INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Comparison of star-formation rates for the deep field extended groth strip and its dusty star forming galaxies population
Get PDFThis masters thesis presents the study of the star formation rates (SFR) of submillimeter galaxies (SMGs) in the deep field Extended Groth Strip (EGS). We used the SFRs reported in the CANDELS and SCUBA-2 Cosmology Legacy Survey (SCLS2) catalogues, derived from UV/optical, NIR and submillimeter measurements. We performed the selection of the star-forming galaxies in EGS from the CANDELS catalogue. With this sample we adjusted the star formation main sequence to the starforming population of EGS for redshift bins (0.5 < z < 6). Our fit best agrees with the fit by Speagle, et al. (2014) and the high-mass end of the fit by Whitaker, et al. (2014). However, the exact location of the star formation main sequence is still uncertain. Then we compared the estimations of the SFRs from both catalogues for the population of SMGs with counterparts identified in the optical and near infrared bands. The total SFR+ reported in the CANDELS catalogue is derived from measurements in the UV/optical bands and is corrected for dust extinction with observations at 24 μm and the SFR is derived from the submillimeter observations of SCLS2 at 450 and 850 μm. When comparing both estimations we found that in most cases SFR+ underestimates the total SFR of the SMGs. Nonetheless, 86% of the SMGs lie within the 3σ region of our star formation main sequence fit, where 4% of the sample can be classified as starbursts as they are located above the 3σ región of the fit. We performed follow-up spectroscopic observations of some SMGs at the GTC-MOS Osiris instrument. We were able to identify emission lines in the spectra and propose candidate spectroscopic redshift when possible. However, we were unable to measure the ux of emission lines that trace the star formation activity. Finally, we propose the future work to be developed in a doctorate program.Esta tesis de maestría presenta el estudio de las tasas de formación estelar (SFR) de la población de galaxias submilimétricas en el campo profundo Extended Groth Strip. Se emplearon las SFR reportadas en los catálogos CANDELS y SCUBA-2 Cosmology Legacy Survey (SCLS2), las cuales han sido estimadas a partir de medidas realizadas en el UV/óptico, cercano y mediano infrarojo y sub-milimétrico. Se realizó la selección de las galaxias con formación estelar en el campo EGS del catálogo CANDELS, observadas en el UV/óptico. Con esta muestra se realizó el ajuste de la secuencia principal de formación estelar a esta población de EGS, para corrimientos al rojo entre 0.5 y 6. Nuestro ajuste concuerda mejor con el ajuste presentado por Speagle, et al. (2014) y con el ajuste a altas masas de Whitaker, et al. (2014). Sin embargo, la ubicación exacta de la secuencia principal de formación estelar aún es incierta. Entonces comparamos las estimaciones de SFRs de ambos catálogos para la población de galaxias submilimétricas con contrapartes identifiadas en las bandas ópticas y del cercano infrarojo. La tasa de formación total SFR+, reportada en el catálogo CANDELS, está derivada de mediciones en el UV/óptico y corregida por la extinción de polvo con observaciones a 24 μm y la SFRIR proveniente de las observaciones submilimétricas de SCLS2 a 450 y 850 μm. Al comparar las dos estimaciones encontramos que en la mayoría de los casos la SFR+ subestima la SFR total de las galaxias submlimétricas. A pesar de esto, 86% de las SMGs yacen dentro de la region de 3σ de nuestro ajuste de la secuencia principal de formación estelar, donde 4% de la muestra de SMGs pueden ser clasificadas como galaxias starbursts ya que se encuentran ubicadas sobre la región de 3σ del ajuste. Finalmente, realizamos un seguimiento espectroscópico de algunas SMGs con el GTC/MOS Osiris, en los cuales identificamos líneas de emisión, proponiendo un corrimiento al rojo para los que fue posible. Sin embargo, no logramos medir el ujo de líneas de emisión que trazaran la actividad de formación estelar. Finalmente, se plantea una propuesta de trabajo futuro a desarrollar en una etapa de doctorado
Simulaciones a 1.1/1.4/2.0 mm de la estructura a gran escala del universo a estudiar con TolTEC
