Cette thèse, effectuée au Laboratoire d'Electronique, Antennes et Télécommunications, a pour objectif la conception d'un système de détection en bande millimétrique dans le cadre de deux projets. Le projet INFRADAR en collaboration avec des partenaires industriels (ATE et Opéra Ergonomie) vise à développer un système d'aide au pilotage d'hélicoptère par la réalisation d'un système anticollision capable de détecter des obstacles comme les lignes à hautes tensions ou les pylônes électriques à longue portée. Le projet Sakura en collaboration avec un institut étranger (Electronic Navigation Research Institute, ENRI, of Tokyo) se focalise sur la détection d'objets et de débris sur piste d'aéroport. Le premier chapitre est un état de l'art des radars et antennes millimétriques. L'antenne retenue pour notre application est un réseau réflecteur(reflectarray). Le deuxième chapitre est consacré à l'étude de cellules élémentaires originales qui permettent la conversion de polarisation et la stabilité en fréquence. Le chapitre trois décrit les 3 réseaux réflecteurs développés avec pour objectif l'obtention d'une polarisation circulaire, d'un réseau réflecteur multi-lobes, d'un réseau réflecteur bas bruit. Le chapitre quatre illustre les différentes campagnes de mesures réalisées à Tokyo et Sendaï lors du Projet Sakura. Les résultats sont confrontés à un modèle théorique afin de comprendre les limites du système. Enfin nous discutons dans le chapitre cinq des mesures réalisées à Aix en Provence et Sophia Antipolis dans le cadre du Projet INFRADAR. Le projet commençant à peine, les premiers résultats présentés permettent d'entrevoir le potentiel de notre système pour l'aide au pilotage.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2007. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 127-134).

Thesis (Ph.D.)--University of Nebraska-Lincoln, 2009. / Title from title screen (site viewed June 26, 2009). PDF text: xxvii, 209 p. : ill. (some col.) ; 17 Mb. UMI publication number: AAT 3350440. Includes bibliographical references. Also available in microfilm and microfiche formats.

Dans le cadre du développement du véhicule électrique hybride, les machines électriques pour la traction sont l’objet d’un effort toujours plus important de recherche et de développement. En particulier, les contraintes d’encombrement allouées à ces machines sont toujours plus sévères et la recherche se porte vers des structures de machines compactes. C’est dans ce contexte que nos travaux se sont portés sur l’étude et le dimensionnement de machine à flux axial pour une application hybridation douce (Mild Hybrid) d’alterno-démarreur monté sur vilebrequin de puissance 50 kW et de couple 205 Nm en régime transitoire. Un état de l’art des machines à flux axial est présenté. Une analyse des configurations de bobinage avec la méthode de l’étoile des encoches est détaillée. Un début d’analyse de la machine à commutation de flux est proposé. La méthodologie de dimensionnement est étayée. Elle repose sur des études de sensibilité, un dimensionnement paramétrique, mais aussi une optimisation de la machine. Les modèles utilisés sont de type éléments finis et surface de réponse par plan d’expériences. Enfin, une étude thermique de la machine est effectuée et des pistes sont données pour l’amélioration de l’échange thermique par refroidissement diphasique. / In the context of development of the hybrid electric vehicle, electric machines for traction are under extensive investigation. In particular, volume constraints are more and more severe and research is carried out towards compact structures. This work is focused on the study and the design of axial flux machine for a mild-hybrid application of an integrated starter generator mounted on the crankshaft. Its ratings in transient mode are 50 kW and 205 Nm. A literature review of axial flux machines is presented. A analysis of winding configurations with star of slots method is detailed. A beginning of analysis of switching-flux machine is proposed. The methodology of design is detailed. It is based on sensitivity analysis, parametric design and optimization of the machine. Utilized models are finite element model and response surface by design of experiments. Finally, a thermal study of the machine is carried out and some ideas are given to improve the thermal exchange by diphase cooling.

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo do ano de 2009 em uma disciplina de Física Básica de Eletromagnetismo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objetivo foi analisar as visões de mundo e a relação dos estudantes com o relatório tradicional e com o laboratório de ensino. Dentro desta estratégia de pesquisa foi utilizado o Vê de Gowin, um instrumento heurístico muito utilizado para explicitar o processo de produção do conhecimento. Nesse contexto ele foi utilizado em contraposição ao relatório tradicional. Entendemos por relatório tradicional aquele que os alunos já estão acostumados a realizar em semestres anteriores. A teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel foi utilizada para avaliar os roteiros já disponíveis para as atividades experimentais. Ainda nessa perspectiva, vimos a estreita relação que a teoria educativa de Gowin tem com a teoria da aprendizagem significativa, o que nos possibilitou uma visão ainda mais aprimorada dos roteiros. Destacamos que para avaliar a relação dos estudantes com as atividades experimentais, utilizamos como referencial epistemológico a contribuição de Thomas Khun. Os resultados mostram que os alunos possuem boa aceitação ao novo método de avaliação, que também conseguiu explorar de forma mais objetiva os aspectos essenciais à formação do futuro físico no que se refere ao papel da atividade experimental. Contudo, vemos que o aproveitamento dos alunos permanece constante frente à mudança avaliativa. Isto significa que a introdução do Vê não prejudica o desempenho dos alunos. Por fim, especulamos que características próprias de nossa comunidade são refletidas pelos alunos nos relatórios. / This dissertation presents a research carried out during 2009, in the discipline of Electromagnetism at introductory college level, at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. It aimed at analyzing the students’ worldviews and their reaction to the standard lab report model and to the lab classes. Within this research strategy, Gowin’s Vee, which is a heuristic instrument that can make explicit the knowledge production process, was used. In this context, this instrument was utilized as a counterpoint to the traditional lab report model. In our view, this traditional report is the one students are familiar with, since they have already made reports in previous semesters. Ausubel’s meaningful learning theory was used to evaluate the available guides for experimental activities. Under this perspective , we verified the close relationship that exists between Gowin’s educating theory and Ausubel’s meaningful learning theory, and this has provided us with a more refined view of such guides for experimental activities. We emphasize that, in order to evaluate the students’ relation with the experimental activities, we applied Kuhn’s contributions as part of the theoretical framework of this research. Findings indicate that students seem to react positively to the new evaluation method, and, moreover, that they seemed to explore in a more objective way the essential aspects related to the formation of the future physicist, in what concerns the role of experimental activity. Nevertheless, it was possible to notice that students’ performance remained constant in regard to this evaluative change. This might mean that the introduction of the Vee does not hinder students’ performance. Finally, it was explored to which extent the community’s main features were reflected on the students’ reports.

On se propose dans un premier temps d'étudier des jeux de données topographiques sur la lune glacée de Jupiter Ganymède et d'estimer l'impact de la topographie sur les performances du futur radar sondeur. Les principaux résultats sont présentés dans [1]. Une seconde partie est dédiée à l'expression mathématique du problème direct du sondage radar planétaire (physique et instrumentation). On rappelle ainsi comment dériver à partir des formulations de Stratton-Chu les formulations volumiques classiques et surfaciques (i.e. Huygens-Fresnel). On s'attache ensuite à détailler un algorithme performant basé sur la formulation surfacique pour simuler des échos radar à partir d'une surface planétaire maillée. Cette approche est largement inspirée par le travail de J.-F. Nouvel [2]. Une troisième partie s'intéresse à l'inversion des paramètres géophysiques de surface à partir des mesures radar. On écrit ainsi le problème dans un cadre probabiliste (c.f. [3]) et on présente trois grandes familles d'algorithmes : (i) une approche avec une linéarisation du problème, (ii) une approche itérative basée sur une méthode de gradient et (iii) une approche statistique pour estimer les densités de probabilités a posteriori. Ces algorithmes sont appliqués à des jeux de données synthétiques pour illustrer leurs performances. [1] Y. Berquin, W. Kofman, A. Herique, G. Alberti, and P. Beck. A study on ganymede's surface topography: Perspectives for radar sounding. Planetary and Space Science, (0), 2012. [2] J.-F. Nouvel, A. Herique, W. Kofman, and A. Safaeinili. Radar signal simulation: Surface modeling with the Facet Method. Radio Science, 39:RS1013, February 2004. [3] A. Tarantola. Inverse problem theory and methods for model parameter estimation. SIAM, 2005. / The manuscript details the work performed in the course of my PhD on planetary sounding radar. The main goal of the study is to help designing and assessing the sounding radar performances. This instrument will be embarked on the ac{ESA}'s large class mission ac{JUICE} to probe Jupiter's environment and Jupiter's icy moons Callisto, Ganymede and Europa. As an introduction to the problem, a study on Ganymede's surface ac{DEM} and its implications with regard to the radar performances was performed. The results of this work put forward issues due to a hostile environment with important surface clutter which eventually lead to a decrease in the radar signal bandwidth to 8--10 MHz. A first section is then dedicated to the formulation of the direct problem of sounding radar with a focus on surface formulations. This section eventually leads to a novel algorithm for radar surface echo computation from meshed surfaces which proves to be both efficient and accurate. A second section studies the possibility to use surface formulation to recover geophysical surface parameters from sounding radar data. For that purpose, three main approaches are discussed namely (i) a linear approach, (ii) a gradient-based approach and (iii) a statistical approach. These techniques rely on a probabilistic view of the inverse problem at hand and yield good result with different setups. Although we mainly focus on surface reflectivity, we also discuss surface topography inversion. Finally, a last section discusses the work presented in the manuscript and provides perspectives for future work.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1490865 bytes, checksum: c014553d8c6a9395d9d2f138ae2b16f8 (MD5) Previous issue date: 2014-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Spin ice is a substance that does not have a single minimal­energy state. Even at very lower temperatures, these compounds shows a residual entropy as well as the water ice. The magnetic ordering of a spin ice resembles the position of hydrogen atoms in water ice, arranged in a tetrahedron and obeying the the ice rule. The most prominent ice spin compounds are holmium titanate and dysprosium titanate. This system is subject to geometrical frustration, when all interactions between pairs are not satisfied simultaneously. The artificial spin ice are structures that have magnetic monodomains subject to geometrical frustration generating mono pole ­ antimonopole pairs (or magnetic charges ) connected by an observable string. As the flow of electrical charges produces electric current, magnetic monopoles that can walk freely generate something like a magnetic current in these frustrated systems. In this work we manufacture and characterize structures of artificial spin ice, produced by nanolithography techniques, arranged in a rectangular unidirectional lattice and characterized by Atomic Force Microscopy (AFM) and Magnetic Force Microscopy (MFM). We note that for this particular lattice, the experimental results of ground state are consistent with the theoretical results also presented in this dissertation. Thus, these systems of artificial spin ice are a proposal for a practical use of magnetic currents caused by application of an external magnetic field. This system can be used at room temperature and its parameters, as nanoislands size and lattice spacing can be turned at will. / Gelo de spin é uma substância que não possui um único estado de mínima energia. Mesmo a temperaturas muito baixas, esses compostos apresentam uma entropia residual, assim como no gelo da água. O ordenamento magnético de um gelo de spin se assemelha a posição dos átomos de hidrogênio no gelo da água, dispostas em um tetraedro e obedecendo a chamada regra do gelo. Os gelos de spin naturais mais comuns são compostos de titanato de hólmio e titanato de disprósio. Este sistema é sujeito à frustração geométrica, quando todas as interações entre pares não são satisfeitas simultaneamente. Os gelos de spin artificiais são estruturas que possuem monodomínios magnéticos sujeitos a frustração geométrica gerando pares monopolo­antimonopolo (ou cargas magnéticas) ligados por uma string observável. Assim como o fluxo de cargas elétricas produz corrente elétrica, monopolos magnéticos podendo andar livremente, geram algo parecido com uma corrente magnética nesses sistemas frustrados. Neste trabalho fabricamos e caracterizamos estruturas de gelos de spin artificiais, produzidas por técnicas de nanolitografia, dispostas em uma rede retangular unidirecional e caracterizadas por Microscopia de Força Atômica (AFM) e Microscopia de Força Magnética (MFM). Observamos que para esta rede em particular, resultados experimentais do estado fundamental condizem com os resultados teóricos também apresentados neste trabalho. Assim, estes sistemas de gelos de spin artificiais são uma proposta para uma utilização prática de correntes magnéticas, causadas pela aplicação de um campo magnético externo. Este sistema pode ser utilizado a temperatura ambiente e seus parâmetros, como tamanho das nanoilhas e espaçamento de rede, podem ser ajustados a vontade.