[EN] Microfluidic systems have been emerged as a promising technology for molecular analysis, biodefence and microelectronics. The properties of the microfluidic devices, such as rapid sample processing and the precise control of fluids, have made them attractive candidates to replace traditional experimental approaches. Microfluidic devices are characterized by fluidic channels with dimensions on the order of tens to hundreds of micrometers. Structures with this size enable the integration of lab-on-chip technology, which allows processing miniaturized devices for fluid control and manipulation. Fluid sensing by microwave sensors based on the RF analysis offers new possibilities for the characterization of mediums by non-invasive methods. Dielectric measurement of fluids is important because it can provide the electric or magnetic characteristics of the materials, which proved useful in many research and development fields, such as molecular biology and medical diagnosis. Several techniques are available in the frequency domain for analyzing the dielectric properties of liquids and their composition. We are focused in resonant cavity techniques for fluid characterization in the millimeter-wave range. However, these techniques are incompatible with lab-on-chip process due its dimensions in this frequency range. In this context, a new structure called gap waveguide appears as a good candidate to overcome the principal drawbacks of the classical resonant cavities. This thesis presents the development of the gap waveguide technology in the millimeter-wave band. Other conventional technologies are discussed as well, to compare them with the performance in terms of losses of the gap waveguide. We also present the resonator design based on gap waveguide with the purpose of making the gap waveguide a technology capable of working in the microfluidic sensing domain. In this context, we propose a comparative study between gap waveguide and Substrate Integrated Cavity (SIC) with the aim to characterize the fluid permittivity at 60 GHz. With this purpose, several prototypes have been manufactured with PCB ("Printed Circuit Board") and Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technologies. A work in the LTCC laboratory has been done with the purpose of validating some steps in the LTCC process which are key in the gap waveguide manufacturing, especially those related with the creation of cavities (external and internal) using LTCC materials. / [ES] Los sistemas microfluídicos han emergido como una tecnología prometedora para el análisis molecular, biodefensa y microelectrónica. Las propiedades de los dispositivos microfluídicos tales como el procesamiento rápido de las muestras y el control de los fluidos, les han hecho atractivos candidatos para reemplazar los tradicionales métodos experimentales. Los dispositivos microfluídcos están caracterizados por canales fluídicos con dimensiones del orden de decenas a centenares de micrómetros. Las estructuras con estos tamaños permiten la integración de la tecnología "lab-on-chip", la cual permite el procesamiento de dispositivos miniaturizados para el control y la manipulación de fluidos. La detección de fluidos a través de sensores de microondas basados en el análisis de radiofrecuencia ofrece nuevas posibilidades para la caracterización de medios a través de métodos no invasivos. Las medidas dieléctricas de los fluidos son importantes debido a que pueden proporcionar información las características eléctricas o magnéticas de los materiales, siendo útil en muchos campos de investigación y desarrollo tales como biología molecular o para realizar diagnósticos médicos. En el dominio frecuencial, varias tecnologías están disponibles en el mercado para analizar las propiedades dieléctricas y la composición de los líquidos. En esta tesis, estamos enfocados en las técnicas basadas en cavidades resonantes para la caracterización de fluidos en el rango de las ondas milimétricas. Sin embargo, estas técnicas son incompatibles con los procesos "lab-on-chip" debido a sus dimensiones en esta banda de frecuencia. En este contexto, una nueva estructura guía onda denominada "gap waveguide" aparece como un buen candidato para solventar los principales inconvenientes de las clásicas cavidades resonantes. En esta tesis se ha desarrollado la tecnología "gap waveguide" en la banda de ondas milimétricas. Otras tecnologías convencionales serán estudiadas para comparar el rendimiento de todas ellas en términos de pérdidas. También se presenta en esta tesis, el diseño de resonadores basados en la tecnología "gap waveguide" con el propósito de hacer esta tecnología compatible con la detección microfluídica. En este contexto, proponemos un estudio comparativo entre las tecnologías "gap waveguide" y "Substrate Integrated Cavity" (SIC) con el objetivo de caracterizar la permitividad de los fluidos a 60 GHz. Con este propósito, varios prototipos han sido fabricados usando las tecnologías PCB ("Printed Circuit Board") y LTCC ("Low Temperature Co-fired Ceramic". Un importante trabajo en el laboratorio