Get PDFThe main goal of this work was to provide a tool that could help the design of future extra-galactic surveys to be carried out with TolTEC, a new camera that will be installed on the Large Millimeter Telescope (LMT) Alfonso Serrano and that will observe at three different wavelengths simultaneously (1.1, 1.4 and 2.0 mm). This camera, combined with the 50m primary aperture of the LMT, will have the ability to map large areas of the sky (for example 100 square degrees) with a velocity 100 times faster than the current 1.1mm camera AzTEC. This will allow to study the formation and evolution of structures in the Universe across the cosmic time more efficiently. In this thesis, we generated a large one square degree (potentially upgradeable to cover 100 sq. deg.) simulation of the submillimeter galaxies population. These galaxies have high star formation rates (greater than 100 Mꙩ yr¯¹) strongly obscured by dust, which implies infrared luminosities greater than 10¹²Lꙩ. In order to include the large scale structure properties of the Universe we start from a dark matter halo simulation (in the context of N-body). These dark matter halos are later populated with galaxies, for which different physical properties are determined (Rodr´ıguez-Puebla et al. 2016b, 2017). Based on these properties and in observational results from obscured galaxies in the literature, we derive a synthetic catalog of dusty star-forming galaxies for which we estimated their expected observable flux density at the wavelengths that will be observed with TolTEC. To prove if our simulation reproduces the observations we perform four test: 1) we calculate the star formation rate density to measure the star formation history of our simulation; 2) we obtain the redshift distribution of our dust-obscured galaxies; 3) we measure the luminosity function to determine the density of submillimeter galaxies at different cosmic times; and 4) we estimate the integrated number counts to prove the surface density of our simulated galaxies. The results of these four tests show that our simulation of submillimeter galaxies agree with some observational results such as: the star formation rate density (with some limits due to the resolution in mass of the dark matter halos) and the number counts (particularly when compared to interferometric results). Our predicted redshift distribution and the luminosity function, however, differ slightly from the observational results.El objetivo principal de este trabajo fue proveer una herramienta para ayudar a diseñar los censos extragalácticos que se llevarán a cabo con TolTEC, una nueva cámara que se instalará en el Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) y observará en tres longitudes de onda simultáneamente (1.1, 1.4 y 2.0 mm). Esta cámara junto con el GTM tendran la capacidad de hacer mapas de áreas grandes del cielo (por ejemplo 100 grados cuadrados) a una velocidad 100 veces mayor a la que actualmente se puede realizar con la cámara AzTEC. Lo anterior permitirá estudiar, de manera más eficiente, la formación y evolución de estructuras en el Universo a través del tiempo cósmico. En este trabajo se realizó una simulación de la población de galaxias submilimétricas, las cuales tienen tasas de formación estelar mayores a 100 Mꙩ yr¯¹, lo que implica luminosidades mayores a 10¹² Lꙩ. Con el fin de incluir las propiedades de la estructura a gran escala del Universo, partimos de una simulación de halos de materia obscura (en un contexto de N-cuerpos), los cuales fueron poblados con galaxias para posteriormente determinar algunas de sus propiedades físicas (Rodríguez-Puebla et al. 2016b, 2017). Con base en estas propiedades y resultados observacionales en la literatura de galaxias obscurecidas, obtuvimos un catálogo sintético de galaxias a las cuales les calculamos la densidad de flujo potencialmente observable a 1.1, 1.4 y 2.0 mm con TolTEC/GTM. Con el propósito de testar si nuestra simulación reproduce las observaciones realizamos cuatro pruebas: 1) medimos la densidad de tasa de formación estelar para medir la historia de formación estelar en nuestra simulación; 2) obtuvimos la distribución de corrimientos al rojo de nuestras galaxias submilimétricas; 3) medimos la función de luminosidad para determinar la cantidad de galaxias submilimétricas en diferentes épocas del Universo según su luminosidad infrarroja; y 4) estimamos el número de cuentas para comprobar que la densidad de galaxias que simulamos es consistente con resultados observacionales. Los resultados de estas cuatro pruebas muestran que nuestra simulación de galaxias submilimétricas esta de acuerdo con algunos de los resultados observacionales tales como: la densidad de tasa de formación estelar (con algunas limitantes debido a la resolución en masa de la simulación de halos de materia obscura) y el número de cuentas (sobre todo en el caso de los resultados interferométricos)
Control in quantum optomechanical systems
Get PDFOptomechanical systems are powerful devices both as experiments to answer fundamental questions related with quantum physics as for technological applications. They will enable us to observe the transition between classical and quantum physics, or purely quantum phenomena with objects at mesoscopic scale. As an example on the fundamental side, it is possible to obtain quantum behaviours of mesoscopic objects, like the quantum ground state
