conductores de forma arbitraria. Por otra parte, los modos característicos forman un conjunto de funciones cer / Cabedo Fabrés, M. (2007). Systematic design of antennas using the theory of characteristic modes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1883

El constante aumento de la capacidad de transmisión de la fibra óptica ha provocado que se estén llevando a cabo numerosos estudios centrados en el procesado óptico de la información digital a alta velocidad. Para poder realizar complejas operaciones de procesado óptico se requiere una memoria óptica de bajo consumo, alta velocidad y que sea integrable. Puesto que no existe el equivalente de las memorias RAM en el domino óptico, surge la necesidad de implementar dispositivos capaces de almacenar información durante un periodo de tiempo indeterminado. Una de las soluciones más atractivas para la implementación de estos sistemas de almacenamiento es el flip-flop óptico. Este dispositivo puede trabajar en dos estados de funcionamiento entre los que se conmuta empleando señales ópticas de control pulsadas. Entre todas las tecnologías utilizadas en el procesado óptico de la señal destaca el interferómetro Mach-Zehnder basado en el amplificador óptico de semiconductor (SOA-MZI) por su versatilidad y posibilidad de integración. En esta tesis se propone una arquitectura para implementar un flip-flop óptico basada en un SOA-MZI con un bucle de realimentación. Este dispositivo presenta un comportamiento biestable bajo determinadas condiciones. Sus principales ventajas son una menor complejidad (menor consumo de potencia), velocidad de conmutación y capacidad de integración. Asimismo, se ha desarrollado un modelo teórico para el SOA-MZI con realimentación a partir de las ecuaciones básicas que gobiernan el comportamiento del SOA. Este modelo ha permitido estudiar las características estáticas y dinámicas del sistema. Finalmente, se han propuesto dos nuevas aplicaciones para la arquitectura del SOA-MZI con realimentación. La primera de ellas consiste en un conmutador espacial 1x2 controlado ópticamente. Es la primera vez que se presenta una configuración que implemente esta funcionalidad en un único bloque. En segundo lugar se propone utilizar el flip-flop junto con una puerta / Clavero Galindo, R. (2007). Flip-flops ópticos basados en interferómetros Mach-Zehnder activos con realimentación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1958

En esta tesis doctoral se presenta un sistema de fabricación de altas prestaciones de redes de difracción de Bragg en fibra. Las redes de difracción de Bragg en fibra son en la actualidad componentes cruciales en los modernos sistemas de comunicaciones ópticas al permitir, con un diseño adecuado, la implementación de prácticamente cualquier dispositivo de procesado de señales en el dominio óptico. Cuando se menciona el término "altas prestaciones", el autor se refiere a un sistema orientado fundamentalmente hacia la investigación, por lo que su principal característica debe de ser la versatilidad. El sistema de fabricación debe ser capaz de producir prácticamente cualquier red de difracción que sea concebida por los investigadores que utilizan el sistema, y con una calidad al menos comparable a la de las redes de difracción de Bragg producidas por las más modernos sistemas comerciales. Durante este trabajo de tesis se describe el sistema de fabricación de redes de difracción de Bragg implementado en el seno del Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas de la UPV, detallando sus componentes, funcionamiento y prestaciones. También se presenta la base teórica que fundamenta este modelo. Adicionalmente, se muestra un estudio teórico de las propiedades de polarización de las redes de difracción (pérdidas dependientes de la polarización, retardo de grupo diferencial y parámetros de Stokes) y su validación experimental. Se demuestra como este estudio resulta de gran importancia tanto para el campo de las telecomunicaciones como para el del sensado. También se presentan aplicaciones de las redes de difracción producidas por este sistema al campo del sensado, mostrando ejemplos de aplicaciones al sensado de tensiones mecánicas en estructuras de hormigón o de acero, el desarrollo de un sensor multiparamétrico (tensión, temperatura, humedad y pH) para evaluar los daños que sufren dichas estructuras. / García Olcina, R. (2008). Sistema de fabricación de altas prestaciones de redes de difracción de bragg en fibra y aplicaciones al campo de los sensores ópticos y a los sistemas de comunicaciones ópticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4323

