Este trabalho descreve o projeto e a implementação do protótipo de um instrumento para medida digital da potência ativa e reativa e dos valores RMS da corrente e tensão, visando a utilização em sistemas elétricos monofásicos com sinais distorcidos. O instrumento propõe-se a medir tais grandezas com precisão melhor que 0,05% do fundo de escala para sinais de entrada cujos espectros estejam compreendidos entre 1 e 20.000 Hz. Inicialmente, as definições das grandezas a serem medidas são estendidas para a situação em que os sinais não são senoidais (distorcidos). Em seqüência, são apresentadas a descrição e analise sucinta de algumas técnicas empregadas nas medidas destas grandezas, listando-se, ainda, as razões que levaram a adoção da abordagem digital com amostragem assíncrona dos sinais de tensão e corrente. Uma estrutura funcional baseada em técnicas de processamento digital de sinais é proposta, simulada e implementada, desenvolvendo-se, também, uma arquitetura eletrônica para a implementação do protótipo do instrumento. O resultado foi um instrumento de estrutura simples, robusto e de baixo custo. Finalmente, são apresentados os resultados obtidos a partir da implementação efetuada, demonstrando que a precisão de 0,05% nas medidas do valor RMS é assegurada para toda a faixa desejada. Para as medidas de potência até 2 kHz foi obtida uma precisão de 0,05%. Acima dessa freqüência, os resultados não são conclusivos devido as incertezas dos'padrões disponíveis no momento dos ensaios. Pode-se afirmar, entretanto, que a precisão nessa faixa é melhor que 0,2%. / The purpose of this work is to describe the design and implementation of an instrument for the measurement of active and reactive power and RMS values of current and voltage signals based on digital signal processing techniques. The instrument is designed to have an accuracy better than 0,05% FS for distorted (nonsinusoidal) signals of current and voltage in the spectrum of 1 to 20000 Hz. First of all, the definition of power and RMS values for distorted signals are stated. Some techniques of power and RMS value measurement are listed and analysed. A technique based on assyncronous sampling of the current and voltage signals is suggested. A functional structure and a hardware architecture for carrying out the adopted technique is proposed, simulated and implemented. The result of this implementation is a robust instrument of simple structure and low cost. The results of the implemenatation are presented. For the measurements of the RMS value the accuracy is 0,05% FS over the range of frequencies of interest. The accuracy for power measurements is 0,05% FS up to 2 kHz. The results for frequencies greater than 2 kHz is not conclusive, because the uncertainties of the standards avaliable during the calibration process mask those results. It is possible to state that the accuracy of these measurements is better than 0,2%.

Este estudo visa desenvolver um sistema portátil de radiocomunicação de radiação restrita, indicado para biotelemetria digital de curta distância aplicada ao Teste da Caminhada de Seis Minutos (TC6M) em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica ou hipertensão pulmonar. A saturação periférica da hemoglobina (SpO2) e a freqüência cardíaca (FC) são monitoradas em tempo real. É utilizada a banda destinada a aplicações médicas, industriais e científicas (ISM), com freqüência de portadora em 916MHz e potência de transmissão de 0,75mW. Este sistema foi projetado para operar através de um enlace half duplex e codificação Manchester NRZ incorporando um protocolo para correção de erros do tipo automatic repeat request error com utilização de um código CRC-16 para detecção de erros. A velocidade máxima de transmissão de dados é de 115.2 kbps. O sistema é constituído de três partes: unidade portátil (Master), unidade estacionária (Slave) e software de visualização em tempo real. A unidade portátil recebe do oxímetro os parâmetros de monitorização que são transmitidos via enlace de rádio-freqüência. A interface da unidade estacionária com o software é feita através da porta de comunicação serial padrão RS-232. Os testes de laboratório e de campo demonstraram que o sistema de biotelemetria é adequado a realizar o TC6M com precisão de SpO2 de ±3 dígitos (com ±1 desvio padrão) e FC de ±3% ambos com taxa de Frame Error Rate < 10-4 (0,01%), sem restrigir os movimentos do usuário durante o processo de monitorização.