of the mechanical oscillator. Regarding technological applications, optomechanical systems can be incorporated on-chip for different uses, like magnetic-free circulators or isolators. In the latter example, the laser's phase is used as control parameter to produce a desired effect on optomechanical arrangements. Then, it is relevant to study optomechanical systems and the way those can be controlled in order to obtain many other interesting behaviours and applications. This thesis deals with driven optomechanical systems. These devices consist of one mechanical oscillator coupled to an electromagnetic field by radiation pressure forces. The results present two techniques to control the optomechanical open dynamics. The first technique produces robust quantum-state transfer between the mechanical and electromagnetic fields. The second is focused in effective optomechanical PT -symmetry regimes. Both techniques use characteristics of the laser. The first one relies on phase modulation of the laser while the second on its power value. The approaches to study the optomechanical open dynamics are based on quantum Langevin equations and master equation in Lindblad form. Because the system is open, part of the analysis is analytical while other results were obtained with numerical simulations.Los sistemas optomecánicos son poderosos dispositivos tanto para responder preguntas fundamentales en la física cuántica o como para aplicaciones tecnológicas. Con éstos podríamos llegar a observar la transición entre la física clásica y la cuántica, o fenómenos puramente cuánticos con objetos a escala mesoscópica. Por el lado de fundamentos, ha sido posible obtener comportamientos cuánticos en objetos mesoscópicos, como el estado base cuántico del oscilador mecánico. Sobre aplicaciones tecnológicas, los sistemas optomecánicos pueden ser incorporados en chip para diferentes usos, como circuladores o aisladores que no necesitan campos magnéticos para funcionar. En los últimos ejemplos, la fase del láser es usada como parámetro de control para producir el efecto deseado en arreglos optomecánicos. Entonces, es relevante estudiar los sistemas optomecánicos y la forma de controlarlos para obtener muchos más comportamientos interesantes y aplicaciones. En esta tesis se trabaja con sistemas optomecánicos bombeados. Estos dispositivos consisten de un oscilador mecánico acoplado a un campo electromagnético por medio de fuerzas causadas por presión de radiación. Los resultados presentan dos técnicas para controlar la dinámica abierta del sistema optomecánico. La primera técnica produce robustez en la transferencia de estados cuánticos entre el modo mecánico y el electromagnético. La segunda se centra en regímenes optomecánicos efectivos de la simetría PT . Ambas técnicas emplean las características del láser. La primera se basa en modular de la fase del láser y la segunda en valores de la potencia. Los enfoques para estudiar la dinámica abierta del sistema emplean ecuaciones cuánticas de Langevin y la ecuación maestra de Lindblad. Dada la naturaleza abierta del sistema, parte del análisis es analítico mientras que otros resultados fueron obtenidos con simulaciones numéricas
Diseño de un circuito integrado de pruebas para tecnología CMOS 0.8 micras
No full textThe manufacture of integrated circuits requires several quality standards that allow the correct functioning of the final devices. These quality standards are closely related to the characteristics of the manufacturing process; Therefore, it's important to verify that all stages of the manufacturing process were successful. The importance of this verification increased with the mass manufacturing of integrated circuits. In order to detect and reduce the problems of failures in the manufacture of integrated circuits, the concept of integrated test circuit was developed. This integrated circuit contains all the test structures necessary to characterize important stages of the manufacturing process. When a laboratory or a factory develops a new technology or starts the production of ICs with a certain technology, it is necessary to design a new integrated test circuit. The objective of this work is to design a complete set of devices and structures that allow testing (mainly electrical) the process. In this thesis, an integrated test circuit is designed for a CMOS technology of 0.8 μm, with a total of 76 structures spread over 60 modules of pads; The final CIP has dimensions of 0.885 cm x 0.97115 cm. L-Edit software is used to design the geometric pattern.La fabricación de circuitos integrados requiere de varios estándares de calidad que permitan un correcto funcionamiento de los dispositivos finales. Estos estándares de calidad están estrechamente relacionados a las características del proceso de fabricación; por lo tanto, es importante verificar que todas las etapas del proceso de fabricación se realizaron correctamente. La importancia de esta verificación aumentó con la fabricación en masa de circuitos integrados. Con el fin de detectar y poder reducir los problemas de fallas en la fabricación de circuitos integrados, se desarrolló el concepto de circuito integrado de pruebas.
Este circuito integrado contiene todas las estructuras de prueba necesarias para caracterizar
etapas importantes del proceso de fabricación. Cuando un laboratorio o una fábrica desarrolla una tecnología nueva o inicia la producción de CIs con una determinada tecnología, es necesario diseñar un nuevo circuito integrado de pruebas. El objetivo de este trabajo es el de diseñar un conjunto completo de dispositivos y estructuras que permitan hacer pruebas (principalmente eléctricas) del proceso. En la presente tesis se diseña un circuito integrado de pruebas para una tecnología CMOS de 0.8 μm, con un total de 76 estructuras repartidas en 60 módulos de pads; el CIP final tiene unas dimensiones de 0.885 cm x 0:97115 cm. Para ello, se hace uso del software de L-Edit para el diseño del patrón geométrico
Análisis y clasificación de firmas espectrales utilizando técnicas de aprendizaje automático.
Get PDFThe study of spectral signatures makes it possible to identify different objects of earth and sky, present in digital images. The elements that are in it make it have a particular feature, it is analogous to a fingerprint. Researcher’s study its spectral signature, which is made up of the physical, chemical, biological and wavelength properties of electromagnetic energy. It has multiple applications in different areas, such as geoscience and astronomy. In geoscience, the spectra are captured by satellites, once the solar radiation has penetrated the atmosphere, each type of surface interacts with the radiation in a way that absorbs wavelengths and reflects different ones. In astronomy, the spectra of the stars are captured by sensors, the electromagnetic radiation that comes from the stars emits wavelengths of the spectrum and several absorption lines. In relation to the study of stellar spectra, the National Institute of Astrophysics, Optics, and Electronics has at its disposal the set of digitized images of the astronomical plates that were taken with Schmidt Camera of Tonantzintla, from 1944 to 1994, during this period observations, it sampled the entire center of the galaxy and one of its poles. The collection of digitized images has been used in other works; researchers have dedicated to the study of stellar spectra, visually and automatically. With respect to automatic methods, in the present thesis work, a set of data is proposed, obtained from algorithms of extraction and selection of feature which results in the spectral signature of each stellar object. In this way, classification of stellar spectra of the proposed data set was made, using machine learning. The objective is to classify the largest number of stellar spectra and increase the classes and subclasses reported in previous works. To finish with the proposed, the results are reported up to 90.32% accuracy, for the main classes and subclasses of spectral type.El estudio de firmas espectrales, hace posible la identificación de distintos objetos de la tierra y del cielo, presentes en imágenes digitales. Los elementos que en ella se encuentran la hacen poseer características particulares que contiene información sobre la materia con la que interaccionó; es análoga a una huella digital. Los investigadores estudian firmas espectrales, que representan propiedades físicas, químicas y biológicas, a través de su interacción con la radiación emite determinadas longitudes de onda del espectro electromagnético. Tiene múltiples aplicaciones en diferentes áreas, tales como la geociencia y la astronomía. En geociencia, los espectros son captados por satélites. Una vez que la radiación solar ha traspasado la atmósfera, cada tipo de superficie interactúa con la radiación de manera que absorbe longitudes de onda y refleja otras diferentes. En astronomía, los espectros estelares son captados por sensores. La radiación electromagnética que proviene de las estrellas en las que llega poca o ninguna radiación, es emitida en determinadas longitudes de onda del espectro y tiene líneas de absorción. En relación con el estudio de espectros estelares, el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica tiene a su resguardo el acervo de imágenes digitalizadas de las placas astronómicas que fueron tomadas con la Cámara Schmidt de Tonantzintla, desde 1944 hasta 1994, durante este período se realizaron observaciones del cielo, donde se muestreo todo el centro de la galaxia y uno de sus polos. El acervo de imágenes digitalizadas, se ha utilizado en otros trabajos; investigadores se han dedicado al estudio de espectros estelares, tanto de forma visual como automática. Con respecto a métodos automáticos, en el presente trabajo de tesis se propone un conjunto de datos, obtenido de algoritmos de extracción y selección de características que da como resultado la firma espectral de cada objeto estelar. De este modo, se realizó una clasificación de espectros estelares del conjunto de datos propuesto, utilizando técnicas de aprendizaje automático. El objetivo es clasificar el mayor número de espectros estelares e incrementar las clases y subclases reportadas en trabajos previos. Para finalizar con lo propuesto, se reportan los resultados hasta un 90.32% de exactitud, para las clases y subclases principales de tipo espectral
Detección de daño en rodamientos en máquina de inducción mediante MODWT
Get PDFIn this work we present the development of a method of detection of damage in bearings by means of MODWT and edge detection in images, which is capable of distinguishing 3 classes of damage different from a healthy bearing, which allows to reach an overall accuracy greater than 90 %, the tests are performed acquiring signals under 14 different operating conditions for each type of damage, the parameters that are changed is the origin of the electrical power supply and the frequency of operation of the machine as well as the load to which the motor is subjected. The signals are acquired through a DAS stage based on conditioning, conversion and an FPGA card that acquires and sends the signals to a PC; This algorithm applies the MODWT to the three current signals of the stator, from which, together with the original signal, the magnitude of current is acquired, which is used to generate a two-dimensional periodic array, the arrangement is smoothed by a Gaussian filtering stage allowing it to observe patterns in the contour lines or edges, these patterns are accounted for by a mask that sweeps and analyzes the image in search of them, the results obtained have a lognormal distribution, which is characteristic according to the condition of the bearing. The overlap region is almost null between the damaged bearing and the healthy bearing for most cases. The studies of the signals are made by means of the signature of current and square current of the motor, in general both methods present similar results. The test signals were analyzed with other methods making a comparison between the results obtained with this method and other methodologies, in general their overall accuracy decreased when considering the 14 modes of operation of the motor, this method was also tested with a database analyzed with another method already published, the accuracy reached values higher than 98% with the same signals.En este trabajo se presenta el desarrollo de un método de detección de daño en rodamiento mediante la MODWT y detección de bordes en imágenes, que es capaz de distinguir 3 clases de daños distintos de un rodamiento sano, que permite alcanzar una exactitud global mayor al 90 %, las pruebas se realizan adquiriendo señales bajo 14 condiciones distintas de operación para cada tipo de daño, los parámetros que se cambian es el origen de la alimentación eléctrica y la frecuencia de operación de la maquina así como la carga a la que es sometido el motor. Las señales se adquieren mediante una etapa DAS basada en acondicionamiento, conversión y una tarjeta FPGA que adquiere y envía las señales a un PC; en el PC se desarrolla un algoritmo mediante MATLAB para la detección del daño, dicho algoritmo aplica la MODWT a las tres señales de corriente del estator, de las cuales junto con la señal original se adquiere la magnitud de corriente la cual se emplea para generar un arreglo bidimensional periódico, el arreglo se suaviza mediante una etapa de filtrado Gaussiana permitiendo que en él se observen patrones en las líneas de contorno o bordes, estos patrones son contabilizados mediante una mascarilla que barre y analiza la imagen en busca de ellos, los resultados que se obtienen presentan una distribución lognormal, que es característica de acuerdo a la condición del rodamiento. La región de traslape es casi nula entre el rodamiento dañado y el sano para la mayoría de los casos. Los estudios de las señales se realizan mediante la firma de corriente y corriente cuadrada del motor, en general ambos métodos presentan resultados similares. Las señales de prueba fueron analizadas con otros métodos realizando una comparativa entre los resultados obtenidos con este método y otras metodologías, en general disminuyeron su exactitud global al considerar los 14 modos de operación del motor, también se sometió a prueba este método con una base de datos analizada con otro método ya publicado, la exactitud alcanzo valores superiores al 98% con las mismas señales
Reconocedor biométrico bimodal utilizando señales PPG y ECG en el dominio temporal implementado con un sistema embebido en FPGA
Get PDFMúltiples sistemas de identificación basados en la biometría unimodal se han vuelto vulnerables a la falsificación, tal es el caso de los sistemas basados en la biometría por huella dactilar o el reconocimiento por voz, aunque algunas características físicas son difíciles de imitar y/o duplicar, esto no es imposible. El presente escrito describe el diseño e implementación de un sistema, cuyo objetivo es el reconocimiento de personas por clasificación biométrica bimodal, utilizando señales fotopletismográfica (PPG) y electrocardiográfica (ECG) en el dominio temporal, con un sistema embebido en FPGA. El sistema adquiere las señales PPG y ECG de una persona (previamente registrada) con un tiempo de grabación de 8.184 s gestionado por la lógica programable (PL) del Sistem-On-Chip (SoC) en la FPGA, procesando dichas señales por el sistema de procesamiento (PS) del SoC en un tiempo de 1.491 ms con una fusión a nivel de extracción de características, en el cual son extraídas las características: movilidad de la suma de señales PPG y ECG (parámetro Hjorth), movilidad de ECG (parámetro Hjorth), curtosis ECG, movilidad de PPG (parámetro Hjorth) y curtosis de la suma de señales PPG y ECG. Es realizada la clasificación por el algoritmo de alineamiento Temporal Dinámico (DTW). El control del sistema en modo usuario, así como el resultado de la clasificación son desplegados en una PC. El sistema se evaluó realizando pruebas con 50 señales PPG y ECG provenientes de la base de datos [2] y con 15 señales PPG y ECG provenientes de una base de datos propia para su identificación.
Obteniendo un 99.5% de exactitud, 86.84% de precisión, 90.26% de sensibilidad, 99.68% de especificidad y una tasa de igual error (EER) de 6.75 %, evaluando el sistema con la base de datos [2]. Y un 99.61% de exactitud, 97.44% de precisión, 97.33% de sensibilidad, 99.78% de especificidad y una tasa de igual error (EER) de 5.83 %, evaluando el sistema con la base de datos propia
Causal modeling and characterization of printed circuit board interconnects considering high-order effects in the microwave frequency range
Get PDFThe operation frequency and the data transfer rate of the modern electronic systems have a constant increase. Therefore, nowadays is very common to talk about gigabits per second data information transfer rates. In this case, the contribution of the components that communicate these systems, such as the interconnects, cannot be considered insignificant. In fact, the interconnects are the main responsible to cause reflection, delay and distortion of the signal that travels between the integrated circuits and other elements. Therefore, the accurate analyze, characterization and modeling of the interconnects are necessary. These procedures allow to develop tools that help to predict the behavior of the interconnects to optimum their design in order to improve the performance of the electronic systems implemented in printed circuit board technology (PCB).
All interconnect model must to accomplish two requirements: the model must to have a good model-experiment correlation in the frequency domain and to have a causal response in the time domain. However, even though many interconnect characterization and model methods in the current literature accomplish with to have a good model-experiment correlation in the frequency domain, not always these methods provide a causal response in the time domain. This is a consequence of simplify the description of the phenomena that have influence in the signals propagation. Therefore, this thesis work is focused in analyzed the physical phenomena that significant contribute in the development of a causal model. In order to validate the proposals presented in this work, many PCB prototypes were fabricated and measured. In this way, a comparison between the obtained results from the application of the proposals and the experimental data was performed in the frequency and time domains. It was observed that the obtained results present a good model-experiment correlation in both domains. Therefore, it was demonstrated that the proposals presented in this work allow the development and the implementation of causal models for interconnects fabricated on printed circuit boards in the gigabit per second range.La velocidad de operación y tasa de transferencia de los sistemas electrónicos modernos presentan un incremento constante. De este modo, en la actualidad es común hablar de tasas de transmisión de información de gigabits por segundo. En este caso, la contribución de los componentes que comunican estos sistemas, como lo son las interconexiones, ya no puede ser considerada insignificante. De hecho, son las principales responsables de ocasionar reflexión, retraso y distorsión de la señal que viaja entre circuitos integrados y otros elementos. Por tal motivo, el análisis, la caracterización y el modelado preciso de las interconexiones son necesarios. Esto permite el desarrollo de herramientas que ayudan a predecir su comportamiento y diseñarlas de forma óptima con el fin de mejorar el rendimiento de los sistemas electrónicos implementados en tecnologías de tarjeta de circuito impreso (PCB, por sus siglas en inglés).
Todo modelo de interconexión debe de cumplir con dos requisitos: tener una buena correlación modelo-experimento en el dominio de la frecuencia y presentar una respuesta causal en el dominio del tiempo. Sin embargo, aunque la mayoría de los métodos de caracterización y modelado de interconexiones presentes en la literatura actual cumplen con tener una buena correlación modelo-experimento en el dominio de la frecuencia, no siempre presentan una respuesta causal en el dominio del tiempo. Esto como consecuencia de simplificar la descripción de los fenómenos físicos que influyen en la propagación de las señales. Por tal motivo, este trabajo de tesis está enfocado en analizar qué fenómenos físicos influyen de forma significativa en la generación de un modelo causal.
Con el fin de validar las propuestas presentadas en este trabajo, se fabricaron y midieron diversos prototipos de interconexiones en PCB. Es así como, se realizó una comparación entre los resultados obtenidos mediante la aplicación de las propuestas y los datos experimentales tanto en el dominio de la frecuencia como en el domino del tiempo. Se observó que los resultados obtenidos tienen una buena correlación modelo-experimento en ambos dominios. De esta forma, se comprobó que las propuestas presentadas permiten la generación e implementación de modelos causales precisos para interconexiones fabricadas en tarjetas de circuito impreso en el rango de los gigabits por segundo
Hierarchical classification with bayesian networks and chained classifiers
Get PDFHierarchical classification (HC) is a especial type of multi-label classification, that is, there is a set of labels, and instances can be associated to a subset of the labels. Nevertheless, in HC, the labels are arranged in a predefined structure, which is usually tree but in its general form is a Directed Acyclic Graph (DAG). Furthermore, in HC there are different problems, which can be described by the type of hierarchical structure, the number of paths which an instance can be associated and the depth of the paths. In this work is proposed a method for hierarchical classification, which can handle tree and DAG hierarchies, and predicts a single path which always reaches a leaf node. The method takes advantage of the hierarchical structure to inuence the prediction of local classifiers with their neighbors, to achieve this, two different strategies are combined. The first is to represent the hierarchical structure as a Bayesian network, which represents the data distribution in the nodes while maintains the hierarchical constraint; the second is to train chained classifiers, that feed the Bayesian network, in this way, the classifiers are considering the hierarchical structure. Furthermore, four different variants of the method were implemented, the main difference between them is the neighbors that inuence the predictions on the chained classifiers. Due to the different hierarchical classification problems, the real world datasets for each problem are limited. So, a way to evaluate or extend the analysis of a method is to generate Artificial Datasets (AD). Thus, a method to build artificial datasets for different hierarchical classification problems is proposed. The method generates instances from the distribution of each node, so, it requires as input the distribution for each leaf node, the distributions for internal nodes are estimated by the method. In this way, several artificial datasets have been generated, which are divided in two main groups, those with hierarchy tree type and those with hierarchy DAG type. Both groups were made available to the scientific community. Finally, the different variants of the proposed method for HC were evaluated with real world and artificial datasets. Later, their results were compared against standard and state of the art methods, then all the results were analyzed with Friedman test and its post-hoc the Nemenyi test.Clasificación Jerárquica (HC por sus siglas en ingles) es un tipo especial de clasificación multi-etiqueta, es decir, hay un conjunto de etiquetas a las cuales las instancias pueden estar asociadas. Sin embargo, en HC, las etiquetas están ordenadas en una estructura predefinida, la cual comúnmente es un árbol, pero en su forma general es un Grafo Acíclico Dirigido o DAG (del ingles Directed Acyclic Graph). Además, en HC hay diferentes problemas, los cuales pueden ser descritos por el tipo de estructura jerárquica, el número de trayectorias a las cuales una instancia puede estar asociada y la profundidad de las trayectorias. En este trabajo, se propone un método para la