[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo sobre os parâmetros envolvidos no projeto de amplificadores de microondas. Um curto prêmbulo destaca os objetivos desejados. O capítulo segundo desenvolve teoria de quadripolos a partir dos parâmetros de espalhamento e transmissão. Círculos de instabilidade, de ganho constante, dipolos de fechamento, critérios de unilateralização, fator de ruídos e círculos de ruído constantemente são apresentados. No capítulo seguinte é apresentada uma função passa-faixa extremamente versátil. Oferece soluções exatas para sínteses de circuitos e adaptação usando linhas de transmissão. Apresentam-se vários modelos de estruturas resultantes com respostas tipo Butterworth e Chebyshev, Técnicas de absorção de parasitas pela estrutura são discutidas, bem como as limitações de banda pertinentes. Um exemplo encerra este capítulo. O capítulo quatro inicia-se com uma coletânea de características relevantes da linha microstrip. A seguir são propostos modelos analíticos para representar o efeito das descontinuidades mais comuns. Verifica-se, ao medir, que circuitos abertos e descontinuidades de impedância são modelados com exatidão. Já para as junções em T, simétricas ou não, os modelos se aplicam, mas apenas como formulações de primeira ordem. No entanto é oferecida uma sistemática operacional que pode ser usada sempre que resultados mais exatos se tornarem necessários. O trabalho se encerra com a descrição de um programa de computador para análise e otimização de circuitos de microondas. Descreve-se a técnica de otimização utilizada, com a combinação linear de dois gradientes e apresenta-se as facilidades oferecidas pelo programa, ilustrando com exemplos. / [en] This work presents a study on the parameters related to the project for microwave amplifiers. In the introduction we state our goals. Chapter 2 introduces the theory of two-port networks from the standpoint of scattering and transmission parameters. Instability and constant gain circles, terminating loads, unilateralization critera, noise figure and constant noise circles are examined. In the next chapter an extremely versatile band-pass function is introduced. This function leads to exact solutions in the synthesis of adapting structures using transmission lines. Several Butterworth and Chebyshev structures resulting from the use of this function are presented. Techniques to absorb reactively constrained loads are discussed as well as bandwidth limitation. The chapter closes with an example. Chapter 4 first introduces a summary of relevant characteristics of a microstrip. Analytical models to represent the most common types of discontinuities are then proposed. Measurements indicate that open circuits and impedance discontinuities are adequately modeled. On the other hand for T junctions (symmetric or not) the models can only be used as first order approximations. An alternative approach is then suggested whenever more exact results are required. We finally describe a computer program to analyze and optimize microwave structures. The optimization technique involves a linear combination capabilities are introduced. / [fr] Le sujet de ce travail est le project d’amplificateurs hyperfréquences. Um court préambule donne tout d’abord de plus amples détails sur les objectifs visés. Un deuxième chapitre développe la théorie des quadripoles en utilisant les paramètres S et ceux de transmission. On y présent les cercles d’instabilité et de gain constane, les dipoles de fermeture, les critères d’unilatéralisation, le facteur de bruit et les cercles correspondants de bruit constant. Le chapitre suivant présente une fonction passe-band extrèmement utile puisqu’elle offre des solutions exactes pour la synthése de circuits d’adaptation réalisés en lignes de transmission. Plusieurs modèles de structures à réponse Butterworth et Tchebyshev y sont abordés. On y descute aussi les techniques d’absorption des éléments parasites et, également, les limitations de bande correspondantes. Ce chapitre se termine par un exemple typique. Le chapitre quatre commence par un ensemble de caractéristiques de la ligne microruban. On y propose ensuite des modeles analytiques pour représenter les effets dês discontinuités les plus communes. Des résultats pratiques démontrent que ces modeles sont três exacts. En ce qui concerne les jonctions T, symétriques ou non, les modeles s’appliquent seulement comme approximations de premier ordre. Il existe cependant une systématique opérationnelle qui peut être utiliséedans ces casa fin d’obtenir des résultats plus exacts. Um dernier chapitre décrit un programme d’ordinateur d’analyse et d’optimization de circuits hyperfréquences. Il décrit la méthode d’optimisation utilisée, la combinaison linéaire de deux gradients, et démontre la facilité d’utilisation du programme à l’aide de quelques examples.

[pt] Este trabalho tem como ponto de partida a crítica aos pressupostos racionais presentes nas teorias da cognição infantil e seu desenvolvimento, que têm como característica a abstração descontextualizada como telos e condição do desenvolvimento. Realizando um review de pesquisas contemporâneas no campo da cognição e de modo específico pesquisas que tratam da questão da representação, busca conceitos presentes nestas pesquisas para traçar linhas mestras de uma abordagem da cognição como situada em contextos culturalmente constrangidos. Considerando como foco da pesquisa as representações espaciais e o desenvolvimento de noções relativas a este campo, busca compreender os objetos culturais em sua historicidade como constitutivos dos contextos e das mudanças cognitivas que ali são possibilitadas. Em três estudos realizados em contexto de uma escola pública de Petrópolis, interior do Rio de Janeiro, articula os conceitos das diferentes teorias consideradas e constrói uma base de dados que afirma a possibilidade da consideração da situacionalidade da cognição, analisando os processos de mudanças nas representações infantis ocorridas nestes contextos a partir da interação sobre ferramentas culturais - linguagem e representações espaciais. Afirmando como centrais nesta abordagem os conceitos de apropriação e recontextualização de bases diversas de conhecimentos para a construção situada de novos conhecimentos, apresenta o conceito de zona de amplificação cultural, referida às relações interativas e construtivas de conhecimentos que possibilitam os objetos culturais, quando de sua inserção em contextos escolares. O trabalho afirma a relação indissociável entre cultura, linguagem e cognição no desenvolvimento infantil, propondo uma abordagem teórica pela qual o desenvolvimento humano e cultural possa ser compreendido, tomando em conta sua contextualidade social, histórica e cultural. / [en] This work has as starting point the critical to the rational presuppositions of the theories of children cognition and its development, that have as characteristic the decontextualized abstraction as telos and condition to the development. Carrying through one review of research on cognition and in specific way research that deals with the question of the representation, search concepts in these researches to trace master lines of an approach of the cognition as situated in culturally constrained contexts. Considering as focus of the research the spatial representations and the development of relative knowledge to this field, search to understand cultural objects in its historicity as constituent of the contexts and the cognitive changes that are made possible there. In three studies carried through in a context of a public school of Petrópolis, Rio de Janeiro, articulates the concepts of the different considered theories to construct a database that considers the possibility of situated cognition, analyzing the processes of changes in children representations in these contexts from the interaction on cultural tools - language and spatial representations. Considering as central concepts in this approach the concepts of appropriation and recontextualization of diverse basis of knowledge for the situated construction of new knowledge, presents the concept of zone of cultural amplification, related to the interactive and constructive relations of knowledge that are possible by the insertion of cultural objects in school contexts. This work claims for the relation between culture, language and cognition in the child development, considering one theoretical approach by which the human and cultural development can be understood, taking in account its social, historical and cultural contextuality.

[pt] Este trabalho descreve o desenvolvimento completo de um Amplificador de Potência de RF para Transceptores Multibanda. Em sua etapa inicial mostra um apanhado geral da teoria de todos os parâmetros relevantes para a medida de desempenho desses dispositivos, como potência, ganho e parâmetros de não linearidades. Em seguida são expostas as teorias básicas para o entendimento dos mecanismos para extração da máxima potência de um transistor, focando nos transistores de efeito de campo FET, incluindo a caracterização para regimes de alta potência. São apresentados os modos de operação de um amplificador de potência, focando nos chamados modos clássicos, dado que esses modos são convenientes para operação em banda larga. Para a correta operação de qualquer dispositivo que apresente ganho, a análise de estabilidade é apresentada com o procedimento de estabilização de transistores. A partir de todo o apanhado teórico, é desenvolvida uma metodologia de projeto de amplificadores de potência utilizando a ferramenta de simulação computacional Advanced Design System. Então, após toda a modelagem do amplificador, a construção e medidas são realizadas e boa concordância com a simulação foi obtida. / [en] This work describes the full development of a RF Power Amplifier for Multiband Transceivers. In its initial stage shows an overview of the theory of all relevant parameters to measure the performance of these devices, like power, gain and nonlinearity parameters. Then it exposes the basic theories for the understanding of the mechanisms for extracting the maximum power of a transistor, focusing on field effect transistors FET, including characterization for regimes of high power. It presents the modes of operation of a power amplifier, focusing on so-called classical modes, since these modes are suitable for broadband operation. For proper operation of any device that presents gain, the stability analysis is presented with the stabilization procedure of transistors. From all theoretical basis, is developed a design methodology of power amplifiers using the computational simulation tool Advanced Design System. So after all the amp modeling, construction and measurements are performed and good agreement was obtained with the simulation.

[pt] Nessa tese é analisada a dinâmica dos modos de lasers aleatórios à fibra com feedback distribuído. Um rigoroso estudo é feito sobre o mecanismo de feedback distribuído, i.e., o espalhamento Rayleigh, que é um dos principais elementos contribuindo para emissão laser. É desenvolvido um modelo teórico para previsão do retro espalhamento Rayleigh de luz coerente, o qual é baseado na ordem de médio alcance da sílica, e na tensão residual de fibras ópticas. As previsões do modelo são comparadas com resultados experimentais, levando a conclusão de que o retro espalhamento Rayleigh em fibras ópticas é um processo ergódigo nos domínios do tempo e da frequência óptica. O modelo mostrou-se eficaz na previsão das flutuações de intensidade do retro espalhamento Rayleigh de luz coerente, e foi utilizado para explicar a emissão de luz laser numa nova configuração de laser aleatório à fibra, que faz uso de um amplificador óptico a semicondutor (SOA) como meio de ganho. É demostrado que operação monomodo só é possível em emissão pulsada e com bombeio próximo ao limiar laser, enquanto operação multimodo é dominante para bombeio acima do limiar. Resultados experimentais indicam que potência dos modos é limitada pela competição entre modos por ganho. A operação em regime pulsado é atribuída a um efeito de cintilação da luz Rayleigh retro espalhada, que equivale a um fenômeno de chaveamento de perdas (Q-switching) aleatório na cavidade. O tempo de vida dos modos é ~ 1 ms e larguras de linha estreitas, no intervalo entre 4 e 7 kHz, foram obtidas experimentalmente. Lasers aleatórios à fibra com ganho Brillouin também foram analisados, mostrando semelhante dinâmica dos modos. Entretanto, por conta da estreita banda espectral do ganho Brillouin a competição entre modos não limitou a potência dos modos, a qual foi observada ser limitada por luz Stokes proveniente do espalhamento Brillouin de segunda ordem. Por último, experimentos com modulação de fase intra-cavidade foram avaliados, e mostraram que emissão laser pode ser controlada a partir da supressão da condição de fase ou ganho. / [en] In this thesis, it is provided a thorough analysis of mode dynamics of random distributed feedback fiber lasers. A rigorous investigation is proposed for the feedback mechanism, Rayleigh backscattering, which plays a key role in laser action. Based on the intermediate range order of silica glasses, and on residual stress of optical fibers, a theoretical model was built to predict intensity fluctuations of Rayleigh backscattered coherent light. Model predictions were compared to experimental results, strongly supporting the conclusion that Rayleigh backscattering in single mode fibers is an ergodic process exhibiting ergodicity in the time-frequency sense so that the model can be used to predict the statistical behavior of backscattered intensity fading. The model was used to explain laser action in a novel configuration of random fiber laser, with a semiconductor optical amplifier (SOA) employed as the gain medium. It is here demonstrated that single-mode operation is only possible in pulsed regime at SOA driving currents close to the threshold, whereas multimode regime dominates under higher currents. Experimental results indicate that the mode power is limited by mode competition, which is observed under high SOA currents. Pulsed regime is shown to be due to randomly driven Q-switching induced by a scintillation effect in the Rayleigh backscattered light, which effectively translates as a time-varying cavity loss. Mode lifetimes of ∼1 ms and narrow linewidths ranging from 4 to 7 kHz were experimentally obtained. Brillouin-based random fiber lasers were also analyzed, showing similar mode dynamics, but due to the much narrower gain spectral width, mode competition did not limit the mode power, which was rather limited by the second order Brillouin-Stokes light. Last, intra-cavity phase-modulation experiments showed that laser action can be efficiently controlled by breaking either phase or gain conditions.

[pt] Objetivando suprimir as instabilidades dinâmicas de ganho em um amplificador à fibra dopada com Érbio (EDFA), uma nova configuração de laser em anel é apresentada e demonstrada. Neste trabalho, analizamos os efeitos da variação do nível de atenuação no laço de re-alimentação sobre a resposta transitória do EDFA. Particularmente, observamos as excursões de ganho experimentadas pelo canal sobrevivente quando sete dentre oito canais da rede são adicionados ou removidos, à exemplo do que ocorre em sistemas WDM reais. Sob esta análise, avaliamos o desempenho do sistema em suprimir as instabilidades dinâmicas de ganho do EDFA. / [en] A new ring laser configuration to eliminate the gain dynamic instabilities of an erbium doped fiber amplifier (EDFA) is proposed and demonstrated. We examine the effect of the attenuation level in the optical feedback path over thetransient response of the EDFA. In particular, we look at the transient gain excursions experienced by surviving channel when seven of eight channels are added or dropped, like in real WDM systems. Using this analysis as a guide, we highlight the robustness of the approach and evaluate its performance to EDFA gain stabilization.