The agricultural sector is the backbone which supports the livelihoods and the economic development of nations across the globe. In consequence, the need for robust and continuous monitoring of agricultural crops is primordial to face the interlinked challenges of growth rate population, food security and climate change. Synthetic Aperture Radar (SAR) sensors have the powerful imaging capability of operating at almost all weather conditions, independent of day and night illumination. By penetrating through clouds and into the vegetation canopy, the incident radar signal interacts with the structural and dielectric properties of the vegetation and soil, thus providing critical information of the crop state, such as height, biomass, crop yield or leaf structure, which can help devise sustainable agricultural management practices. This is achieved by means of the Polarimetric SAR Interferometry (PolInSAR) technique, which by coherently combining interferometric SAR acquisitions at different polarization states allows for the retrieval of biophysical parameters of the vegetation. In this framework, this thesis focuses on the development of crop monitoring techniques that properly exploit satellite-based PolInSAR data. All the known InSAR and PolInSAR methodologies for this purpose have been analysed. The sensitivity of these data provided by the TanDEM-X bistatic system to both the physical parameters of the scene (height and structure of the plants, moisture and roughness of the soil) and the sensor configuration (polarization modes and observation geometry) is evaluated. The effect of different simplifications made in the physical model of the scene on the crop estimates is assessed. The interferometric sensitivity requirements to monitor a crop scenario are more demanding than others, such as forests. Steep incidences associated with the largest spatial baselines provided by the available data set lead to the most accurate estimates under all the different model assumptions. Shallower incidences, on the other hand, generally yield important errors due to their characteristic shorter spatial baselines. Through the methodologies proposed in this thesis, PolInSAR data have shown potential to refine current methods for the quantitative estimation of crop parameters. Results encourage to continue further research towards the objective of achieving operational crop monitoring applications. / Work supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation, the State Agency of Research (AEI) and the European Funds for Regional Development (EFRD) under Project TEC2017-85244-C2-1-P. Noelia Romero-Puig received a grant from the Generalitat Valenciana and the European Social Fund (ESF) [ACIF/2018/204].

Synthetic Aperture Radar interferometry (InSAR) is a powerful and established technique, which is based on exploiting the phase difference between pairs of SAR images, and which aims to measure changes in the Earth’s surface. The quality of the interferometric phase is therefore the most crucial factor for deriving reliable products by means of this technique. Unfortunately, the quality of the phase is often degraded due to multiple decorrelation factors, such as the geometrical or temporal decorrelation. Accordingly, central to this PhD thesis is the development of advanced processing techniques and algorithms to extensively reduce such disturbing effects caused by decorrelation. These new techniques include an improved range spectral filter which fully utilizes an external Digital Elevation Model (DEM) to reduce geometrical decorrelation between pairs of SAR images, especially in areas strongly influenced by topography where conventional methods are limited; an improved filter for the final interferometric phase the goal of which is to remove any remaining noise (for instance, noise caused by temporal decorrelation) while, simultaneously, phase details are appropriately preserved; and polarimetric optimization algorithms which also try to enhance the quality of the phase by exploring all the polarization diversity. Moreover, the exploitation of InSAR data for crop type mapping has also been evaluated in this thesis. Specifically, we have tested if the multitemporal interferometric coherence is a valuable feature which can be used as input to a machine learning algorithm to generate thematic maps of crop types. We have shown that InSAR data are sensitive to the temporal evolution of crops, and, hence, they constitute an alternative or a complement to conventional radiometric, SAR-based, classifications.

Este proyecto unirá los centros poblados del mirador Chalamarca (Chota) y el centro poblado el Romero Bambamarca, constará de una extensión total de 6+325 km de carretera, contará con el diseño geométrico en planta perfil y sección transversal, diseño de superficie de rodadura a nivel de afirmado, obras de arte y drenaje solicitadas y señalización. Mediante la etapa de desarrollo del proyecto se realizó estudios de ingeniería que se especifican a continuación: estudio de tráfico, estudio de rutas, estudios de topografía, EMS, fuentes de agua, estudios hidráulicos y análisis de rentabilidad económica, así mismo se diseñó bajo parámetros de diseño normados y que están detallados en la presente investigación.

