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La simulación de problemas electromagnéticos juega un papel crucial en el análisis y diseño de multitud de estructuras. Por este motivo, han surgido multitud de técnicas que permiten extender el rango de aplicabilidad de las técnicas tradicionales. En esta tesis, se toma como punto de partida de las técnicas de descomposición clásicas las cuales muestran a menudo problemas de convergencia.Con el objetivo de esquivar los problemas de convergencia, se considera posteriormente el denominado Método de las Funciones Base Características. En este algoritmo se genera un nuevo conjunto de funciones base que permiten un modelado eficiente de las corrientes. De este modo, la matriz resultante es de dimensiones más reducidas permitiendo el análisis de una mayor variedad de problemas dado el menor consumo de memoria. De cara a mejorar la eficiencia temporal, se estudian diversas técnicas que permiten el cálculo rápido de los términos de reacción.El Método de las Funciones Base Características es notablemente extendido mediante una versión multinivel que permite alcanzar tasas de compresión elevadas. Como ejemplo de aplicación, se demuestra el potencial del método para la síntesis de agrupaciones en entornos complejos.Finalmente, dadas las posibilidades que demuestra esta nueva metodología, se estudia una aplicación de la misma en otros ámbitos. En particular se aplica al análisis de estructuras mediante ondas esféricas, obteniendo resultados muy favorables en cuanto a precisión y reducción de incógnitas.

El objetivo de esta tesis se enmarca en el diseño y desarrollo de un sistema automático de ayuda al diagnostico de arritmias cardiacas, denominado Saydac, que comprende: la caracterización del ECG, que permite generar su descripción en forma cualitativa y cuantitativa; la detección y el diagnostico de la fibrilación y el fluter auriculares a través de la detección de las ondas F del registro electrocardiográfico; la descripción y codificación de las arritmias cardiacas basado en el código Minnesota, y la validación de Saydac para la cual se han obtenido los diagnósticos de 8 evaluadores (3 médicos cardiólogas expertos en arritmias, 3 médicos cardiólogos, 1 medico no cardiólogo y Saydac) para un total de 100 señales electrocardiográficas efectuándose luego un análisis estadístico de las diferentes distancias entre los diagnostico de cada uno de los evaluadores. Se ha constatado que Saydac responde satisfactoriamente a los objetivos de su diseño, con diagnósticos más próximos a los médicos cardiólogos especialistas en arritmias que al resto de evaluadores.

En este trabajo se presenta un nuevo modelo no lineal para transistores MESFET/HEMT basados en GaAs y GaN teniendo en cuenta los efectos térmicos y trampa que muestran estos dispositivos. El modelo permite reproducir el comportamiento del dispositivo, a un rango determinado de temperatura, en régimen estático (DC), régimen pulsado y régimen dinámico RF pequeña y gran señal. La ecuación de la fuente de corriente Ids toma como base cualquier modelo DC existente sin alterar su comportamiento en este régimen de funcionamiento. Los valores de sus parámetros se extraen a partir de las características I/V DC y pulsadas llevadas a cabo solamente en unos puntos determinados de polarización. También se presenta el estudio y la caracterización de dichos efectos lo que, de un lado, permite conocer la influencia de los mismos sobre el comportamiento del transistor y, de otro lado, obtener toda la información útil y necesaria para su modelado. / In this thesis, a new nonlinear model of GaAs and GaN MESFET/HEMT transistors including thermal and traps effects shown in this kind of devices has been presented. The model, along with an electric equivalent circuit and an especial extraction process strategy, can accurately predict the DC, pulsed as well as the small and large signal behaviour of the device over a large range of ambient temperature. To model drain to source current source Ids we start with a known DC equation but the approach can be applied to any other existing classical model. The model parameters values are extracted from the DC and pulsed I/V characteristics carried out just at a few bias points. A study and characterization of thermal and traps effects is presented too. This allows us to know the influence of these effects on the transistor behaviour, and to obtain all the necessary information for their modelling.

El objetivo de esta tesis ha sido el estudio, la caracterización y el modelado de diodos Schottky, desde continua (DC) hasta la banda de frecuencia W. Se trata de diodos comerciales que se han desarrollado en Virginia Diodes: un diodo Schottky simple (SA), un diodo Zero Bias (ZBD) y una configuración de dos diodos en antiparalelo. El modelado se ha realizado mediante una combinación de medidas en continua, medidas en baja frecuencia, medidas de los parámetros de scattering para dos rangos frecuenciales (DC-50GHz, 75-110GHz), medidas Pin/Pout, y medidas del montaje de un conjunto de transiciones de coplanar a microstrip, unidas mediante hilos de “bonding” para llevar a cabo el proceso de obtención de los parámetros de los diodos y lograr sus modelos completos finales hasta 110GHz, medidas directas sobre el diodo utilizando puntas de prueba coplanares en los contactos del ánodo y el cátodo de los diodos, para verificar que la coherencia del modelo no se ve afectada por los efectos parásitos asociados a los hilos de “bonding”, y a las transiciones. Se ha realizado también un análisis completo del ruido de los diodos que incluye caracterización, medidas, modelado y simulación, para examinar las propiedades de ruido en baja frecuencia de los diodos Schottky de GaAs. / The main goal of this thesis has been the study, discussion, characterization and modeling of a wideband Schottky diode, from Direct Current (DC) to W band, for three type of Schottky diode that have been developed at Virginia Diodes: a single Anode Schottky Diode, Zero Bias Diode (ZBD) and configuration of antiparalel Diode based on a commercial VDI chip. The modelling has been done using a combination of DC measurements, capacitance measurements, RF Scattering measurements, and measurements of the assembly of Coplanar to Microstrip bonded transitions has been performed and used to achieve the complete final diode model up to 110 GHz. Also, on chip (direct) measurements were done by placing a couple of probe tips on the anode and cathode pads of diodes to verify that the coherence of the model is not affected by the surrounding parasitic effects associated with wire bonding and transitions. A complete characterization, analysis, simulation and modeling of noise will be presented, to examine for the low-frequency noise properties of VDI’s GaAs Schottky diodes.

Memoria para optar el título de Bioquímico / TGF-β1 es uso de los miembros de la superfamilia de TGF-β, capaz de activar vías de señalización dentro de la célula que modulan la expresión de diversos genes. Entre estas vías encontramos a los complejos Smad2, Smad3 y ERK1, 2. La modulación y/o regulación de estas vías activadas por TGF-β1 es de vital importancia, puesto que se piensa que esta regulación podría servir como blanco farmacológica contra el desarrollo de tumores. En nuestro laboratorio nos hemos enfocado en buscar proteínas o factores capaces de regular la activación de las vías del factor de crecimiento. Basado en la evidencia de la presencia de la proteína QM en ciertos tipos de tumores y la capacidad de ésta de interaccionar con factores transcripcionales, hemos propuesto que QM tiene la capacidad de regular a los factores Smad2,Smad3 y ERK1,2 activados por TGF-β1. Nuestros resultados indicaron que QM es capaz de modular las tres vías estudiadas en respuesta a un estímulo con TGF-β1 en células COS-7, PDV y CarC, sin embargo esta modulación fue diferente en los tres tipos celulares. Se observó que al sobre-expresar QM en células COS-7 que representan un estadio normal, las vías de Smad2 y ERK1,2 aumentan su actividad. La actividad de la vía Smad3 en células COS-7 se ve potenciada en respuesta a un estímulo con TGF-β1 en conjunto con la sobre-expresión de QM. En (el caso de) células humanas PC3 que representan un estado muy tumorogénico se observó que al sobre-expresar QM, la actividad de la vía Smad2 se ve disminuida al comparar el efecto que se observa al estimular con TGF-β1. Se obtuvo un efecto similar cuando determinamos la trans-activación del sistema Smad2-Gal4 y junto con los resultados obtenidos por western blot notamos una caída en los niveles de proteína fosforilada. Por el contrario, la actividad de la vía Smad3 se ve aumentada cuando