Hoy en día existen varias tecnologías que coexisten en una misma zona formando un sistema heterogéneo. Además, este hecho se espera que se vuelva más acentuado con todas las nuevas tecnologías que se están estandarizando actualmente. Hasta ahora, generalmente son los usuarios los que eligen la tecnología a la que se van a conectar, ya sea configurando sus terminales o usando terminales distintos. Sin embargo, esta solución es incapaz de aprovechar al máximo todos los recursos. Para ello es necesario un nuevo conjunto de estrategias. Estas estrategias deben gestionar los recursos radioeléctricos conjuntamente y asegurar la satisfacción de la calidad de servicio de los usuarios. Siguiendo esta idea, esta Tesis propone dos nuevos algoritmos. El primero es un algoritmo de asignación dinámica de recusos conjunto (JDRA) capaz de asignar recursos a usuarios y de distribuir usuarios entre tecnologías al mismo tiempo. El algoritmo está formulado en términos de un problema de optimización multi-objetivo que se resuelve usando redes neuronales de Hopfield (HNNs). Las HNNs son interesantes ya que se supone que pueden alcanzar soluciones sub-óptimas en cortos periodos de tiempo. Sin embargo, implementaciones reales de las HNNs en ordenadores pierden esta rápida respuesta. Por ello, en esta Tesis se analizan las causas y se estudian posibles mejoras. El segundo algoritmo es un algoritmo de control de admisión conjunto (JCAC) que admite y rechaza usuarios teniendo en cuenta todas las tecnologías al mismo tiempo. La principal diferencia con otros algorimos propuestos es que éstos últimos toman las dicisiones de admisión en cada tecnología por separado. Por ello, se necesita de algún mecanismo para seleccionar la tecnología a la que los usuarios se van a conectar. Por el contrario, la técnica propuesta en esta Tesis es capaz de tomar decisiones en todo el sistema heterogéneo. Por lo tanto, los usuarios no se enlazan con ninguna tecnología antes de ser admitidos. / Calabuig Soler, D. (2010). Common Radio Resource Management Strategies for Quality of Service Support in Heterogeneous Wireless Networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7348

Entre otras aplicaciones, el Grupo de Tratamiento de Señal (GTS) de la Universidad Politécnica de Valencia ha trabajado tradicionalmente en el campo de los ensayos no destructivos por ultrasonidos. el GTS ha desarrollado sofisticados algoritmos de procesado de señal para la detección y caracterización en materiales dispersivos. El procedimiento de inspección ultrasónica de materiales implica la obtención de un registro o señal mediante un equipo emisor-receptor de ultrasonidos. Este registro será posteriormente procesado para obterner información del material. La extracción de características puede realizarse calculando parámetros temporales y/o frecuenciales de los registros en cuestión. Estos parámetros contienen información que está relacionada con propiedades físicas de los materiales y que podrán ser empleados en definitiva para clasificar y caracterizar el material. El objetivo de la tesis es el de ampliar el conjunto de parémetros que se han venido usando de manera tradicional en el grupo. Los nuevos parámetros proponen un cambio de perspectiva mediante el uso de técnicas basadas en el tratamiento digital de imagen. Se presenta una colección de descriptores geométricos y de forma que serán aplicados a las imágenes obtenidas a partir de los diagramas tiempo-frecuencia. Los citados parámetros se aplicarán junto con los parámetros que componen el modelo tradicional, o versiones modificadas de éstos, a la caracterización ultrasónica de materiales dispersivos blandos. En la tesis se presenta un modelo matemático afín a los tipos de materiales que han sido evaluados en este trabajo. Se define así un esquema que modela en el dominio de la frecuencia el registro de señal procedente de la inspección ultrasónica del material. Se proponen y estudian además diferentes métodos con el objetivo de llevar a cabo el análisis espectral de la señal ultrasónica y se discuten diferentes alternativas para la obtención y mejora de los diagramas tiempo-frecuencia. / Gómez García, S. (2010). Descriptores Geométricos y de Forma: Aplicación a la caracterización ultrasónica de materiales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8722

La presente tesis doctoral se centra en el estudio de la transformada wavelet no diezmada (undecimated wavelet transform, UWT), así como en su aplicación a procesos de reducción de ruido y detección de señales. Como principales ventajas frente a la wavelet discreta tradicional (discrete wavelet transform, DWT), la wavelet no diezmada presenta invarianza frente a desplazamientos de la señal de entrada, no produce pérdida de resolución temporal en las sucesivas escalas de descomposición, y además proporciona una información adicional que desde el punto de vista de un procesado lineal sería redundante, pero que en combinación con procesados no lineales puede dar lugar a mejoras importantes en aplicaciones tales como el análisis de señales o la reducción de ruido. En este contexto, los objetivos principales de esta tesis van a ser dos. Por un lado, profundizar en el estudio de la transformada wavelet no diezmada, tratando de establecer un marco unificado para las distintas denominaciones e implementaciones existentes en la literatura. Por otro lado, plantear la aplicación de esta transformada al desarrollo de algoritmos para la reducción de ruido. En este sentido, se va a considerar el problema del ruido de grano en evaluación no destructiva por ultrasonidos. Este tipo de ruido se debe a las reflexiones en las pequeñas discontinuidades internas de los materiales, que se introducen en la misma banda de frecuencias que los defectos a detectar. Por ello no se pueden eliminar con los filtrados clásicos para ruido blanco. La tesis aborda este problema planteando algoritmos específicos, que aprovechan la diferente distribución espacio-temporal de la señal y el ruido en el dominio de la wavelet no diezmada. La metodología empleada para llevar a cabo los objetivos anteriores, incluye el desarrollo e implementación de nuevos métodos de procesado utilizando el lenguaje MATLAB(R). A lo largo de la tesis se plantean cuatro esquemas distintos de reducción de ruido de grano ultrasónico basados en las diferentes posibilidades de implementación y reconstrucción que ofrece la transformada UWT. / Pardo Gómez, E. (2011). Trasformadas Wavelet no diezmadas para reducción de ruido y detección de señáles: Aplicaciones en Evaluación No Destructiva por Ultrasonidos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11518