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3305943 bytes, checksum: 4db7e993b605a6945a324ace5ef053e4 (MD5) Previous issue date: 2006-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this thesis, the electromagnetism in material media is considered. It starts from the Macroscopic Maxwell Equations assuming that the fields have a temporal dependence that can be expressed by a Fourier transform. The conservation of the energy, linear momentum and angular momentum are studied from a general point of view. By taking the temporal average of the angular momentum, the orbital and spin contributions were derived without appealing to gauge fields. Following, the central issue is considered: the electromagnetic field propagation in bounded media. It is demonstrated the equivalence in the field propagation from both, ondulatory and energetic, points of view. A plane-parallel-faces medium geometry was considered and the field propagation from the energetic point of view is here established. The resulting set of equations allows to deal with the electromagnetic field propagation in general bounded media. Thus, this equation set, that we called S Formalism, is viewed as a method to solve this kind of problems. This approach emphasizes the possible nonequivalence between the squared field amplitude and the temporal-averaged Poynting vector modulus. This fact motivated the study of such nonequivalence and leaves open the possibility to introduce a new kind of medium, so-called Poynting medium. Since the S-Formalism allows to study media whose response is a function of the temporal-averaged Poynting vector, the light-induced charge carrier media and finally, saturable media are considered / Nesta tese é abordado o eletromagnetismo nos meios materiais. Parte-se das Equações de Maxwell Macroscópicas e supõe-se que os campos possuem uma dependência temporal que pode ser expressa em termos de uma transformada de Fourier. A conservação da energia, do momento linear e do momento angular são estudados nos meios materiais em geral. Calculando a média temporal do momento angular, as contribuições orbital e de spin são expressas sem a necessidade de apelar aos campos de gauge. Seguidamente é considerado o assunto central da pesquisa: a propagação de campos eletromagnéticos em meios materiais finitos. Demonstra-se a equivalência entre estudar a propagação dos campos desde o ponto de vista ondulatório ou desde o ponto de vista energético. A geometria considerada é a de meios com faces planas e paralelas e nela a propagação dos campos desde o ponto de vista energético é estabelecida. O conjunto de equações resultante serve para tratar a propagação de campos eletromagnéticos em meios finitos em geral. Portanto, este conjunto de equações, nomeado de Formalismo S, é visto como um método de resolução deste tipo de problemas. O Formalismo S deixa entrever uma possível não equivalência entre o módulo ao quadrado do campo e a média temporal do vetor de Poynting fato que motiva o estudo dessa não equivalência e a introdução de um novo tipo de meio chamado meio Poynting. Dado que o Formalismo S permite estudar meios cuja resposta é função da média temporal do vetor de Poynting, são considerados os meios com portadores de carga foto-induzidos. Finalmente, os meios não lineares saturáveis são analisados

Neste trabalho apresentamos uma investigação desenvolvida ao longo do ano de 2009 em uma disciplina de Física Básica de Eletromagnetismo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). O objetivo foi analisar as visões de mundo e a relação dos estudantes com o relatório tradicional e com o laboratório de ensino. Dentro desta estratégia de pesquisa foi utilizado o Vê de Gowin, um instrumento heurístico muito utilizado para explicitar o processo de produção do conhecimento. Nesse contexto ele foi utilizado em contraposição ao relatório tradicional. Entendemos por relatório tradicional aquele que os alunos já estão acostumados a realizar em semestres anteriores. A teoria da aprendizagem significativa de David Ausubel foi utilizada para avaliar os roteiros já disponíveis para as atividades experimentais. Ainda nessa perspectiva, vimos a estreita relação que a teoria educativa de Gowin tem com a teoria da aprendizagem significativa, o que nos possibilitou uma visão ainda mais aprimorada dos roteiros. Destacamos que para avaliar a relação dos estudantes com as atividades experimentais, utilizamos como referencial epistemológico a contribuição de Thomas Khun. Os resultados mostram que os alunos possuem boa aceitação ao novo método de avaliação, que também conseguiu explorar de forma mais objetiva os aspectos essenciais à formação do futuro físico no que se refere ao papel da atividade experimental. Contudo, vemos que o aproveitamento dos alunos permanece constante frente à mudança avaliativa. Isto significa que a introdução do Vê não prejudica o desempenho dos alunos. Por fim, especulamos que características próprias de nossa comunidade são refletidas pelos alunos nos relatórios. / This dissertation presents a research carried out during 2009, in the discipline of Electromagnetism at introductory college level, at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Brazil. It