[pt] Esta Tese consiste na pesquisa, dimensionamento e desenvolvimento de estruturas de microondas que utilizam grafeno e nanotubos de carbono como componente fundamental. São apresentadas aplicações em dispositivos de micro-ondas e no domínio óptico, tais como filtros, conversores de frequência, antenas de microondas, absorvedores de microondas etc. Também são apresentados os resultados dos testes realizados em todos os dispositivos desenvolvidos. Alguns dispositivos contém inovações ainda não reportadas na literatura. / [en] This Thesis consists inthe research, dimensioning and design of microwave structures that use graphene and carbon nanotubes as fundamental component. Applications are presented in microwave devices and in the optical domain, such as filters, frequency converters, microwave antennas, microwave absorber etc. Besides that, the results of the tests performed in all designed devices are presented. Some devices have innovations not yet reported in the literature.

[pt] Este trabalho mostra um estudo experimental realizado numa cavidade ressonante cilindra, dentro da qual, através de um tubo concêntrico à mesma, escoam fluídos. Dentro desta cavidade é inserida potência em microondas, que tem por objetivo aquecer o fluido escoante. Não é trivial prever-se a distribuição do campo elétrico dentro de uma cavidade ressonante, pois a forma geométrica da cavidade, conjuntamente com diversos parâmetros do material nela inserido, para absorver potência em microondas são variáveis que muito influenciam na intensidade e distribuição do campo eletromagnético interno à mesma. Por isso, ao se aquecer amostras cujas dimensões não permitem analisar-se o grau de absorção de energia através da teoria da perturbação em cavidades, faz-se necessário ema verificação experimental, além da teórica, no estudo do processo. O objetivo deste trabalho é analisar a influência de perturbações do interior da cavidade, visando-se a possibilidade de otimização prática do aquecimento de fluidos nesta. Tais alterações no interior da cavidade são três hastes metálicas localizadas numa seção transversal da mesma, além da variação do diâmetro externo do tubo pelo qual o fluido a ser aquecido escoará. O estudo das cavidades, em busca da otimização do aquecimento dentro das mesmas, traz, como retorno, menor desperdício de energia aplicada nestes sistemas de aquecimento. / [en] This work shows an experimental study accomplished on a cylindrical resonant cavity, inside of which, through a tube concentric to it, fluids flow. Inside the cavity is inserted microwave power, whose aim is to heat the flowing fluid. It s not trivial to foresee the electric field distribution inside a resonant cavity. Its geometric shape, together with several parameters, and the material in it inserted to absorb microwave power are variables that influence on the intensity and electromagnetic field distribution inside de cavity. Therefore, to heat samples whose dimensions don’t allow the absorption degree of energy through perturbation theory in cavities to be analyzed, it is necessary to verify both experimentally and theoretically all the process on study. The objective of this work is to analyze the influences of disturbances inside a cavity, seeking the practical possibility of heating optimization of the fluids inside of it. Such modification consists of three metallic stems placed on a transversal section of the cavity, besides the variation of the tubes external diameter where the fluid to be heated will flow. The cavitie s study, seeking for the optimization of the heating inside of it, has a result less waste of applied energy on these heating systems.