El principal motivo por el cual los sistemas de comunicación en el entrono corporal se desean con el objetivo de poder obtener y procesar señales biométricas para monitorizar e incluso tratar una condición médica sea ésta causada por una enfermedad o el rendimiento de un atleta. Dado que la base de estos sistemas está en la sensorización y el procesado, los algoritmos de procesado de señal son una parte fundamental de los mismos. Esta tesis se centra en los algoritmos de tratamiento de señales en tiempo real que se utilizan tanto para monitorizar los parámetros como para obtener la información que resulta relevante de las señales obtenidas. En la primera parte se introduce los tipos de señales y sensores en los sistemas en el entrono corporal. A continuación se desarrollan dos aplicaciones concretas de los sistemas en el entorno corporal así como los algoritmos que en las mismas se utilizan. La primera aplicación es el control de glucosa en sangre en pacientes con diabetes. En esta parte se desarrolla un método de detección mediante clasificación de patronones de medidas erróneas obtenidas con el monitor contínuo comercial "Minimed CGMS". La segunda aplicacióin consiste en la monitorizacióni de señales neuronales. Descubrimientos recientes en este campo han demostrado enormes posibilidades terapéuticas (por ejemplo, pacientes con parálisis total que son capaces de comunicarse con el entrono gracias a la monitorizacióin e interpretación de señales provenientes de sus neuronas) y también de entretenimiento. En este trabajo, se han desarrollado algoritmos de detección, clasificación y compresión de impulsos neuronales y dichos algoritmos han sido evaluados junto con técnicas de transmisión inalámbricas que posibiliten una monitorización sin cables. Por último, se dedica un capítulo a la transmisión inalámbrica de señales en los sistemas en el entorno corporal. En esta parte se estudia las condiciones del canal que presenta el entorno corporal para la transmisión de s / Traver Sebastiá, L. (2012). Real-time signal detection and classification algorithms for body-centered systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16188

La plasmónica es la ciencia que estudia la interacción, a escala nanométrica, entre la luz y los electrones libres de los metales, dando lugar a la propagación de ondas altamente confinadas a su superficie. La plasmónica tiene multitud de aplicaciones en nanotecnología, como son el sensado biológico y químico, espectroscopía, nanolitografía, comunicaciones de banda ultra ancha integradas en chips, nanoantenas para luz, filtrado, y manipulación de señales ópticas, entre muchas otras. Una de las aplicaciones más novedosas es la creación de metamateriales: estructuras artificiales diseñadas para controlar la propagación de la luz, con aplicaciones fascinantes como la lente perfecta o la capa de invisibilidad. La plasmónica y los metamateriales están al frente de la investigación actual en fotónica, gracias al auge de la nanotecnología y la nanociencia, que abre las puertas a una gran cantidad de nuevas aplicaciones. Esta tesis, desarrollada en el Centro de Tecnología Nanofotónica de Valencia de la UPV, en colaboración con la University of Pennsylvania y King's College London, trata de aportar nuevas ideas, estructuras y dispositivos a los campos de la plasmónica y los metamateriales, tratando de realizar su fabricación y medida experimental cuando sea posible. La tesis no se ciñe a una única aplicación o dispositivo, sino que realiza una extensiva exploración de los diversos sub-campos de la plasmónica en busca de fenómenos novedosos. Los resultados descritos son los siguientes: En el campo de los metamateriales de índice negativo se presentan dos estructuras: nanocables en forma de U, y guías coaxiales plasmónicas. En el campo del sensado plasmónico se presenta el diseño y la prueba experimental de un sensor se sustancias químicas de altas prestaciones con nanocruces metálicas. También se detallan teóricamente: un novedoso dispositivo para luz lenta e inversión temporal de pulsos basada en metamateriales y cristales fotónicos, un metamaterial para conversión de polarización sintonizable mediante pérdidas, un análogo plasmónico al efecto de levitación Meissner en superconductores y un método de reducción de pérdidas en guías plasmónicas mediante interferencia en guías multimodo. Por último se presenta teórica y experimentalmente un nuevo ejemplo fundamental de interferencia de campo cercano, logrando la excitación unidireccional de modos fotónicos ---ya sean plasmónicos o no--- mediante los campos cercanos de un dipolo circularmente polarizado. / Rodríguez Fortuño, FJ. (2013). Design and implementation of plasmonic metamaterials and devices [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31207 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales