GNSS array: diseño de una antena con polarización circular

Aquest projecte es centra en el disseny d’una antena microstrip per a GNSS. Una antena per a GNSS ha de tenir adaptació de impedància d’entrada i polarització circular a dretes, com a principals especificacions, en el rang de 1.15-1.6 GHz. El tipus d’alimentació d’una antena microstrip amb el major ample de banda d’adaptació és l’alimentació mitjançant acoblament per apertura. Si a l’antena s’introdueixen dos apertures de forma ortogonal, alimentades amb un desfasament de 90º entre elles, s’aconsegueix polarització circular. L’opció de separar les apertures redueix la transferència de potència entre elles, i disminueix el guany de polarització creuada. La xarxa d’alimentació dissenyada és un divisor de Wilkinson amb una línia de λ/4 a la freqüència central, encara que el desfasament als extrems de la banda no sigui de 90º. Com a xarxa d’alimentació es va provar un hibrid de 90º, però l’elevat valor del paràmetre S21 de l’antena impossibilita l’adaptació a l’entrada del hibrid.

Agrupación de antenas microstrip para un receptor SAR biestático

El objetivo de este proyecto es el diseño de las antenas para el receptor de un radar de apertura sintética biestáticos (SAR). Estas antenas tendrán que maximizar la ganancia con la restricción de maximizar también el campo de visión del radar. Esto quiere decir, que la antena tendrá que tener un ancho de banda relativamente grande en uno de sus planos principales y relativamente estrecho en el otro plano. Con el propósito de diseñar una agrupación de antenas para un receptor SAR biestático, en este documento se analiza la tecnología microstrip orientada a las antenas y la teoría de las agrupaciones de antenas, se diseñan antenas de doble polarización, se estudian agrupaciones de antenas microstrip que cumplan con las especificaciones, se presentan redes de alimentaciones para dichas agrupaciones y se fabrica y mide una agrupación de antenas con doble polarización.

Joint array combining and MLSE for single-user receivers in multipath Gaussian multiuser channels

The well-known structure of an array combiner along with a maximum likelihood sequence estimator (MLSE) receiveris the basis for the derivation of a space-time processor presentinggood properties in terms of co-channel and intersymbol interferencerejection. The use of spatial diversity at the receiver front-endtogether with a scalar MLSE implies a joint design of the spatialcombiner and the impulse response for the sequence detector. Thisis faced using the MMSE criterion under the constraint that thedesired user signal power is not cancelled, yielding an impulse responsefor the sequence detector that is matched to the channel andcombiner response. The procedure maximizes the signal-to-noiseratio at the input of the detector and exhibits excellent performancein realistic multipath channels.

Modelado circuital de diferentes configuraciones de antenas microstrip

L’objectiu del projecte es facilitar el disseny i la modificació d’antenes microstrip utilitzant models circuitals. En el document s’exposa conjuntament la teoria de vàries configuracions d’antenes microstrip dispersa en varis documents i les equacions més rellevants per l’anàlisi dels fenòmens que es produeixen en cada model d’antena amb l’objectiu de realitzar un estudi detallat de les tendències dels components de cada configuració. L’estudi de les tendències es realitza per obtenir una relació entre els paràmetres físics i els components dels models circuitals proposats per a cada configuració d’antena microstrip. Utilitzant la teoria exposada en el document i l’estudi realitzat es comprova que és possible facilitar i realitzar modificacions en el disseny d’antenes microstrip mitjançant els models circuitals proposats.

