Ingeniería de las Telecomunicaciones

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    Método de determinación del porcentaje de humedad de un contenedor de alimentos pequeños mediante un sistema de microondas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-09) Garcia Viacava, Marcelo Ismael; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    Dado que la humedad es fundamental en la conservación de alimentos, su gestión incorrecta puede afectar la salud del consumidor, mientras que una correcta administración puede llevar a ahorros considerables para las empresas alimenticias. Esta investigación propone un método no invasivo para calcular el porcentaje de humedad, empleando el método de espacio libre para obtener propiedades dieléctricas. Se plantea el uso de la relación entre estas constantes para calcular la humedad de la muestra, en condiciones propicias para lograr un correcto funcionamiento del sistema de microondas propuesto, además se muestran resultados al supuesto que se plantea actualmente utilizando un VNA en las frecuencias entre 5.7 a 5.9 GHz haciendo uso de una frecuencia de banda, la ISM de 5.8 GHz. Por último, se comparan los valores del porcentaje de humedad utilizando el método planteado en esta investigación basados en las propiedades dieléctricas con los valores calculados por el método tradicional, así se llega a demostrar la similitud de los resultados obtenidos y se especifica el grado de exactitud del método planteado.
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    Simulación para la detección de fallas de estructuras petroleras por medio de sensado acústico distribuido con fibra óptica
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-01-24) Burga Larco, Alvaro; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    Es bien sabido que un derrame de petróleo en el ecosistema marino puede tener efectos catastróficos para la fauna y los humanos cercanos a este ecosistema. Adicionalmente, un derrame genera bastantes pérdidas a una empresa, por la reducción de la sustancia obtenida y los pagos de reparación del daño ambiental. Por otra parte, el sensado acústico distribuido (DAS) en una tecnología que se utiliza fibra óptica para detectar vibraciones y la frecuencia de estas a lo largo de la fibra. Estos sensores de fibra óptica tienen la ventaja de proveer una menor atenuación y una mayor resistencia frente a las interferencias electromagnéticas. Es por ello por lo que el propósito de esta tesis es diseñar un modelo analítico de DAS que pueda detectar fallas en una estructura petrolera y simular todos los fundamentos físicos relacionados a este fenómeno. Para ello se utilizó un láser con un ancho de haz de 0.4fm y un pulso de luz de 10ns de duración para poder detectar una onda de presión de 6.3Pa a través de una fibra de 1km de longitud con una potencia equivalente del ruido en el receptor igual a 1.3nW. La simulación propuesta fue desarrollada en Matlab y permite detectar vibraciones a frecuencias de hasta 37.8 kHz y a distancias de hasta 1.3 km con una resolución espacial de 1m.
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    Modelamiento de una red backhaul para estimar el máximo throughput de un enlace de transporte basado en indicadores de una estación base de comunicación móvil
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-21) Cerna Rodas, Ramón Ronaldo; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En esta tesis se presenta un método para realizar la estimación del máximo throughput de un enlace de transporte basado en mediciones de datos experimentales de una estación base móvil. Con el objetivo de desarrollar esta tesis se empieza en el capítulo 1 haciendo una descripción de la arquitectura de red de los operadores móviles en el Perú, la evolución de las redes de acceso hacia el 5G y el incremento de capacidad. Mientras que en el capítulo 2 se presenta el estado del arte de las redes de transporte. En el capítulo 3, se desarrolla el tema central de la tesis, el cual consiste en encontrar el máximo valor de un enlace de acuerdo basada en la definición de variables aleatorias y función de distribución normal. Y propone un modelo matemático para estimar el máximo throughput de un enlace de transporte. En el capítulo 4, se compara los resultados del modelo matemático con datos experimentales de la red del operador, esta comparación se realiza en tres escenarios distintos y presenta un error entre 5 y 8%, lo cual demuestra que el modelo propuesto es válido. Una vez validado el modelo en el capítulo 4, en el capítulo 5 se escala este modelo a una red más grande de 108 enlaces de un operador móvil. Lo cual sirve para poder planificar las ampliaciones de la red ante el crecimiento de la demanda de nuevos servicios.