LTCC se realizó para validar algunas de las etapas del proceso LTCC que eran la clave para la fabricación de prototipos basados en "gap waveguide", como la creación de cavidades (externas e internas) usando materiales LTCC. / [CAT] Els sistemes microfluídics han emergit com una tecnologia prometedora per a l'anàlisi molecular, biodefensa i microelectrònica. Les propietats dels dispositius microfluídics com el processament ràpid de les mostres i control dels fluids, els han fet atractius candidats per a reemplaçar les tradicionals aproximacions experimentals. Els dispositius microfluídcs estan caracteritzats per canals fluídics amb dimensions de l'orde de desenes a centenars de micròmetres. Les estructures amb estes grandàries permeten la integració de la tecnologia "lab-on-chip", la qual permet el processament de dispositius miniaturitzats per al control i la manipulació de fluids. La detecció de fluids a través de sensors de microones basats en l'anàlisi de radiofreqüència oferix noves possibilitats per a la caracterització de sistemes a través de mètodes no invasius. Les mesures dielèctriques dels fluids són importants pel fet que poden proporcionar informació sobre les característiques elèctriques o magnètiques dels materials, sent útil en molts camps d'investigació i desenvolupament com biologia molecular o per a realitzar diagnòstics. En el domini freqüencial, diverses tecnologies estan disponibles en el mercat per analitzar les propietats dielèctriques i la composició dels líquids. En aquesta tesi, estem enfocats en les tècniques basades en cavitats ressonants per a la caracterització de fluids en el rang de les ones mil·limètriques. No obstant això, aquestes tècniques són incompatibles amb els processos "lab-on-chip" a causa de les seues dimensions en aquesta banda de freqüència. En aquest context, una nova estructura guia onda denominada "gap waveguide" apareix com un bon candidat per a resoldre els principals inconvenients de les clàssiques cavitats ressonants. En aquesta tesi s'ha desenvolupat la tecnologia "gap waveguide" en la banda d'ones mil·limètriques. Altres tecnologies convencionals seran estudiades per a comparar el rendiment de totes elles en termes de pèrdues.També es presenta en esta tesi el disseny de ressonadors basats en la tecnologia "gap waveguide" amb el propòsit de fer esta tecnologia compatible amb la detecció microfluídica. En aquest context, proposem un estudi comparatiu entre les tecnologies "gap waveguide" i "Substrate Integrated Cavity" (SIC) amb l'objectiu de caracteritzar la permitivitat dels fluids a 60 GHz. Amb aquest propòsit, diversos prototips han sigut fabricats usant les tecnologies PCB ("Printed Circuit Board") i LTCC ("Low Temperature Co-fired Ceramic". Un important treball en el laboratori LTCC es va realitzar per a validar algunes de les etapes del procés LTCC que eren la clau per a la fabricació de prototips basats en "gap waveguide", com la creació de cavitats (externes i internes) usant materials LTCC. / Arenas Buendia, C. (2016). Enhanced fluid characterization in the millimeter-wave band using Gap Waveguide Technology [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62781 / TESIS

[EN] Modern communications systems impose stringent requirements on the equipment that operates at microwave frequency, especially in the case of wireless communications. The design of passive components for these applications is contingent upon the availability of accurate electromagnetic (EM) modeling tools that can efficiently handle the complex geometry of these components. Despite the widespread use of mesh-based general-purpose computer-aided engineering (CAE) tools to perform final design verifications, their application during the optimization process is limited. Optimum designs require a large number of simulations, which are computationally expensive when performed by general purpose tools. Instead, microwave designers prefer to employ faster software tools tailored to specific geometries, such as waveguide components, multilayered structures, etc. Therefore, the development of faster and more efficient specialized EM tools has a direct impact on the design of microwave components, both quantitatively and qualitatively. Increasingly complex geometries are modeled more accurately, and may be incorporated into novel designs without penalizing development time and its associated costs. By doing so, passive components become more advanced and are able to fulfill stricter requirements. At the same time, new research and development opportunities arise in order to address the challenges posed by these advanced structures. The present thesis is focused on a specific type of waveguide cavity geometry: bi-dimensional structures of arbitrary shape. Most microwave components based on rectangular waveguides include these elements (bends, T-junctions, tapers, power-dividers, etc.), thus the scope of this work is wide. To characterize these structures, an efficient full-wave modal formulation is developed. Taking into account common properties of bi-dimensional structures, such as its