estimulamos con TGF-β1 y sobre-expresamos QM. El efecto sobre la trans-activacion del sistema Smad3-Gal4 en conjunto con los niveles de p-Smad3 determinados por western blot muestran un aumento de la fosforilación de la proteína, lo que indicaría la mayor actividad de la vía. La actividad de la vía ERK1,2 se ve fuertemente estimulada por la presencia de QM. La trans-activación del sistema Elk1-Gal4 sugiere que la presencia de QM colabora con la fosforilación del factor Elk1 lo que indicaría la mayor actividad de la vía ERK1,2. En (el caso de las) células de ratón PDV, al sobre-expresar QM se observó que aumenta la actividad de las vías Smad2 y Smad3. Además la presencia de QM potenciaría el efecto de TGF-β1. Al determinar el efecto de QM sobre la trans-activación del sistema Smad2-Gal4 y Smad3-Gal4 esta aumento. Además los resultados obtenidos por western blot para p-Smad2 y pSmad3, muestran un aumento en los niveles de p-Smad2 y p-Smad3 cuando sobre-expresamos QM. El efecto contrario se observó cuando inhibimos la expresión de QM con siRNA. Estos resultados sugieren que QM tendría un efecto sobre la fosforilación de Smad2 y Smad3, lo que explicaría la mayor actividad de estas vías. Al sobre-expresar QM en células PDV observamos también un gran aumento de la actividad de la vía ERK1,2. La trans-activación del sistema Elk1-Gal4 aumentó al sobre-expresar QM, sugiriendo que QM tendría un efecto sobre la fosforilación de ERK, lo que explica el aumento de la actividad de la vía. Al suprimir QM en células PDV y analizar el efecto sobre la expresión de u-PA y MMP9, se observó que u-PA decae y también disminuye MMP9, aunque en menor medida. Nuestros datos también indicaron que QM tendría implicancias sobre la migración celular en células PDV. Los resultados obtenidos en nuestro trabajo permiten concluir que QM activa las vías de señalización de TGF-β1 involucradas en procesos tumorales, además de alterar la expresión de u-PA y MMP9 y favorecer la migración en células transformadas. En su conjunto, estos datos sugieren que la posibilidad de modular la expresión de QM en células tumorales aparece como una posible herramienta terapéutica para el tratamiento del cáncer en humanos

Esta tesis trata de la aplicación en agricultura de los datos polarimétricos obtenidos mediante satélites de observación de la Tierra eqipados con radar de apertura sintética. Los principales objetivos de la tesis se centran en dos productos finales: la clasificación de tipo de cultivo y la estimación de la altura de los cultivos. Para ello se hace uso de técnicas de descomposición polarimétrica basadas en modelos con datos SAR polarimétricos multi-temporales, medidos con RADARSAT-2 en banda C. Las contribuciones de esta tesis se resumen a continuación: 1. Se ha investigado por primera vez la aplicación de la descomposición de Neumann a la clasificación de cultivos. En este estudio se propone un método de clasificación supervisado basado en la descomposición de Neumann y el clasificador de bosque aleatorios (denominado "ND-RF") para la clasificación de cultivos. Las relaciones entre los tres parámetros de la descomposición de Neumann y los tres parámetros de la descomposición de Cloude-Pottier se han validado en esta aplicación empleando datos reales. Se ha hecho un amplio estudio sobre la importancia de los diversos parámetros en la clasificación de cultivos y se han comparado de forma completa las dos descomposiciones. 2. Se ha presentado una demostración y validación exhaustivas sobre la estimación de la altura del cultivo de maíz mediante observables polarimétricos con métodos de regresión de aprendizaje automático. En este estudio se explota un gran conjunto de datos formado por imágenes multi-temporales de banda C y mediciones in situ casi síncronas de la altura de los cultivos a lo largo de tres años en dos zonas de Canadá. Se utilizaron dos métodos típicos de regresión de aprendizaje automático: RFR y SVR. Se ha investigado la importancia de las características de entrada y el rendimiento después de filtrar la selección de observables. / Work supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation, Research State Agency (AEI) and European Regional Development Funds under project TEC2017-85244-C2-1-P.

