Orientador: Rui Fragassi Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-15T16:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaballeroPetersen_CarlosAllan_M.pdf: 6091396 bytes, checksum: e66a6eb9dbdd6b3b4c83286b3d4ac8e0 (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rui Fragassi Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-19T03:33:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lauretti_SamuelRocha_M.pdf: 8284050 bytes, checksum: ac88518a6e072d1fbcd819464fe9551a (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre quatro configurações de amplificadores banda-larga, na faixa de microondas. Os amplificadores abordados foram: realimentado, distribuído, com casamento por perdas e cascode. É mostrada uma análise teórica e a seqüência de projeto, incluindo uma simulação computadorizada, de cada configuração. Para que os resultados das simulações fossem os mais fidedignos possíveis, foi feito um modelamento em freqüência de todos os componentes, passivos e ativos, utilizados. Foram implementados cinco protótipos, um de cada configuração estudada e de um amplificador balanceado, a título de exemplo. Fina1izado, é apresentada uma comparação entre os desempenhos e os custos estimados destes protótipos. Também foram mostrados alguns exemplos de amplificadores comercialmente disponíveis, de forma a possibilitar uma comparação mais abrangente / Abstract: This work presents a comparative study of four broadband microwave amplifier concepts. These concepts here described are the feedbaek:,distributed, lossy-mateh and cascode amplifiers. Initially, a theoretical analysis and the design of each amplifier are shown, including computer simulations. To assure good agreement between results and measurements, a frequeney modelling of alI components used, active and passive, was done. Five prototypes were implemented and tested, one for each amplifier topology, including a balanced amplifier, as a starting example. Finally, a comparison of their performance and the estimated cost of such circuits are presented. Commercially available amplifiers are aIso shown, as examples, to allow a more complete overview of the area of broadband microwave amplification / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

En la actualidad la Astronomía ha avanzado considerablemente en su intención por estudiar y comprender los fenómenos que ocurren en el espacio exterior. Para ello ha recurrido a numerosas tecnologías de última generación que le permitan realizar esta tarea. En nuestro país, por ejemplo, se han instalado varios de los más grandes proyectos astronómicos en el mundo, siendo el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) uno de los más importantes por representar un instrumento revolucionario en su concepto científico, su diseño de ingeniería y su organización como un esfuerzo científico global. ALMA captará longitudes de ondas milimétricas y submilimétricas y para ello hará uso de un gran conjunto de radiotelescopios que deberán ser capaces de procesar este tipo de señales. El principal objetivo de esta memoria es diseñar un circuito en guía de onda que constituye la primera etapa en un receptor de separación de bandas en el rango de frecuencias que va entre los 602-720GHz , correspondiente a la Banda 9 de ALMA. Para este diseño se ha recurrido a simulaciones en HFSS, un software profesional de simulación electromagnética. Para el desarrollo de este trabajo primero se diseñaron por separado todas las componentes del circuito verificando que cumplan con las especificaciones de reflexión, que para todos los elementos deben ser inferiores a -20 dB. En el caso de las transmisiones, el elemento dominante en el circuito corresponde a un tipo de acoplador llamado hibrido, el cual se caracteriza por tener un desfase de 90° entre su s salidas con un desbalance en fase no mayor a 1° y un desbalance en amplitud no mayor a 1 dB. Además se ha tomado en cuenta la restricción que tiene que ver con la factibilidad de construcción, que corresponde a una relación ancho-profundidad de la guía la cual debe ser inferior o igual a 31 (incluso flexibilizándolo hasta 41 ), debido a la fragilidad de la broca que realiza la implementación. Posteriormente se procede a combinar todos los elementos en el circuito completo. Se obtiene como resultado de este trabajo, una caracterización del desempeño del circuito completo bajo simulaciones. Además se han realizado varias iteraciones para optimizar sus dimensiones tratando de satisfacer todos los requerimientos. Al término del trabajo realizado se han propuesto dos modelos finales de buen comportamiento, pero que difieren en ciertas características dimensionales, en este caso las ramas de los acopladores para cada modelo, y de desempeño simulado, principalmente el desbalance en fase con una diferencia de hasta 2° e ntre sí. Esto permitirá tener una comparación de ambos diseños en dos límites constructivos diferentes. Finalmente este trabajo marca el inicio del diseño del circuito receptor, el cual puede ser continuado en el proyecto de Banda 9.

Resumo: Junções de tunelamento magnéticas (MTJs) são usadas em diversas aplicações tecnológicas atuais, tais como cabeças de leitura magnetorresistivas, sensores de campo magnético e Memórias de Acesso Randômicas Magnéticas (MRAMs), devido ao seu efeito de magnetorresistência gigante, cujas raízes estão ligadas a um mecanismo de espalhamento com uma forte dependência de spin. Evidências a favor da existência de correntes de spin colocam em questão a possibilidade de gerar radiação coerente de micro-ondas em um meio com inversão de população de spin, mantido por uma corrente spin-polarizada. Para responder a essa questão, considerou-se uma junção de tunelamento magnético dentro de uma cavidade ressonante como um sistema promissor. A MTJ é composta por dois eletrodos ferromagnéticos separados por um filme fino de óxido que representa uma barreira de potencial devido ao fato de ter os níveis de Fermi das camadas ferromagnéticas situados na banda proibida (bandgap) do filme de óxido. O modelo completo baseia-se em um Hamiltoniano de transferência para determinar a corrente elétrica de tunelamento, bem como a magnitude da corrente de spin. Equações de taxa fenomenológicas são utilizadas para determinar a taxa de emissão de fótons e a potência de saída, onde a injeção de uma corrente polarizada em spin responsável pelo efeito de inversão de população é determinada pela física da junção de tunelamento magnética. O valor de limiar da corrente de spin para que ocorra ação MASER é estimada com base em valores típicos das grandezas relevantes, como as densidades de estados dos eletrodos ferromagnéticos. Mostrou-se que existe uma grande semelhança entre o comportamento de um LASER semicondutor e a MASER baseado em spin.

El proyecto ALMA (Atacama Large Millimeter Array) será el más grande arreglo de antenas para interferometría en el mundo. Los receptores para este proyecto están siendo diseñados y fabricados en diferentes laboratorios alrededor del mundo. Los Departamentos de Ingeniería Eléctrica (DIE) y Astronomía (DAS) de la Universidad de Chile están trabajando en un prototipo para el receptor de la llamada Banda1, la cual se encuentra en el rango de 31-45GHz. El objetivo de esta memoria es el desarrollo de la etapa de amplificación de este receptor. Primero se realizó un diseño basado en estudios previos y simulaciones que permitieron obtener una antena capaz de adaptar una guía de onda rectangular y una línea microstrip de 50 Ω. Esta última permite la conexión a un circuito amplificador de bajo ruido basado en transistores HEMT (High Electron Mobility Transistor). Luego se diseñó la tarjeta de polarización necesaria para energizar el amplificador. Para terminar, se ideó un bloque conductor en donde posteriormente se empaquetarán los componentes antes mencionados. Una vez terminado el diseño se fabricaron el bloque completo, las antenas y el circuito de polarización utilizando la fresadora con control numérico por computador (CNC) adquirida por el DAS. Después se montaron los componentes fabricados en el bloque y se realizó la conexión eléctrica a un circuito amplificador adquirido comercialmente utilizando una Máquina Soldadora de Precisión (Bonding Machine) adquirida por el DIE. Finalmente, para estudiar el comportamiento del amplificador ya empaquetado se midió la ganancia en un Analizador Vectorial de Redes, obteniéndose un promedio de 15dB en todo el ancho de banda. La respuesta del amplificador es concordante con las especificaciones comerciales del circuito HEMT (que son tomadas sin empaquetamiento del mismo). Se incluyen además modificaciones al diseño preliminar que pueden facilitar la fabricación de futuras versiones.