Array de DNA per identificar espècies de Fusarium: ampliació d'un array existent per incloure espècies del Sud d'Europa

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Department for Feed and Food Hygiene del National Veterinary Institute, Noruega, entre novembre i desembre del 2006. Els grans de cereal poden estar contaminats amb diferents espècies de Fusarium capaces de produir metabolits secundaris altament tòxics com trichotecenes, fumonisines o moniliformines. La correcta identificació d’aquestes espècies és de gran importància per l’assegurament del risc en l’àmbit de la salut humana i animal. La identificació de Fusarium en base a la seva morfologia requereix coneixements taxonòmics i temps; la majoria dels mètodes moleculars permeten la identificació d’una única espècie diana. Per contra, la tecnologia de microarray ofereix l’anàlisi paral•lel d’un alt nombre de DNA dianes. En aquest treball, s’ha desenvolupat un array per a la identificació de les principals espècies de Fusarium toxigèniques del Nord i Sud d’Europa. S’ha ampliat un array ja existent, per a la detecció de les espècies de Fusarium productores de trichothecene i moniliformina (predominants al Nord d’Europa), amb l’addició de 18 sondes de DNA que permeten identificar les espècies toxigèniques més abundants al Sud d’Europa, les qual produeixen majoritàriament fumonisines. Les sondes de captura han estat dissenyades en base al factor d’elongació translació- 1 alpha (TEF-1alpha). L’anàlisi de les mostres es realitza mitjançant una única PCR que permet amplificar part del TEF-1alpha seguida de la hibridació al xip de Fusarium. Els resultats es visualitzen mitjançant un mètode de detecció colorimètric. El xip de Fusarium desenvolupat pot esdevenir una eina útil i de gran interès per a l’anàlisi de cereals presents en la cadena alimentària.

Estudio y diseño de filtros pasobanda y en banda dual basados en resonadores microstrip open-loop acoplados

El proyecto está dedicado al estudio y diseño de filtros paso-banda y en banda dual con tecnología microstrip mediante estructuras resonantes de tipo open-loop. Se ha llevado a cabo el diseño de un filtro paso-banda con respuesta Chebyshev, un filtro pasobanda con ceros de transmisión y un filtro de banda dual para WCDMA y WiFi, empleado el método de diseño para filtros basados en resonadores inter-acoplados. Se presentan los modelos eléctricos de los filtros de RF simulados junto con sus respectivos layouts y se comparan las respuestas obtenidas de los dispositivos con las respuestas ideales. En el proyecto se realiza un estudio del comportamiento de los diferentes tipos de acoplamiento entre resonadores open-loop en función de la geometría de la estructura. Las tendencias de comportamiento de los acoplamientos permiten el diseño y colocación de los resonadores para satisfacer las especificaciones del filtro.

Análisis y diseño de antenas dipolo y parche para aplicaciones implantadas en el cuerpo humano

En els darrers anys, els sistemes de telemetria per a aplicacions mèdiques han crescut significativament en el diagnòstic i en la monitorització de, per exemple, la glucosa, la pressió de la sang, la temperatura, el ritme cardíac... Els dispositius implantats amplien les aplicacions en medicina i incorpora una millora de qualitat de vida per a l’usuari. Per aquest motiu, en aquest projecte s’estudien dues de les antenes més comuns, com son l’antena dipol i el patch, aquesta última és especialment utilitzada en aplicacions implantades. En l’anàlisi d’aquestes antenes s’han parametritzat característiques relacionades amb l’entorn de l’aplicació, així com també de la pròpia antena, explicant el comportament que, a diferencia amb l’espai lliure, les antenes presenten a canvis d’aquests paràmetres. Al mateix temps, s’ha implementat una configuració per a la mesura d’antenes implantades basat en el model del cos humà d’una capa. Comparant amb els resultats de les simulacions realitzades mitjançant el software FEKO, s’ha obtingut gran correspondència en la mesura empírica d’adaptació i de guany de les antenes microstrip. Gràcies a l’anàlisi paramètric, aquest projecte també presenta diversos dissenys de les antenes optimitzant el guany realitzable amb l’objectiu d’aconseguir la millor comunicació possible amb el dispositiu extern o estació base.