El objetivo de la Tesis es mostrar, a partir de un balance energético dimensionable y contrastable, la viabilidad de un sistema de recarga de baterías de tracción de Vehículos Eléctricos de manera simultánea a la producción dentro de la llamada “ventana fotovoltaica”, como garantía de que la electricidad producida para la movilidad eléctrica no dependa de los combustibles fósiles que están inevitablemente presentes en el “share” energético global para, de esta manera, reducir el nivel de emisiones de CO2 a la atmósfera por parte del sector del transporte. Y el intercambio de baterías es presentado como la alternativa para resolver el problema de la simultaneidad entre la producción fotovoltaica y la utilización del vehículo, y para vencer la barrera del tiempo de recarga. Si el vehículo eléctrico está llamado a ser el sustituto natural del convencional y las energías renovables están llamadas a ser las sustitutas naturales de las convencionales, es necesario comprobar la viabilidad del binomio “Vehículo Eléctrico - Energías Renovables” y el desarrollo conjunto de ambas. Siendo una realidad que el Vehículo Eléctrico ya es un producto al alcance del gran público, no es menos cierto que el grado de penetración del mismo está teniendo lugar a un nivel infinitamente inferior al esperado, en parte como consecuencia del elevado coste del VE y la situación económica global, en parte porque la usabilidad del VE y el vehículo convencional no es la misma al no disponer el VE de autonomía, tiempo de recarga e infraestructura de recarga comparables a su homólogo convencional, y en parte como consecuencia del mantenimiento del status-quo existente entre los fabricantes de vehículos y las empresas suministradoras de combustibles fósiles que intentan frenar lo máximo posible el proceso de electrificación del sector de transporte. Por otro lado, es también una realidad el drástico descenso en los costes de los equipos de producción de electricidad fotovoltaica en los últimos años, sobre todo los paneles solares y los onduladores DC-AC, de forma que cada Watio instalado viene a costar, en promedio, 5 veces menos que en 2007 y las instalaciones son rentables por sí mismas sin necesidad de mecanismos de subvención externos. Todo ello ha facilitado que a día de hoy dispongamos de un escenario de Balance Neto (Autoconsumo con intercambio con la red) viable que ha abierto la puerta a las Smart Grids en las cuales el punto de recarga del Vehículo Eléctrico es sin duda uno de los protagonistas del escenario futuro. Y puesto que tanto las instalaciones fotovoltaicas a pequeña escala como el vehículo eléctrico son 2 campos emergentes con mucho desarrollo todavía por delante, el autor ha querido relacionar ambos a nivel dimensional y justificar que el futuro crecimiento conjunto de ambos puede contribuir enormemente a la reducción progresiva de la emisión de gases contaminantes a la atmósfera por parte del sector del transporte.

La agricultura es una de las prácticas humanas más antiguas y de mayor importancia en nuestra sociedad. Es fundamental para la subsistencia de millones de personas, donde cultivos como el arroz o el trigo son la base alimenticia de un gran porcentaje de la población mundial. Al igual que la sociedad, las técnicas agrícolas han ido evolucionando con el paso del tiempo. En este contexto, es la agricultura de precisión el tipo de agricultura que más fuerza y mejores resultados está obteniendo. La agricultura de precisión surge con la aplicación de nuevos elementos tecnológicos con el objetivo de optimizar la gestión de una parcela desde el punto de vista: • Agronómico: ajuste de las prácticas de cultivo a las necesidades de la planta • Medioambiental: reducción del impacto vinculado a la actividad agrícola • Económico: aumento de la competitividad a través de una mayor eficacia de las prácticas. Una de las medidas más utilizadas en la inspección del estado de los cultivos es la de medida del estado fenológico (fenología). La fenología nos indica las diferentes etapas biológicas que irá atravesando un cultivo desde su siembra hasta la cosecha. El conocimiento exacto de este valor es fundamental en las prácticas agrícolas, dado que marca el momento en el que se debe realizar cada uno de los procesos agrícolas. Por ejemplo, el momento del suministro de nutrientes como el nitrógeno, es uno de los aspectos claves en el incremento de la productividad y de no aplicarse en el estado fenológico correcto la productividad en vez de aumentar se verá reducida. Una de las formas que tenemos para inferir el valor fenológico es mediante teledetección. La utilización de satélites nos permite cubrir grandes extensiones de terreno en un mismo instante de tiempo. En este contexto las fuentes de observación más utilizadas son de naturaleza radar (en concreto SAR) e imágenes ópticas. Ambas poseen