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    Determinación de constantes dieléctricas por espectroscopia de microondas para el análisis de calidad de productos hortofrutículas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-22) Reyes Riofrio, Alexandra Celina; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En el trabajo realizado en la presente tesis consiste en determinar la constante dieléctrica de productos hortofrutícolas a través de espectroscopia de microondas para su posterior análisis de calidad de alimentos. El primer capítulo presenta brevemente la problemática actual de la industria de alimentos y los retos que deberá enfrentar en el futuro, especialmente sobre las diferentes tecnologías que permitan agilizar el proceso de control de calidad de alimentos. Además, se muestra la importancia de la calidad de alimentos sobre el consumidor y cuál es su tendencia de consumo hoy en día. Posteriormente, una breve justificación de la elección del tema de tesis con hipótesis y objetivos; y, finalmente, se presenta el estado del arte del proyecto de tesis. En el segundo capítulo se presenta la teoría para la medición de las propiedades fisicoquímicas y propiedades dieléctricas centrándose, principalmente, en las diferentes técnicas de medición de la permitividad y la elección de la sonda coaxial como método de medición. En el tercer capítulo se describe la implementación de la sonda coaxial de terminal abierto para la medición de la constante dieléctrica y factor de pérdidas, por el cual se debe adaptar un conector de tipo SMA macho, calibrar los instrumentos de medición, modelar la sonda coaxial a través de un software como el Advanced Design System para su posterior de-embebido y calibración del modelo capacitivo. En el capítulo cuatro se explica cómo es el proceso para la toma de datos, ya que se debe seguir una secuencia específica para una adecuada medición de los parámetros fisicoquímicos y dieléctricos. En el capítulo cinco se muestran los resultados obtenidos de las mediciones de los parámetros dieléctricos al utilizar espectroscopia de microondas y las características fisicoquímicas, y su análisis de predicción de estas características para el control de calidad de alimentos. Por último, se muestran las conclusiones y recomendaciones que se logran obtener después de finalizar la tesis.
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    Diseño de un sistema de ampliación de cobertura celular para las bandas de frecuencia en 850 MHz y 1900 MHz
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-01) Huamán Palma, Raúl Alexander; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    En el presente proyecto de tesis, se busca diseñar e implementar un sistema prototipo de bajo costo en tecnología microstrip que amplifique señales con bajos niveles de potencia con el fin de ampliar la cobertura celular en las bandas de frecuencia en 850 MHz y 1900 MHz. Este sistema sería beneficioso para zonas rurales que por su condición socioeconómica y ubicación geográfica carecen de este servicio. El primer capítulo presenta el contexto y definición del problema, donde se establece a la carencia de cobertura móvil como la principal causa del mismo, y por qué se necesita implementar un sistema con las características mencionadas. Adicionalmente, se presentan los distintos escenarios donde este sistema podría ser implementado. El segundo capítulo muestra los principales conceptos sobre la arquitectura que se deben considerar en el diseño de amplificadores de microondas y el diseño de antenas de parche rectangulares. También, se menciona el estado del arte donde se menciona el uso de nuevos tipos de amplificadores para los futuros despliegues de redes de acceso móvil. El tercer capítulo muestra el proceso de diseño, simulación, implementación y medición de cada uno de los componentes activos y pasivos que conformarán, siguiendo una determinada topología, el sistema de ampliación de cobertura celular. El cuarto capítulo presenta la evaluación de las etapas finales presentes en el sistema prototipo en las líneas de transmisión y en las salidas al ambiente de RF. Este proceso de medición se realizará mediante el uso de distintos equipos como analizadores de espectro y medidores de potencia. A partir de esta evaluación, se determinará si el sistema es óptimo para utilizarse en la ampliación de cobertura móvil. Por último, se destacan las conclusiones y recomendaciones para el presente trabajo a partir de la teoría y experiencia empírica adquirida en todo el proceso de diseño e implementación.