Ingeniero Civil Electricista / El Departamento de Ingeniería Eléctrica (DIE) y el Departamento de Astronomía (DAS) de la Universidad de Chile se encuentran desarrollando un prototipo de receptor superheterodino para la denominada Banda 1, que abarca el rango de frecuencias desde 31 a 45 GHZ. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto ALMA (Atacama Large Millimiter Array), que consistirá en el mayor arreglo de antenas para interferometría del mundo, y en el que trabajan diferentes organismos alrededor del mismo. El principal objetivo del presente trabajo de título consiste en el diseño y construcción de un amplificador de microondas de bajo ruido utilizando componentes discretos, que será utilizado como preamplificador en el receptor superheterodino mencionado anteriormente. Otros objetivos de esta memoria son el diseño y construcción de la empaquetadura para el amplificador, así como también sus circuitos de polarización y fuente de poder. La primera etapa consistió en el diseño de los distintos componentes. El amplificador se basó en estudios y simulaciones previas, logrando un diseño que permite la adecuada conexión de sus elementos. Para mantener un estándar, la empaquetadura mantuvo las dimensiones exteriores de los diseños que la precedían, sin embargo sus dimensiones interiores fueron diseñadas según las características de los elementos a montar en ella. Los circuitos de polarización fueron diseñados de acuerdo a los requerimientos de las distintas etapas del amplificador. La fuente de poder se basó en un diseño anterior que permite el ajuste de diferentes voltajes y corrientes de polarización, proyectándola además, para trabajos futuros. La segunda etapa corresponde a la fabricación de todos los elementos, mientras que la tercera etapa consiste en sus respectivos montajes en la empaquetadura y las uniones de todos ellos. Estos procesos fueron realizados mayoritariamente en el laboratorio del DAS, mediante la utilización de distintas técnicas. Finalmente, se analiza el desempeño de cada etapa de amplificación de manera independiente, comprobando su correcto funcionamiento en cada una de ellas y logrando resultados cercanos a las simulaciones. Además, fue posible obtener variadas consideraciones, las que podrán ser utilizadas para mejorar el desempeño en trabajos futuros.

Orientador: Rui F. Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-15T19:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_GlaucioLima_M.pdf: 2578639 bytes, checksum: 9a89b21da3d27b1b62b0e73b07d10971 (MD5) Previous issue date: 1982 / Resumo: Este trabalho constou de uma parte teórica onde foram desenvolvidas expressões de fatores que, direta ou indiretamente, estão relacionados com o projeto de amplificadores em microondas. Foram estudados, em detalhes, os parâmetros S de quadripolos, a estabilidade dos mesmos e a caracterização de ruído, já que o objetivo principal dos amplificadores neste trabalho era a minimização do ruído. A seguir foi feito um estudo comparativo entre projetos de minimização de ruído e de maximização de ganho para se chegar á uma situação ótima entre estas características importantes de projeto. Numa segunda parte, foram desenvolvidos projetos de três protótipos. O primeiro, empregando tecnologia de microfita e parâmetros distribuídos, teve como objetivo básico testar nossa capacidade de execução do mesmo usando substratos de alumina. O segundo empregou tecnologia de microfita associada com parâmetros concentrados e o objetivo era, também, explorar a viabilidade de realização destes circuitos em nosso laboratório. Após estes testes iniciais, foi projetado,montado e testado um pré-amplificador de baixo ruído que poderá ser usado no equipamento conversor WEFAX - INPE para recepção de sinais do satélite geo-estacionário METEOSAT, que envia informações meteorológicas. Foram bons os resultados obtidos nos testes deste último protótipo. / Abstract: The theoretical part of this work deals with parameters that, direct or indirectly, are related with the design of microwave amplifiers. The study considered the S-parameters for 2-port devices (and their stability criteria) and also the noise characterization, since the main objective of this work was the minimization of noise in microwave amplifiers. Later, a comparison is made between noise minimization and gain maximization to obtain some insight in the compromise involved in the design stage. In the experimental part of the work, three amplifiers prototypes were implemented. The first prototype used only distributed parameters in a microstrip structure and was aimed to test our technology with alumina substrates. The second prototype was a test with a microstrip amplifier using lumped elements at microwave frequencies. After these initial tests, a low-noise pre-amplifier was designed, implemented and tested, and may be used in the WEFAX-INPE down-converter equipment for the METEOSAT satellite signal reception, that deals with meteorological data. The tests with this last prototype gave good results. / Mestrado / Mestre em Ciências