clasificación jerárquica, el cual funciona para jerarquías de tipo árbol y DAG, se predice una unica trayectoria la cual siempre alcanza un nodo hoja. El método toma ventaja de la estructura jerárquica para inuenciar las predicciones de los clasificadores locales con sus vecinos, para lograr esto, dos estrategias diferentes son combinadas. La primera es representar la estructura jerárquica como una red Bayesiana, la cual contiene la distribución de los datos en los nodos, mientras mantiene la restricción jerárquica; la segunda es entrenar clasificadores encadenados, los cuales alimentaran a la red Bayesiana, de esta forma, los clasificadores están considerando la estructura jerárquica. Además, cuatro diferentes variantes del método fueron implementadas, donde la principal diferencia entre ellas es los vecinos que inuencian las predicciones en los clasificadores encadenados. Debido a los diferentes problemas de clasificacifón jerárquica, los conjuntos de datos del mundo real para cada uno de ellos, es limitado. Por lo que, una forma para evaluar o extender el análisis de un método es utilizar conjunto de datos artífiales. Por lo tanto, un método para generar conjuntos de datos artificiales es propuesto. El método genera instancias de la distribución asociada a cada nodo, por lo que requiere como datos de entrada, las distribuciones asociadas a cada nodo hoja, pero las distribuciones para los nodos internos son estimadas por el método. De esta forma, varios conjuntos de datos artificiales fueron generados, los cuales se dividieron en dos grupos principales, aquellos con jerarquías de tipo árbol, y aquellos con jerarquías tipo DAG. Ambos grupos se hicieron disponibles a la comunidad científica
An energy harvesting antenna array for the 28 ghz band
Get PDFRecently, electromagnetic harvesting technologies have attracted the attention as an energy source for the future. The key element of an RF energy harvesting system (EHS) is the rectenna, which is a combination between a rectifying circuit and an antenna. The antenna receives the electromagnetic power and the rectifying circuit converts it to DC electric power.
The research on antennas for EHS have been focused on frequencies below 10 GHz and only some of them in tens of GHz. The antennas for EHS that work below 10 GHz currently have many sources of energy, but the trade-o_ is their large size. Therefore, it is important to harvest energy at higher frequencies with a large amount of energy available. The new 5G network, which works about the 28 GHz band (27.5-28.35 GHz) and nearby frequencies, will be available in 2020, It will provide a large amount of available energy to be harvested. In this work, due to its light weight, easy integration into circuits and low cost, a 2x2 microstrip antenna array with circular polarization to harvest electromagnetic energy at 28 GHz band is proposed. The array has two resonance bands, one of 6.61 GHz (25.07-31.68 GHz) and a second one of 0.92 GHz (34.83-35.75 GHz). The bandwidth of the circular polarization is 0.73 GHz (27.75-28.49 GHz). At 28 GHz, an axial ratio of 0.91 dB and a gain of 10.4 dBi are presented.Recientemente, las tecnologías de recolección electromagnética (EHS) han atraído la atención como fuente de energía para el futuro. El elemento clave de un sistema de recolección de energía de RF es la rectenna, que es una combinación entre un circuito rectificador y una antena. La antena recibe la energía electromagnética y el circuito rectificador la convierte en energía eléctrica de CC. Las investigaciones sobre antenas para EHS se han centrado en frecuencias inferiores a 10 GHz y sólo algunas de ellas en décadas de GHz. Las antenas para EHS que funcionan por debajo de 10 GHz actualmente tienen muchas fuentes de energía, pero tienen gran tamaño. Por lo tanto, es importante cosechar energía en frecuencias más altas con una gran cantidad de energía disponible. La nueva red 5G, que funciona en la banda de 28 GHz (27.5-28.35 GHz) y frecuencias cercanas, estará disponible en 2020 y proporcionará una gran cantidad de energía para ser cosechada. En este estudio, debido a su peso ligero, fácil integración en circuitos y bajo costo, se propone un arreglo de 2x2 antenas de microstrip con polarización circular para recolección de energía electromagnética en la banda de 28 GHz. El arreglo tiene dos bandas de resonancia, una de 6.61 GHz (25.07-31.68 GHz) y una segunda pequeña de 0.92 GHz (34.83-35.75 GHz). El ancho de banda de la polarización circular es 0.73 GHz (27.75-28.49 GHz). A 28 GHz, se presenta una relación axial de 0.91 dB y ganancia de 10 dBi