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    Desarrollo de un prototipo de aplicador basado en antenas para el tratamiento de tumores por hipertermia en la región de cabeza y cuello
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-01-22) Orna Pisconte, Rosario del Pilar; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente trabajo de tesis consiste en desarrollar un prototipo de aplicador basado en antenas para el tratamiento de tumores por hipertermia en la región de cabeza y cuello. El primer capítulo presenta una descripción de los diferentes aspectos que definen e intervienen en la problemática que este trabajo de tesis intenta resolver, para ello se realiza un análisis de la coyuntura actual del cáncer de la región de cabeza y cuello en el Perú, la importancia de tratamientos complementarios a la quimioterapia y radioterapia, y un breve análisis del estado del arte del tratamiento de tumores por hipertermia electromagnética. Posteriormente se señalan los objetivos planteados al inicio del desarrollo de la tesis. El segundo capítulo describe el marco teórico, donde se revisan las propiedades eléctricas de los tejidos biológicos, además, se describe el estado del arte donde se detallan los estudios de investigación y técnicas desarrolladas a la fecha. El tercer capítulo describe la metodología empleada para la elaboración del modelo físico eléctrico, el arreglo de antenas y su dispositivo pasivo combinador/divisor. Finalmente, el cuarto capítulo describe los resultados obtenidos luego de realizar las pruebas con el prototipo.
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    Diseño e implementación de un sistema automatizado para la medición de patrones de radiación de antenas
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-02-10) Causo Yanapa, Kenny Felix; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente trabajo de tesis consiste en el diseño e implementación de un sistema automatizado para la medición de patrones de radiación de antenas. Este trabajo cubre desde la identificación y definición del marco problemático, siguiendo con la investigación del estado del arte, hasta las pruebas del sistema y el análisis de los resultados obtenidos. En el primer capítulo se muestra los aspectos generales que intervienen en la problemática correspondiente a este trabajo de tesis. Además, se explica la importancia del parámetro a medir, ya que es el objetivo de este sistema. Por último, se describirá otros sistemas automatizados usados en la actualidad. En el segundo capítulo se presenta la teoría general de los sistemas automatizados para la medición de los patrones de radiación. Se describe las partes relevantes del sistema para el desarrollo del proyecto y la identificación de los componentes a usar para la implementación. En el tercer capítulo se realiza el diseño y la implementación del posicionador de antenas y del goniómetro. También el desarrollo y la programación de las interfaces gráficas y la conexión al microcontrolador del Arduino UNO. En el cuarto capítulo se muestran las mediciones y los resultados obtenidos de los parámetros que definen a una antena. Para el propósito del proyecto, se presentan las gráficas de los patrones de radiación que se hicieron a dos antenas parabólicas. Finalmente se presentan las conclusiones del proyecto, cumpliendo con todos los objetivos propuestos inicialmente y adaptado a las necesidades del Grupo de Investigació
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    Diseño e implementación de una antena microstrip para la banda celular LTE de 700 MHz
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-12-02) Martínez Odiaga, Hansel Joussef; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El presente proyecto de tesis consiste en el diseño e implementación de una antena del tipo microstrip que opere en el rango de frecuencias de la banda de 700 MHz, asignada para telefonía móvil de tecnología LTE en el Perú, la cual tiene como rango de operación desde 698 MHz hasta 806 MHz. El primer capítulo muestra los aspectos generales que intervienen en la problemática correspondiente a este trabajo de tesis; asimismo se hace un análisis de la importancia de la investigación en temas de tecnologías inalámbricas en relación a la coyuntura actual y aspecto social de las comunicaciones móviles. En el segundo capítulo se presenta la teoría general de antenas y de manera específica la teoría concerniente a las antenas microstrip, donde se revisan los conceptos y características de este tipo de dispositivos y la documentación de investigación relacionada a las antenas planas en esta banda. En el tercer capítulo se realiza el correspondiente diseño de la antena. Para ello se hace uso, principalmente del programa de simulación CST y como opciones complementarias los programas EMPro y ADS; seguidamente se muestra el proceso de fabricación de la antena. En el cuarto capítulo se muestran las mediciones y los resultados obtenidos de ciertos parámetros que definen a una antena; en este caso, se realizan las correspondientes mediciones de coeficiente de reflexión, relación de onda estacionaria, ganancia, directividad y patrón de radiación, los cuales serán contrastados con los resultados obtenidos de las simulaciones realizadas y mostradas en el capítulo anterior. Por último, se muestran las conclusiones del análisis de los resultados obtenidos, en comparación con aquellos que se espera conseguir.