Orientador: Rui Fragassi Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T07:57:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coimbra_MaurodeLima_D.pdf: 15872067 bytes, checksum: 7f1014bf507ea74fcb3f45baac3f6ce9 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Este trabalho visou estender os limites da utilização da técnica de feedforward para amplificadores de microondas, tipicamente para aplicações multi-oitavas. Neste sentido, mostrou-se a viabilidade da sua utilização em circuitos para redes faixa-larga (como as de TV-por-Cabo, por exemplo), como também, em sistemas de comunicações ópticas. Por completitude, o trabalho se inicia, após uma breve introdução, com uma revisão dos conceitos referentes às não-linearidades em amplificadores de potência. Apresenta, também, os métodos mais comuns de análise de circuitos não-lineares, comparando-os quanto às suas vantagens, restrições e condições de utilização. A isto corresponde o Capítulo 2, o Capítulo 3 apresenta os diversos métodos de linearização de amplificadores de microondas, novamente sob uma óptica comparativa. De especial interesse é a Seção 3.2, na qual se discute a técnica de Pré-Distorção em RF. A Sub-Seção 3.2.2 apresenta uma contribuição deste autor a esta técnica, contribuição esta que permitiu simplificar significativamente a sua implementação. As vantagens potenciais da técnica de feedforward ficam patentes, servindo de motivação para o capítulo que se segue. O Capítulo 4 faz uma revisão da técnicafeedforward, apontando, também, os efeitos do comportamento não-ideal dos diversos blocos constituintes deste tipo de sistema, sobre o comportamento total de um amplificador linearizado por esta técnica. No Capítulo 5 são discutidas as formas usuais de implementação desta técnica em amplificadores de microondas. A partir da análise feita destas implementações, propõem-se novas formas de implementação, de forma a não só estender-se o seu funcionamento para operação multi-oitavas, como também, para permitir que seus ajustes e sintonia sejam feitos totalmente por controles elétricos externos. Para tanto, é proposto um método de análise/simulação destes tipos de amplificadores, valendo-se simplesmente de simuladores para circuitos lineares. Por tudo isto, este capítulo é o principal deste trabalho. São utilizados, ou sugeridos, componentes e/ou elementos de circuitos não tão usuais, tendo-se considerado conveniente fazer uma breve descrição de suas caracteristicas principais. O Capítulo 6 descreve o protótipo de validação desenvolvido, bem como os resultados medidos em bancada. As conclusões finais, bem como sugestões para trabalhos futuros, são apresentadas no sétimo (e último) capítulo. O trabalho é complementado por três Anexos / Abstract: The basic aim of the present work was to extend the application limits of the feedforward technique to microwave amplifiers, mainly for multi-octave operation. It has been shown that it is possible to make use of feedforward linearization for broadband networks (such as CATV) and optical communication circuits as well. For the sake of completeness, this work begins, just after a brief introduction, with a review of the foundations of power amplifier nonlinearities. Also, the most usual non-linearity analysis methods are presented, their strong and weak points, and conditions of application, in Chapter 2. In Chapter 3, several linearization methods are discussed and compared. Special attention is paid to Section 3.2, where RF pre-distortion is discussed. Sub-Section 3.2.2 presents this author's contribution to that subject, that results in a simplification of the hardware involved. The potential of the feedforward technique arises, becoming itself a motivation for Chapter 4. The fourth Chapter presents a review of the feedforward technique, pointing out the effects (on the linearized amplifier performance) ofthe non-ideal behavior of each feedforward-system bullding block. Chapter 5 discusses the usual feedforward system concepts, for microwave amplifiers. Starting from this point, different ways of implementation are proposed, aiming at multioctave operation and a fully electrical controlled system. To make this possible, an analysis and simulation method has been proposed, using simply linear circuit simulation software. A design procedure is also presented. This chapter is the core of this thesis. Chapter 6 describes the validation prototype that is developed, together with the measured results. The final conclusions are given on the last chapter, Chapter 7. Three Annexes close the work / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Neste trabalho foi implementado um amplificadorpara pequenos sinais e ambiente de 50 com largaura de faixa de 500 KHz a 1,5 GHz (11,5 oitavas) , baseando se em técnicas de circuitos discretos. Utilizando 2 MESFET';s de GaAs, redes de polarizaçãoindutivas e reais de casamento sem perdas o amplificador construído apresentou um gano médio se 27,5 dB com `ripple';de 1,5 dB e uma figura de ruídomenor que 2 dB para freqüência acima de 500 MHz e menor que 3 dBpara freqüências acima de 50 MHz. Os resultados experimentais obtidos demonstram a validade de procedimento utilizado para o projeto sendo conseguido um excelente desempenho em termos de ganho, largura de faixa e figura de ruído.