Ku band waveguide diplexer design for satellite communication. Implementation by additive manufacturing and experimental characterization

Gran cantidad de servicios de telecomunicación tales como la distribución de televisión o los sistemas de navegación están basados en comunicaciones por satélite. Del mismo modo que ocurre en otras aplicaciones espaciales, existe una serie de recursos clave severamente limitados, tales como la masa o el volumen. En este sentido, uno de los dispositivos pasivos más importantes es el diplexor del sistema de alimentación de la antena. Este dispositivo permite el uso de una única antena tanto para transmitir como para recibir, con la consiguiente optimización de recursos que eso supone. El objetivo principal de este trabajo es diseñar un diplexor que cumpla especificaciones reales de comunicaciones por satélite. El dispositivo consiste en dos estructuras filtrantes unidas por una bifurcación de tres puertas. Además, es imprescindible utilizar tecnología de guía de onda para su implementación debido a los altos niveles de potencia manejados. El diseño del diplexor se lleva a cabo dividiendo la estructura en diversas partes, con el objetivo de que todo el proceso sea factible y eficiente. En primer lugar, se han desarrollado filtros con diferentes respuestas – paso alto, paso bajo y paso banda – aunque únicamente dos de ellos formarán el diplexor. Al afrontar su diseño inicial, se lleva a cabo un proceso de síntesis teórica utilizando modelos circuitales. A continuación, los filtros se optimizan con técnicas de diseño asistido por ordenador (CAD) full-wave, en concreto mode matching. En este punto es esencial analizar las estructuras y su simetría para determinar qué modos electromagnéticos se están propagando realmente por los dispositivos, para así reducir el esfuerzo computacional asociado. Por último, se utiliza el Método de los Elementos Finitos (FEM) para verificar los resultados previamente obtenidos. Una vez que el diseño de los filtros está terminado, se calculan las dimensiones correspondientes a la bifurcación. Finalmente, el diplexor al completo se somete a un proceso de optimización para cumplir las especificaciones eléctricas requeridas. Además, este trabajo presenta un novedoso valor añadido: la implementación física y la caracterización experimental tanto del diplexor como de los filtros por separado. Esta posibilidad, impracticable hasta ahora debido a su elevado coste, se deriva del desarrollo de las técnicas de manufacturación aditiva. Los prototipos se imprimen en plástico (PLA) utilizando una impresora 3D de bajo coste y posteriormente se metalizan. El uso de esta tecnología conlleva dos limitaciones: la precisión de las dimensiones geométricas (±0.2 mm) y la conductividad de la pintura metálica que recubre las paredes internas de las guías de onda. En este trabajo se incluye una comparación entre los valores medidos y simulados, así como un análisis de los resultados experimentales. En resumen, este trabajo presenta un proceso real de ingeniería: el problema de diseñar un dispositivo que satisfaga especificaciones reales, las limitaciones causadas por el proceso de fabricación, la posterior caracterización experimental y la obtención de conclusiones.

A general additive distance with time-reversibility and rate variation among nucleotide sites.

As additivity is a very useful property for a distance measure, a general additive distance is proposed under the stationary time-reversible (SR) model of nucleotide substitution or, more generally, under the stationary, time-reversible, and rate variable (SRV) model, which allows rate variation among nucleotide sites. A method for estimating the mean distance and the sampling variance is developed. In addition, a method is developed for estimating the variance-covariance matrix of distances, which is useful for the statistical test of phylogenies and molecular clocks. Computer simulation shows (i) if the sequences are longer than, say, 1000 bp, the SR method is preferable to simpler methods; (ii) the SR method is robust against deviations from time-reversibility; (iii) when the rate varies among sites, the SRV method is much better than the SR method because the distance is seriously underestimated by the SR method; and (iv) our method for estimating the sampling variance is accurate for sequences longer than 500 bp. Finally, a test is constructed for testing whether DNA evolution follows a general Markovian model.

Eits: Combinatorics, Potential and Genre

Eits is a work of fiction, a non-traditional novel whose structure is largely determined by an Oulipian-style constraint. The constraint in Eits is culled from the album names and song titles of the band Explosions in the Sky. Each album corresponds to a chapter in the novel, and the language of each album title must be used in some way as an introduction to each chapter. Within each chapter (album), song titles correspond to numbered sections where each title must appear as is in the first sentence of that section. This not only dictates, to some degree, the direction of the text that will follow, but, looking ahead, the title of the next section will dictate where this section must arrive. From this, a narrative naturally takes shape. Albums/chapters appear chronologically, according to each album's release date, and within each album/chapter, songs/sections appear in the order they do on the album. This is, perhaps, the most straightforward way of ordering the received language of the constraint, the possibilities beyond this exponential. Eits is a novel that shifts in form, providing a texture to the space and reading experience of the novel, all in hopes of creating a space in which content and form inform and push each other to new limits. Eits is never satisfied to settle on one form for too long, and it is in the movement between forms that the narrative develops in interesting ways. Eits demonstrates the combinatoric possibilities inherent in language, and this exploration of potential highlights the reciprocal relationship between writing and reading. As Eits builds upon a limited language set, it explores and exploits the combinatory possibilities that language allows for both writer and reader. It demonstrates that all combinatoric potentialities, visible or not, always co-exist in the same time and space, and in this infinite space, individuals are invited to be writers and readers in simultaneity.