electromagnetic symmetry, the resulting technique is very efficient and accurate. Thanks to the integration of this formulation into a CAE tool, a designer is able to solve complex systems that combine this type of element with components of vastly different shapes. The developed formulation is first applied to the analysis and design of passive components, such as filters, multiplexers and orthomode transducers. These examples are employed to validate the results, as well as to demonstrate the improvement that the proposed analysis technique represents over well-known commercial EM packages. Likewise, this formulation is combined with the tool SPARK3D to predict RF breakdown (multipactor and corona) in selected bi-dimensional structures. Then, novel implementations of waveguide quasi-elliptic filters, based on the interconnection of bi-dimensional cavities, are proposed. Special attention is paid to the realization of multiple transmission zeros (TZs) with tuning-less compact structures. First, a novel family of filters, known as hybrid-folded rectangular waveguide structures, is studied. Simple and flexible methods to prescribe the location of the transmission zeros realized by these structures are presented. Practical aspects related to their physical implementation are also discussed. Secondly, a compact and purely capacitive obstacle, capable of realizing multiple TZs, is presented and discussed. In both cases, multiple examples are given to illustrate the step-by-step process involved in the design of these structures. Finally, a systematic procedure for the design of wideband manifold-coupled multiplexers is proposed. To preven the generation of undesired resonances, stubs that connect the filters to the manifold are removed. Likewise, the manifold length is kept as short as possible. Following a simple procedure, based on analytical formulas and EM simulations, a good starting point for the final optimization of these structures is obtained. It has been applied to a wideband quadruplexer for passive intermodulation measurement at C-band. / [ES] Actualmente, los sistemas de comunicaciones imponen unos requisitos muy estrictos sobre el equipamiento en la banda de microondas. El diseño de estos componentes está supeditado, frecuentemente, a la disponibilidad de herramientas de modelado electromagnético (EM) que sean capaces de analizar geometrías complejas. A pesar del amplio uso de herramientas CAE (computer-aided engineering) de propósito general para la verificación final de prototipos, su potencial aplicación durante el proceso de diseño es limitada. Los diseños óptimos exigen realizar una gran cantidad de simulaciones EM. Dado que las simulaciones con estas técnicas tienen un alto coste computacional, los diseñadores suelen optar por emplear herramientas software especializadas en las estructuras que diseñan. Por tanto, el desarrollo de nuevas herramientas más precisas y eficientes ayudará a reducir el tiempo de diseño de estos productos, y con ello los costes asociados. Además, permitirá abrir nuevas líneas de investigación para responder a los retos que plantean geometrías cada vez más complejas. Esta tesis se centra en el desarrollo de una herramienta de análisis EM para un tipo concreto de estructuras: cavidades bidimensionales de sección arbitraria. Es habitual encontrar este tipo de estructuras en la mayoría de componentes implementados en guía rectangular. Por tanto, el rango de aplicación de la teoría desarrollada en esta tesis es muy amplio. En concreto, se ha desarrollado una nueva formulación basada en métodos modales que permite realizar una caracterización de onda completa de estas estructuras de forma eficiente y precisa. Al aprovechar su simetría geométrica y electromagnética, la herramienta desarrollada puede minimizar los cálculos a realizar, consiguiendo grandes velocidades de computación pero manteniendo una alta precisión. Gracias a la integración de esta formulación dentro de una herramienta CAE basada en métodos modales, se ofrece la posibilidad a los diseñadores de resolver sistemas muy complejos que combinan este tipo de cavidades con otros componentes de geometrías distintas. Esta formulación se aplica, en primer lugar, al análisis y diseño de componentes pasivos comunes, tales como filtros, multiplexores y OMTs. Estos ejemplo validan la herramienta desarrollada, y demuestran la significativa mejora que supone el uso de esta nueva técnica con respecto a otros paquetes software de análisis electromagnético. Asimismo, al combinar esta formulación con la herramienta SPARK3D se abre la posibilidad de predecir la aparición de fenómenos de descarga de alta potencia en determinadas estructuras bidimensionales. A continuación, se proponen nuevas formas de implementar filtros cuasi-elípticos basados en la interconexión de cavidades bi-dimensionales. Se hace especial hincapié en la realización de múltiples ceros de transmisión mediante estructuras compactas que no requieran sintonía. Por una parte se estudian los filtros hybrid-folded rectangular waveguide. Este trabajo incluye una discusión