Las técnicas de lanzado de Rayos son métodos de modelado determinista, basados en la teoría de la óptica Geométrica, que consisten en la distribución espacial uniforme, a partir de un transmisor puntual, de un número finito pero suficiente de rayos, con los que se pretende modelar la propagación de los frentes de ondas, así como su interacción con el entorno. En esta Tesis se proponen algunas técnicas especiales, analizando las ventajas y problemas que presentan, e incidiendo especialmente en la propagación tridimensional. Se presenta además, una variante particular denominada "Lanzado de Tubos", consistente en lanzar estructuras tridimensionales formadas por varios rayos. Su ventaja principal es que resulta mucho más facil determinar si se alcanza o no a un receptor concreto, no siendo necesario implementar complejos algoritmos de recepción, imprescindibles cuando se lanzan Rayos. Todas las técnicas son validadas mediante simulaciones que se han realizado en diversos entornos más o menos complejos. Concretamente, se comparan con las medidas obtenidas en una campaña realizada en el interior de la ETSIT DE Valencia. Los resultados son altamente satisfactorios. Por último, se puede demostrar que este tipo de modelado resulta perfectamente útil para simular los rápidos desvanecimientos que sufre la señal recibida con la propagación multi-camino, ajustandose bien a los modelos teóricos de distribución estadística / Flores Asenjo, SJ. (1998). Caracterización del canal radio móvil en el interior de edificios con múltiples plantas mediante técnicas de lanzado de rayos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5762

El objetivo de esta tesis se centra en extender el tratamiento circuital característico de los problemas cerrados al análisis de problemas abiertos. Las ventajas que se derivan de tal extensión son las mismas que encontramos en un problema cerrado: la sistematicidad en el tratamiento de los problemas, la facilidad para combinar distintas técnicas y el poder disponer de una caracterización unitaria de cada estructura e independiente de la excitación aplicada. Para ello se emplea la matriz de admitancias generalizadas como vehículo de conexión entre problemas que han sido analizados con diversas técnicas / Valero Nogueira, A. (1997). Resolución de problemas electromagnéticos complejos mediante análisis circuital generalizado [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5949

En los últimos años y debido a la Sociedad de la Información en la que vivimos, la cantidad de información que se transmite por las redes de comunicaciones aumenta de forma exponencial. Esto se debe a un aumento en el número de usuarios y a la aparición de nuevas aplicaciones que demandan un gran ancho de banda. Esta necesidad de mayores anchos de banda provoca que el procesado electrónico en los nodos de comunicaciones esté llegando a su límite y se necesitan nuevas tecnologías que realicen dichas funciones en el dominio óptico por su mayor ancho de banda y evitar la conversión opto-electrónica. Un primer paso para poder realizar procesado fotónico es el desarrollo de puertas lógicas todo ópticas. El objetivo de esta tesis doctoral es el estudio y caracterización de una puerta lógica XOR como primer paso para el procesado fotónico. La fabricación se realiza mediante tecnología CMOS de fabricación en masa. Para ello se ha estudiado un nuevo tipo de guía llamado guía ranurada (slot-waveguide) en la que el campo óptico se confina en una región nanométrica aumentando su intensidad. Se han optimizado sus dimensiones para maximizar los efectos no lineales y se han investigado técnicas de acoplo para disminuir las pérdidas de inserción. Para los efectos no lineales se ha empleado un novedoso material basado en nanocristales de silicio en SiO2. Se han estudiado estructuras de anillos resonantes e interferómetros Mach-Zehnder para la realización de un conmutador todo óptico y una puerta lógica XOR respectivamente. También se ha analizado un desfasador de 90º basado en un anillo resonante para integrarlo en un modulador vectorial fotónico. Todas estas estructuras se han podido fabricar y caracterizar experimentalmente. Se han obtenido las pérdidas de propagación de las guías ranuradas. Se ha caracterizado la respuesta de estructuras de anillos resonantes e interferómetros Mach-Zehnder obteniendo sus parámetros óptimos. / Blasco Solbes, J. (2009). Desarrollo de aplicaciones basadas en la guía nanofotónica de silicio tipo ranura [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6290