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Submitted by Marília Freitas (marilia@bce.unb.br) on 2015-10-21T11:12:35Z No. of bitstreams: 1 2015_CarlosXavierdeOliveira.pdf: 5123574 bytes, checksum: 103e5054caf44ab0a01832c0f8d4728f (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2015-12-04T13:37:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CarlosXavierdeOliveira.pdf: 5123574 bytes, checksum: 103e5054caf44ab0a01832c0f8d4728f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-04T13:37:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CarlosXavierdeOliveira.pdf: 5123574 bytes, checksum: 103e5054caf44ab0a01832c0f8d4728f (MD5) / O estudo apresentado neste trabalho de dissertação é importante para conhecer as propriedades eletrônicas de algumas moléculas orgânicas que são de interesse em Física, Química e Química Industrial; tais como o benzeno (Bz), a anilina (An) e as nitroanilinas (NAn). Esses sistemas quando ionizados podem levar a espécies metaestáveis resultando em compostos intermediários de grande reatividade. Fizemos cálculos de estrutura eletrônica utilizando o programa Gaussian 09, partindo das espécies neutras para duplamente ionizadas. Esses cálculos mostraram que há desestabilização de algumas ligações interatômicas dos sistemas dicatiônicos em relação aos sistemas neutros, dando origem ao processo de fragmentação molecular. Nossos estudos revelaram modificações nos comprimentos da ligação, ordens de ligação (BO) e distribuição de carga em compostos aromáticos quando comparamos os sistemas duplamente ionizados com os neutros. Também investigamos a possibilidade de formação de dímeros motivados por resultados experimentais de fotofragmentação das NAns, obtidos recentemente em nosso grupo de pesquisa, na linha PGM (Plane Grating Monochromator) do Laboratório de Luz Síncrotron do Canadá (Canadian Light Source-CA). Os experimentos de espectroscopia de massa por tempo de voo mostraram assinaturas de metaestabilidade em seus espectros de coincidência elétron-íon-íon (PEPIPICO), as quais não podem ser explicadas pela fragmentação direta de moléculas isoladas. Sabendo disso, realizamos cálculos de estrutura eletrônica com otimização de geometria nos monômeros neutros e dicatiônicos e nos dímeros dicatiônicos, com o objetivo principal de propor um modelo teórico de fotofragmentação via cálculo de estrutura eletrônica. Empregamos o método DFT para a determinação de índices de ligação de Wiberg e cargas (CHELPG), utilizamos o funcional e o sistema de base UB3LYP/aug-cc-pVDZ para os cálculos dos monômeros. Já para os dímeros, usamos o funcional corrigido de longo alcance UwB97X-D/aug-cc-pVDZ de Head-Gordon. A partir da função de onda calculada anteriormente no Gaussian 09, determinamos as densidades eletrônicas e analisamos os mapas de contorno das densidades eletrônicas dos monômeros utilizando o programa Chemissian. As informações topológicas das ligações químicas entre pares de átomos, assim como, seus pontos críticos de ligação (BCP) foram investigadas utilizando a Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM). Essas grandezas foram esquematizadas utilizando o programa AIMAll. Concluímos que os monômeros dicatiônicos, apresentam maiores estiramentos das ligações nos pares de átomos do Benzeno r(C1-C2) e r(C4-C5); da Anilina r(C2-C3) e r(C7-C2); da Ortonitroanilina r(C2-C3), r(C3-C4), r(C3-N9) e r(C7-C2); da metanitroanilina r(C4-C5), r(C4-N9) e r(C7-C2) e por último da paranitroanilina r(C2-C3), r(C4-C5), r(C5-C6), r(C5-N9) e r(C7-C2). Sendo que o processo de transferência de carga e distribuição eletrônica nas nitroanilinas acontece na região do grupo doador de elétrons –NO2. Nos sistemas diméricos encontramos que os pontos críticos de ligação nos grupos –NH2 e –NO2 estabilizam suas densidades de cargas aproximadamente em 0.3 e/03 e 0.5 e/03 dando origem a ligações intermoleculares, o que estabiliza os sistemas An2+, oNAn2+, mNAn2+ e pNAn2+. / The study presented in this dissertation is important to know the electronic properties of some organic molecules that are of interest in Physics, Chemistry and Industrial Chemistry; such as benzene (Bz), aniline (An) and the nitroanilines (NAn). These systems when ionized can lead to metastable species resulting in intermediate compounds of great reactivity. We made electronic structure calculations using the Gaussian 09 program, starting from the neutral species to doubly ionized. These calculations showed that there is destabilization of some of the interatomic bonds in dicationics in relation to neutral systems, giving rise to molecular fragmentation process. Our studies revealed changes in the bond length, the bond order (BO) and the charge distribution in aromatic compounds when comparing the doubly