en profundidad sobre distintas implementaciones de este tipo de filtros. En ella se consideran aspectos prácticos relacionados con su uso e implementación física, que ofrecen al diseñador unos criterios claros para elegir la estructura que más se ajuste a sus especificaciones. Por otra parte se presenta un nuevo obstáculo de naturaleza capacitiva muy compacto, que permite la realización de múltiples ceros de transmisión incluso en estructuras en línea. En ambos casos se incluyen ejemplos de aplicación y se describe la metodología seguida para su diseño. Finalmente, se expone un procedimiento sistemático para diseñar multiplexores de banda ancha. Para prevenir la generación de resonancias indeseadas se evitan, en la medida de lo posible, las interconexiones mediante tramos cortos de guía. Siguiendo una metodología simple se consigue un excelente punto inicial para su optimización. La te / [CAT] Els actuals sistemes de comunicacions sense fils imposen uns requisits molt estrictes sobre l'equipament de la banda de microones. El disseny d'aquests components està supeditat, frequentment, a la disponibilitat de ferramentes de modelatge electromagèntic (EM) que siguen capaços de gestionar geometries complexes. Tot i l'ampli ús de ferramentes CAE (computer-aided engineering) de propòsit general per a la verificació final de prototips, la seua aplicació durant el procés de disseny és limitada. Els dissenys òptims exigeixen realitzar una gran quantitat de simulacions. Les simulacions amb aquestes tècniques tenen un alt cost computacional, per tant els dissenyadors solen optar per utilitzar ferramentes software especialitzades en les estructures que dissenyen. Per tant, el desenvolupament de noves tècniques d'anàlisi més precises i eficients ajudarà a reduir el temps de desenvolupament d'aquests productes, i dels seus costos associats. A més permetrà obrir noves línies d'investigació per respondre els reptes que plantegen geometries cada vegada més complexes. Aquesta tesi es centra en el desenvolupament d'una ferramenta d'anàlisi EM per a un tipus concret d'estructures: cavitats bidimensionals de forma arbitraria. És habitual trobar aquestes estructures en la majoria de components implementats en guia rectangular. Per tant, l'àmbit d'aplicació de la teoria presentada en esta tesi és molt ampli. En concret, s'ha desenvolupat una nova formulació basada en mètodes modals que permet realitzar una caracterització d'ona completa d'aquestes estructures de forma eficient i precisa. Aprofitant la seua simetria geomètrica i electromagnètica, la ferramenta desenvolupada pot minimitzar els càlculs a realitzar, aconseguint grans velocitats de càlcul mantenint una alta precisió. Gràcies a la integració d'aquesta formulació dins d'una ferramenta CAE basada en mètodes modals, s'ofereix la possibilitat als dissenyadors de resoldre sistemes molt complexos que combinen aquest tipus de cavitats amb altres components de diferent geometria. Aquesta formulació s'aplica, en primer lloc, a l'anàlisi i disseny de components passius comuns: filtres, multiplexors i OMTs. Aquests exemples serveixen per a validar la ferramenta desenvolupada, així com demostrar la significativa millora que suposa l'ús d'aquesta nova tècnica respecte d'altres paquets software d'anàlisi electromagnètic. Així mateix, mitjançant la combinació d'aquesta formulació amb la ferramenta SPARK3D s'obri la possibilitat de predir l'aparició de fenòmens de descàrrega d'alta potència en estructures bidimensionals. A continuació, es proposen noves formes d'implementar filtres quasi el-líptics en guia d'ona basats en la interconnexió de cavitats bidimensionals. Es fa especial èmfasi en la realització de múltiples zeros de transmissió mitjançant estructures compactes que no requereixen de sintonia. D'una banda s'estudien els filtres hybrid folded rectangular waveguide. Aquest treball inclou una discussió en profunditat sobre diferents implementacions d'aquest tipus de filtres. S'hi consideren aspectes pràctics relacionats amb el seu ús i implementació física, que ofereixen al dissenyador uns criteris clars per triar l'estructura que més s'ajuste a les seues especificacions. D'altra banda es presenta un nou obstacle de naturalesa capacitiva extremadament compacte, que permet la realització de múltiples zeros de transmissió fins i tot en estructures en línia. En els dos casos s'inclouen exemples d'aplicació i es descriu la metodologia seguida per al seu disseny. Finalment, s'exposa un procediment sistemàtic per dissenyar multiplexors de banda ampla. Per prevenir la generació de ressonàncies no desitjades s'eviten les interconnexions amb trams de guia curts. Seguint una metodologia simple, basada en fórmules analítiques i simulacions electromagnètiques, s'aconsegueix un excel-lent punt inicial per a l'optimització. / Carceller Candau, C. (2016). Full-wave characterization of bi-dimensional cavities and its application to the design of waveguide filters and multiplexers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64089 / TESIS

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