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    Diseño e implementación de un sistema de beamforming utilizando una matriz de butler compacta para las bandas AWS y PCS 1900 MHz
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-25) Cerna Loli, Rafael David; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en diseñar e implementar un sistema de beamforming utilizando una Matriz de Butler compacta para las bandas AWS y PCS 1900 MHz, que son usadas en Perú para desplegar redes de comunicación móvil 4G y 3G. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual sobre la importancia del uso de los sistemas de beamforming. Luego, se señala la hipótesis planteada cuando se inició el desarrollo de la tesis. Posteriormente, se definen los conceptos teóricos para poder entender el funcionamiento y problemática de los sistemas de beamforming. Finalmente, se muestra el estado del arte con las últimas aplicaciones de las Matrices de Butler como redes de beamforming. En el segundo capítulo se exponen los objetivos y requerimientos de operación del sistema de beamforming, y las razones del uso de la Matriz de Butler como sistema de beamforming. Luego, se discute sobre los componentes individuales que forman a la Matriz de Butler y los modelos de implementación elegidos para cada uno de ellos. El tercer capítulo consiste en el diseño e implementación de la Matriz de Butler. Primero, se expone el proceso de optimización de los componentes individuales. Segundo, se muestra el proceso de diseño e implementación de la Matriz de Butler. Finalmente, se explica el diseño e implementación de las antenas impresas elegidas para ser usadas en el arreglo de antenas que será alimentado por la Matriz de Butler. El cuarto capítulo comienza explicando las técnicas posibles y la metodología usada para la medición de los patrones de radiación generados por las antenas al usar a la Matriz de Butler como red de beamforming. Luego, se muestran los resultados finales obtenidos y se culmina con la discusión sobre la funcionalidad de la Matriz de Butler como sistema de beamforming. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis.
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    Desarrollo de un dispositivo Jammer para el bloqueo de señal móvil GSM
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-25) Torres Ascencio, Kristiam Eduardo; Yarlequé Medina, Manuel Augusto
    La presente tesis consiste en el desarrollo de un dispositivo electrónico capaz de interferir las señales de los operadores móviles en lugares donde no se tiene permitido el uso de teléfonos móviles que operan en la banda GSM. Después de presentar los conceptos teóricos concernientes a la radiofrecuencia, se presenta un análisis entre las diversas técnicas de jamming y los diferentes tipos de jammer con el fin de elegir la mejor opción para el desarrollo del dispositivo. Posteriormente, se realiza el diseño por etapas del dispositivo y su correspondiente simulación de operación. Además se explica brevemente el proceso del desarrollo de la aplicación y se exponen los resultados obtenidos. Con ello se abarcan la parte del generador de funciones y el área de cobertura efectiva del bloqueador. El dispositivo jammer desarrollado opera exitosamente de 0.5 a 1.7 metros a la redonda aproximadamente y toma de 30 a 35 segundos para bloquear completamente al teléfono móvil de cualquier interacción con la red celular GSM.