aimed at analyzing the students’ worldviews and their reaction to the standard lab report model and to the lab classes. Within this research strategy, Gowin’s Vee, which is a heuristic instrument that can make explicit the knowledge production process, was used. In this context, this instrument was utilized as a counterpoint to the traditional lab report model. In our view, this traditional report is the one students are familiar with, since they have already made reports in previous semesters. Ausubel’s meaningful learning theory was used to evaluate the available guides for experimental activities. Under this perspective , we verified the close relationship that exists between Gowin’s educating theory and Ausubel’s meaningful learning theory, and this has provided us with a more refined view of such guides for experimental activities. We emphasize that, in order to evaluate the students’ relation with the experimental activities, we applied Kuhn’s contributions as part of the theoretical framework of this research. Findings indicate that students seem to react positively to the new evaluation method, and, moreover, that they seemed to explore in a more objective way the essential aspects related to the formation of the future physicist, in what concerns the role of experimental activity. Nevertheless, it was possible to notice that students’ performance remained constant in regard to this evaluative change. This might mean that the introduction of the Vee does not hinder students’ performance. Finally, it was explored to which extent the community’s main features were reflected on the students’ reports.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-02-14T12:29:57Z No. of bitstreams: 1 PDF - Josemberto Rosendo da Costa.pdf: 4467083 bytes, checksum: 0071c82ee51df83da428f2e7bc0f41af (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2017-03-07T16:46:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Josemberto Rosendo da Costa.pdf: 4467083 bytes, checksum: 0071c82ee51df83da428f2e7bc0f41af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-07T16:46:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Josemberto Rosendo da Costa.pdf: 4467083 bytes, checksum: 0071c82ee51df83da428f2e7bc0f41af (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / In this work we present an educational proposal for Electromagnetism in a historical and experimental perspective and a problem-based approach. The same is referenced in sociointeractionist Lev Semenovich Vygotsky theory and at the pedagogical moments of Delizoicov and Angotti. Throughout the development of the work we seek to encourage discussion, exchange of ideas and knowledge in order that the theoretical frameworks used by us consider the essential elements in the teaching-learning process. Built therefore a didactic sequence that will aid in the implementation of teaching proposal. In line with the theoretical frameworks and seeks to awaken students' interest in physics and make them aware of the importance of it to the scientific and technological development, we attempted to work the issues in order to always associate them with applications that are part of students' daily lives. With the application of the proposal, the results obtained showed that the same is appropriate, since the answer given by the students to approach worked, as well as the methodology used was very positive because, managed to arouse the same interest in the subjects studied; offered moments of reflection, discussion and search for answers to the phenomena and problems presented; it stimulated the development of their critical capacities and the construction of new knowledge and search for others that they did not yet have. / Neste trabalho apresentamos uma proposta de ensino para o Eletromagnetismo sob uma perspectiva histórico-experimental e numa abordagem problematizadora. O mesmo está referenciado na teoria sociointeracionista de Lev Semenovich Vygotsky e nos momentos pedagógicos de Delizoicov e Angotti. Em todo o desenvolvimento do trabalho procuramos incentivar o debate, a troca de ideias e de conhecimentos tendo em vista que os referenciais teóricos por nós utilizados os consideram elementos indispensáveis no processo de ensino- aprendizagem. Construímos, portanto, uma sequência didática que servirá de auxílio para a aplicação da proposta de ensino. Em consonância com os referenciais teóricos e objetivando despertar o interesse dos alunos pela Física e de torná-los conscientes da importância da mesma para o desenvolvimento científico-tecnológico, buscamos trabalhar os temas de forma a sempre associá-los a aplicações que fazem parte do cotidiano dos estudantes. Com a aplicação da proposta, os resultados obtidos mostraram que a mesma é adequada, uma vez que a resposta dada pelos alunos à abordagem trabalhada, bem como à metodologia utilizada foi bastante positiva, pois, conseguiu despertar nos mesmos o interesse pelos temas estudados; ofereceu momentos de reflexão, discussão e busca por respostas aos fenômenos e problemas apresentados; estimulou o desenvolvimento de suas capacidades críticas e a construção de novos conhecimentos e busca por outros que ainda não tinham.