características diferentes y ofrecen distintas sensibilidades. Por ejemplo, el sensor óptico es sensible a los procesos químicos internos de las plantas y el SAR a su estructura o morfología. La forma más extendida para la estimación fenológica a partir de las series de datos sensoriales se basa en el procesado de señal convencional. Por ejemplo, para el caso del sistema SAR se puede analizar la evolución de determinados parámetros polarimétricos en función del estado del cultivos y en base a este análisis definir una estrategia de estimación Por otro lado, el sensor óptico ha sido el más utilizado para dicho fin. A partir de una combinación de bandas ópticas se definen unos índices denominados Índices de Vegetación (IV). Estos índices maximizan su respuesta ante la presencia de vegetación y se ven minimizados ante cualquier otro tipo de terreno. Dentro de los diferentes IV el más estudiado es el Índice de vegetación de diferencia normalizada o NDVI (de sus siglas en inglés). El NDVI debe ser filtrado antes de ser utilizado para estimar el estado fenológico debido al ruido inherente de los datos ópticos. Las técnicas convencionales utilizan métodos basados en ajustes o transformadas que requieren todo el set de imágenes (durante toda la campaña) para poder trabajar, lo cual imposibilita el uso de estas técnicas en aplicaciones de tiempo real. Otro de los inconvenientes es que debido a la poca sensibilidad que tiene el NDVI entre cambios fenológicos solo se pueden distinguir unos pocos estados Dando un enfoque diferente, un enfoque dinámico, podemos ofrecer estimaciones mucho más robustas que las obtenidas hasta ahora. El enfoque dinámico analiza no sólo el contenido de los datos sensoriales sino también su evolución temporal. Para esto, no se parte directamente de los datos observados sino que se divide el problema en dos etapas: 1. Modelo del comportamiento del sistema que determina su evolución temporal permitiendo predecir las transiciones entre dos instantes de tiempo. 2. Inclusión de los datos procedentes de la observación (sensores radar y/u ópticos). La primera etapa consiste en la utilización de un modelo que describe el comportamiento temporal del sistema, en nuestro caso, la evolución fenológica a lo largo del tiempo, con el fin de realizar una predicción de hacia dónde evoluciona el siguiente estado. Esta predicción se combina en la siguiente etapa, con la observación proveniente de los sensores. Esto supone un gran avance respecto a los métodos en los que se deben desarrollar estudios y ajustes matemáticos para cada sensor por separado y determinar el estado basándonos única y exclusivamente en la información proporcionada por dicho sensor en un instante de tiempo. En estudios recientes se ha demostrado el potencial de la metodología sobre cultivos de arroz utilizando modelos de evolución fenológica combinados con imágenes SAR u observaciones ópticas. Otra posibilidad que brinda esta metodología es la fusión de datos, es decir, la segunda etapa puede albergar más de una fuente de observación que se combine con la predicción. Imaginemos un escenario de teledetección para el que disponemos de tres fuentes de información periódica: imágenes de satélite ópticas, radar y fotografías a pie de campo. El enfoque tradicional estudiaría la información de cada fuente por separado y proporcionaría una solución para cada una de las fuentes. Si utilizamos un enfoque dinámico lo que haremos es determinar una única solución combinando de forma óptima la información actual y pasada de los tres sensores. De este modo, aquellos estados en los que un sensor sea menos sensible pueden verse compensados por la información de otros sensores para mejorar la predicción. Uno de los factores claves para obtener buenos resultados utilizando esta metodología es disponer de un buen muestreo temporal. Una forma de reducir el tiempo de revisita (tiempo entre imágenes) es mediante el uso de un vehículo aéreo no tripulado (UAV) cuya incorporación no supone inconvenientes en esta metodología. Al contrario, facilita sustancialmente la transferencia de esta nueva tecnología a la sociedad. Los UAV, además de ser flexibles en la configuración del tiempo de adquisición, nos permiten observar los cultivos a la distancia que se desee. El vehículo es capaz de realizar la trayectoria sin necesidad de pilotarlo y además, aprovechar al máximo el enfoque dinámico para calcular las trayectorias de forma autónoma. Por ejemplo, si el vehículo detecta una zona que presenta incertidumbre o algún problema podría modificar su trayectoria para recabar más información de dicha zona. Este enfoque abre una nueva brecha de posibilidades y de aplicaciones que pueden ser transferidas del ámbito científico a la sociedad mediante la creación de nuevos productos comerciales.

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