Response of Catch-Per-Unit-Effort to Spatial and Environmental Factors: an Exploratory Data Analysis Using Generalized Additive Models

Understanding spatial distributions and how environmental conditions influence catch-per-unit-effort (CPUE) is important for increased fishing efficiency and sustainable fisheries management. This study investigated the relationship between CPUE, spatial factors, temperature, and depth using generalized additive models. Combinations of factors, and not one single factor, were frequently included in the best model. Parameters which best described CPUE varied by geographic region. The amount of variance, or deviance, explained by the best models ranged from a low of 29% (halibut, Charlotte region) to a high of 94% (sablefish, Charlotte region). Depth, latitude, and longitude influenced most species in several regions. On the broad geographic scale, depth was associated with CPUE for every species, except dogfish. Latitude and longitude influenced most species, except halibut (Areas 4 A/D), sablefish, and cod. Temperature was important for describing distributions of halibut in Alaska, arrowtooth flounder in British Columbia, dogfish, Alaska skate, and Aleutian skate. The species-habitat relationships revealed in this study can be used to create improved fishing and management strategies.

Transferability of Regional Permafrost Disturbance Susceptibility Modelling Using Generalized Linear and Generalized Additive Models

To effectively assess and mitigate risk of permafrost disturbance, disturbance-p rone areas can be predicted through the application of susceptibility models. In this study we developed regional susceptibility models for permafrost disturbances using a field disturbance inventory to test the transferability of the model to a broader region in the Canadian High Arctic. Resulting maps of susceptibility were then used to explore the effect of terrain variables on the occurrence of disturbances within this region. To account for a large range of landscape charac- teristics, the model was calibrated using two locations: Sabine Peninsula, Melville Island, NU, and Fosheim Pen- insula, Ellesmere Island, NU. Spatial patterns of disturbance were predicted with a generalized linear model (GLM) and generalized additive model (GAM), each calibrated using disturbed and randomized undisturbed lo- cations from both locations and GIS-derived terrain predictor variables including slope, potential incoming solar radiation, wetness index, topographic position index, elevation, and distance to water. Each model was validated for the Sabine and Fosheim Peninsulas using independent data sets while the transferability of the model to an independent site was assessed at Cape Bounty, Melville Island, NU. The regional GLM and GAM validated well for both calibration sites (Sabine and Fosheim) with the area under the receiver operating curves (AUROC) N 0.79. Both models were applied directly to Cape Bounty without calibration and validated equally with AUROC's of 0.76; however, each model predicted disturbed and undisturbed samples differently. Addition- ally, the sensitivity of the transferred model was assessed using data sets with different sample sizes. Results in- dicated that models based on larger sample sizes transferred more consistently and captured the variability within the terrain attributes in the respective study areas. Terrain attributes associated with the initiation of dis- turbances were similar regardless of the location. Disturbances commonly occurred on slopes between 4 and 15°, below Holocene marine limit, and in areas with low potential incoming solar radiation

Is socioeconomic position early in life associated with physical activity during adulthood following the accumulation of risk model with additive effects?

L'activité physique améliore la santé, mais seulement 4.8% des Canadiens atteignent le niveau recommandé. La position socio-économique est un des déterminants de l'activité physique les plus importants. Elle est associée à l’activité physique de manière transversale à l’adolescence et à l’âge adulte. Cette thèse a tenté de déterminer s'il y a une association à long terme entre la position socio-économique au début du parcours de vie et l’activité physique à l’âge adulte. S'il y en avait une, un deuxième objectif était de déterminer quel modèle théorique en épidémiologie des parcours de vie décrivait le mieux sa forme. Cette thèse comprend trois articles: une recension systématique et deux recherches originales. Dans la recension systématique, des recherches ont été faites dans Medline et EMBASE pour trouver les études ayant mesuré la position socio-économique avant l'âge de 18 ans et l'activité physique à ≥18 ans. Dans les deux recherches originales, la modélisation par équations structurelles a été utilisée pour comparer trois modèles alternatifs en épidémiologie des parcours de vie: le modèle d’accumulation de risque avec effets additifs, le modèle d’accumulation de risque avec effet déclenché et le modèle de période critique. Ces modèles ont été comparés dans deux cohortes prospectives représentatives à l'échelle nationale: la 1970 British birth cohort (n=16,571; première recherche) et l’Enquête longitudinale nationale sur les enfants et les jeunes (n=16,903; deuxième recherche). Dans la recension systématique, 10 619 articles ont été passés en revue par deux chercheurs indépendants et 42 ont été retenus. Pour le résultat «activité physique» (tous types et mesures confondus), une association significative avec la position socio-économique durant l’enfance fut trouvée dans 26/42 études (61,9%). Quand seulement l’activité physique durant les loisirs a été considérée, une association significative fut trouvée dans 21/31 études (67,7%). Dans un sous-échantillon de 21 études ayant une méthodologie plus forte, les proportions d’études ayant trouvé une association furent plus hautes : 15/21 (71,4%) pour tous les types et toutes les mesures d’activité physique et 12/15 (80%) pour l’activité physique de loisir seulement. Dans notre première recherche originale sur les données de la British birth cohort, pour la classe sociale, nous avons trouvé que le modèle d’accumulation de risque avec effets additifs s’est ajusté le mieux chez les hommes et les femmes pour l’activité physique de loisir, au travail et durant les transports. Dans notre deuxième recherche originale sur les données canadiennes sur l'activité physique de loisir, nous avons trouvé que chez les hommes, le modèle de période critique s’est ajusté le mieux aux données pour le niveau d’éducation et le revenu, alors que chez les femmes, le modèle d’accumulation de risque avec effets additifs s’est ajusté le mieux pour le revenu, tandis que le niveau d’éducation ne s’est ajusté à aucun des modèles testés. En conclusion, notre recension systématique indique que la position socio-économique au début du parcours de vie est associée à la pratique d'activité physique à l'âge adulte. Les résultats de nos deux recherches originales suggèrent un patron d’associations le mieux représenté par le modèle d’accumulation de risque avec effets additifs.

Mapping Whidbey Island and Possession Sound landslide susceptibility using an additive linear model

Senior thesis written for Oceanography 445