ionized systems with neutral. We also investigated the possibility of dimer formation motivated by photofragmentation experimental results of nitroaniline, recently obtained in our research group, in beamline PGM (Plane Grating Monochromator) of Canadian Light Source Laboratory - CA. Time of Flight Mass spectroscopy experiments showed metastability signatures in the coincidence spectra electron-ion-ion (PEPIPICO), which cannot be explained by direct fragmentation of single molecules. Knowing this, we performed electronic structure calculations with geometry optimization in neutral and dicationic monomers and dicationic dimers, with the main objective to propose a theoretical model of photofragmentation via electronic structure calculation. We employ DFT method for determining the bonding index of Wiberg and charges (CHELPG), we use the functional and the base system UB3LYP / aug-cc-pVDZ for calculation of the monomers. As for the dimers, we use the corrected functional long-range UwB97X-D / aug-cc-pVDZ of Head-Gordon. From the wave function calculated earlier in Gaussian 09, we determine the electronic densities and analyze the contour maps of the electronic densities of the monomers using Chemissian program. The topological information of the chemical bonds between pairs of atoms, as well as its bond critical point (BCP) were investigated using the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM). These quantities were outlined using the AIMAll program. We conclude that dicationic monomers have larger stretches of the bonds in the atoms pairs of benzene r(C1-C2) and r(C4-C5); of aniline r(C2-C3) and r(C2-C7); of ortho-nitroaniline r(C2-C3) r(C3 -C4) r(C3-N9) r(C2-C7); of meta-nitroaniline r(C4-C5), r(C4-N9) and r(C2-C7) and finally the para-nitroaniline r(C2-C3) r(C4-C5), r(C5-C6) r(C5 -N9) and r(C2-C7). Since the charge transfer process and the electronic distribution in nitroanilines happens in the electrons donor group region -NO2. In dimeric systems we found that the critical points in bond groups -NH2 and -NO2 stabilize their charge densities approximately in 0.3 e/03 and 0.5 e/03 resulting in intermolecular bonds, which stabilizes An2+, oNAn2+, mNAn2+ and pNAn2+.

Orientador : Elcio Marcantonio Junior / Banca: Ricardo Samih Georges Abi Rached / Banca: Luís Antonio Pugliesi Alves de Lima / Banca: Wilson Roberto Sendik / Banca: Ricardo Guimarães Fischer / Doutor

Este trabalho analisa aspectos de projeto e construção de um torquímetro girante para aplicações que exijam boa precisão, confiabilidade e monitoramento contínuo. Um condicionador de sinais é acoplado ao eixo girante, sendo alimentado por um transformador rotativo. A transmissão do sinal de torque, modulado em freqüência, da parte girante para a estática, é feita capacitivamente, sem a utilização de contatos elétricos. Um protótipo foi construído e testado, detalhes do seu projeto elétrico e mecânico são apresentados. / This work examines the design and manufacturing aspects of a rotating torquemeter for applications that requires good accuracy and continuous monitoring. A signal conditioner is attached to the rotating shaft, being energized by a rotary transformer. The transmission of the frequency modulated torque signal, from the rotating shaft to the stationary housing, is established in a contacless, capacitive, way. A prototype was constructed and tested, details of the electrical and mechanical designs are shown.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-07-04T00:07:16Z No. of bitstreams: 1 2012_RodrigoAlbernazBezerra.pdf: 3686566 bytes, checksum: dbe92751ac8e67a671db49eaa83c702d (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-18T12:13:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_RodrigoAlbernazBezerra.pdf: 3686566 bytes, checksum: dbe92751ac8e67a671db49eaa83c702d (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-18T12:13:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_RodrigoAlbernazBezerra.pdf: 3686566 bytes, checksum: dbe92751ac8e67a671db49eaa83c702d (MD5) / Os sistemas de CFTV utilizados em ambientes orgânicos, empresas privadas, órgãos do governo ou condomínios residenciais, apresentam certas deficiências técnicas que inviabilizam o reconhecimento facial de suspeitos quando da ocorrência de crimes. Esses sistemas falham em fornecer imagens com qualidade suficiente para que a face de uma pessoa possa ser reconhecida com segurança na esfera forense (identificação criminal). Dentre os principais problemas encontrados nesses sistemas podem ser enumerados o uso de equipamentos mal dimensionados, posicionamento