X-chromosome tiling path array detection of copy number variants in patients with chromosome X-linked mental retardation

Background: Aproximately 5–10% of cases of mental retardation in males are due to copy number variations (CNV) on the X chromosome. Novel technologies, such as array comparative genomic hybridization (aCGH), may help to uncover cryptic rearrangements in X-linked mental retardation (XLMR) patients. We have constructed an X-chromosome tiling path array using bacterial artificial chromosomes (BACs) and validated it using samples with cytogenetically defined copy number changes. We have studied 54 patients with idiopathic mental retardation and 20 controls subjects. Results: Known genomic aberrations were reliably detected on the array and eight novel submicroscopic imbalances, likely causative for the mental retardation (MR) phenotype, were detected. Putatively pathogenic rearrangements included three deletions and five duplications (ranging between 82 kb to one Mb), all but two affecting genes previously known to be responsible for XLMR. Additionally, we describe different CNV regions with significant different frequencies in XLMR and control subjects (44% vs. 20%). Conclusion:This tiling path array of the human X chromosome has proven successful for the detection and characterization of known rearrangements and novel CNVs in XLMR patients.

Impact of antenna correlation on the capacity of multiantenna channels

This paper applies random matrix theory to obtain analytical characterizations of the capacity of correlated multiantenna channels. The analysis is not restricted to the popular separable correlation model, but rather it embraces a more general representation that subsumesmost of the channel models that have been treated in the literature. For arbitrary signal-to-noise ratios (SNR), the characterization is conducted in the regime of large numbers of antennas. For the low- and high-SNR regions, in turn, we uncover compact capacity expansions that are valid for arbitrary numbers of antennas and that shed insight on how antenna correlation impacts the tradeoffs between power, bandwidth and rate.

Capacity-achieving input covariance for single-user multi-antenna channels

We characterize the capacity-achieving input covariance for multi-antenna channels known instantaneously at the receiver and in distribution at the transmitter. Our characterization, valid for arbitrary numbers of antennas, encompasses both the eigenvectors and the eigenvalues. The eigenvectors are found for zero-mean channels with arbitrary fading profiles and a wide range of correlation and keyhole structures. For the eigenvalues, in turn, we present necessary and sufficient conditions as well as an iterative algorithm that exhibits remarkable properties: universal applicability, robustness and rapid convergence. In addition, we identify channel structures for which an isotropic input achieves capacity.

Per-antenna rate and power control for MIMO layered architectures in the low- and high-power regimes

In a MIMO layered architecture, several codewordsare transmitted from a multiplicity of antennas. Although thespectral efficiency is maximized if the rates of these codewordsare separately controlled, the feedback rate within the linkadaptation loop is reduced if they are constrained to be identical.This poses a direct tradeoff between performance andfeedback overhead. This paper provides analytical expressionsthat quantify the difference in spectral efficiency between bothapproaches for arbitrary numbers of antennas. Specifically, thecharacterization takes place in the realm of the low- and highpowerregimes via expansions that are shown to have a widerange of validity.In addition, the possibility of adjusting the transmit powerof each codeword individually is considered as an alternative tothe separate control of their rates. Power allocation, however,turns out to be inferior to rate control within the context of thisproblem.

A systolic array for linear MIMO detection based on an all-swap lattice reduction algorithm

A systolic array to implement lattice-reduction-aided lineardetection is proposed for a MIMO receiver. The lattice reductionalgorithm and the ensuing linear detections are operated in the same array, which can be hardware-efficient. All-swap lattice reduction algorithm (ASLR) is considered for the systolic design.ASLR is a variant of the LLL algorithm, which processes all lattice basis vectors within one iteration. Lattice-reduction-aided linear detection based on ASLR and LLL algorithms have very similarbit-error-rate performance, while ASLR is more time efficient inthe systolic array, especially for systems with a large number ofantennas.

Exact representation of antenna system diversity performance from input parameter description

A simplc formulation Io compute thc envelope correlation of anantenna divemiry system is dcrired. 11 is shown how to compute theenvelope correlation hom the S-parameter descnplian of the antennasystem. This approach has the advantage that i t does not require thecomputation nor the measurement of the radiation panem of theantenna system. It also offers the advantage of providing a clcaunderstanding ofthe effects ofmutual coupling and input match on thediversity performance of the antcnnii system.