La presente tesis desarrolla una metodología basada en la teoría circuital generalizada, que permite el análisis de problemas electromagnéticos en entornos abiertos y cerrados. De esta forma, un problema electromagnético se podrá segmentar en diversos problemas más simples, donde cada uno de los problemas individuales se resuelve por la técnica más apropiada en cada caso y se caracteriza a través de su matriz de impedancias o admitancias generalizadas. Como aplicación directa de esta metodología, se analiza en detalle el problema del sector circular dieléctrico bidimensional. El sector se tratará como un elemento individual de 4 accesos y servirá para el análisis, mediante la teoría circuital, de problemas más complejos y, en general, inhomogéneos. Otra aplicación directa de esta teoría y del elemento sector circular, es el análisis de la cuña dieléctrica inhomogénea, con las aplicaciones inmediatas que esto tiene a los fenómenos de difracción. En todos los casos plateados se han contrastado los resultados con los disponibles en la bibliografía, concluyéndose que el método es sumamente preciso en todos los casos propuestos. Por último, se han analizado otros problemas no resueltos en la bibliografía y que son de interés, como los cilindros corrugados para adaptar estructuras o los cilindros con altas pérdidas. / Peñaranda Foix, FL. (2001). Aplicación de la teoría de análisis circuital generalizado a la resolución de problemas de difracción electromágnetica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7121

Desde los primeros estudios desarrollados por S.B. Cohn a finales de los años 60, los resonadores dieléctricos, con factor de calidad elevado, han sido utilizados para el diseño de filtros paso-banda de microondas. A partir de la aparición en los años 70 de materiales dieléctricos con las propiedades eléctricas y estabilidad térmica idónes, los resonadores dieléctricos se convirtieron en elementos clave en numerosos diseños de filtros. De hecho, esta tecnología se encuentra frecuentemente en sistemas de comunicaciones míviles y por satélite debido a sus ventajas en términos de reducción de masa y volumen, bajas pérdidas, y estabilidad térmica. Por todo ello, el análisis y diseño riguroso de este tipo de filtros ha suscitado un gran interés en la literatura técnica. El objetivo principal de esta tesis doctoral es el desarrollo de una técnica modal eficiente para caracterizar el comportamiento electromagnético de cavidades resonantes cargadas con dieléctricos. Para ello, se presenta una nueva formulación de ecuación integral en el espacio de estados basada en el método BI-RME (del inglés, boundary integral-resonant mode expansion). En dicha formulación, para resolver la ecuación integral de volumen planteada, el resonador dieléctrico se caracteriza de manera rigurosa por medio de las densidades de carga y corriente de polarización equivalentes definidas en el volumen del objeto dieléctrico. Siguiendo este método, los modos resonantes de las cavidades se obtienen a través de la solución de un problema lineal de autovalres. Así mismo, se obtiene la matriz generalizada de admitancias de la cavidad resonante cargada con dieléctrico como una expansión en serie de polos en el dominio de la varable de Laplace. De esta manera, la respuesta electromagnética de las cavidades resonantes puede resolverse en un rango amplio de puntos de frecuencia haciendo uso de un reducido esfuerzo computacional, y evitando así, cálculos intensos en cada punto de frecuencia. / Gil Raga, J. (2010). Full-wave analysis and design of passive microwave and millimetre-wave devices based on dielectric-loaded cavity resonators [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7442

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]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8657

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]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8857