inadequado das câmeras de vigilância, geração de imagens com baixa resolução e condições de iluminação ambientais não controladas. Não há no Brasil norma técnica específica que subsidie projetos e instalações de sistemas de CFTV. A atividade probatória criminal do Estado, materializada através dos exames periciais, busca auxiliar as denúncias direcionadas pelo Ministério Público e a atuação jurisdicional do Poder Judiciário, no combate às atividades criminosas. Entretanto, a utilização de imagens coletadas em sistemas de CFTV para fins probatórios tem pouco contribuído na solução dos crimes, em virtude das deficiências que esses sistemas apresentam. A proposta deste trabalho é propor critérios mínimos necessários para o dimensionamento de projetos de câmeras de vigilância de sistemas de CFTV, em aplicações indoor, de forma que as imagens geradas apresentem qualidade suficiente para permitir o reconhecimento facial de indivíduos. Foram tratadas como critérios as condições de posicionamento das câmeras (altura e ângulo), de iluminação ambiental, de resolução espacial das imagens e distância mínima para fins de reconhecimento facial. Adicionalmente foi tratada uma sistemática de auditoria para os arquivos gerados em sistemas de CFTV, de forma a robustecer a prova (manter a cadeia de custódia) gerada para adequada apreciação pelo Judiciário. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / CCTV systems used in organic environments, private companies, government agencies or residential condominiums, present certain technical deficiencies that prevent the face recognition of suspects when a crime occurs. These systems fail to provide images with sufficient quality for the reliable face recognition in forensic sphere (criminal identification). Among the main problems encountered in these systems can be enumerated the wrong sized equipment, improper placement of surveillance cameras, imaging with low resolution and lighting conditions uncontrolled environmental. There is no technical standard in Brazil to subsidize specific projects and installations of CCTV systems. Evidential criminal justice, materialized through technical expertise, seeks to assist the work performed by prosecutors and court actions of the judiciary in combating criminal activities. However, the use of images collected from CCTV systems for evidential purposes has little contribution to solve the crimes, due to the CCTV systems technical deficiencies. The goal of this work is to propose minimum criteria for the design of projects of CCTV surveillance cameras equipment, in indoor applications, so they can provide face images of suspects of crimes with sufficient quality to enable face recognition activity. It will be discuss in these criteria the conditions for positioning of the cameras (height and angle), environmental lighting conditions, spatial resolution of images and minimum distance for face recognition. Additionally, a systematic audit files system for CCTV was treated, in order to strengthen the proof (to maintain chain of custody) generated for adequate consideration by the judiciary.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-10-29T12:48:26Z No. of bitstreams: 1 2012_AlenirFerreiraSilva.pdf: 1054801 bytes, checksum: f2991cb526460c7f7a2eeb251c29b23e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-10-30T12:02:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AlenirFerreiraSilva.pdf: 1054801 bytes, checksum: f2991cb526460c7f7a2eeb251c29b23e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-30T12:02:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AlenirFerreiraSilva.pdf: 1054801 bytes, checksum: f2991cb526460c7f7a2eeb251c29b23e (MD5) / Em muitos livros de eletromagnetismo, principalmente os para cursos introdutórios, tem-se a afirmação que ondas planas uniformes, as que na maioria das vezes são apresentadas como à primeira solução das Equações de Maxwell, podem representar qualquer campo eletromagnético. Neste trabalho, o desenvolvimento para a expansão de campos eletromagnéticos bi-dimensionais é apresentado. Também, serão introduzidos conceitos básicos para a compreensão das técnicas de varredura em campo próximo de antenas, uma vez que, o espectro angular é uma das ferramentas empregadas para obtenção de parâmetros, como os relacionados a campos distantes de uma antena. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Plane waves generally appear as the first solution of Maxwell's equations. In many books of introductory electromagnetism there is the assertion that uniform plane waves can represent any electromagnetic field. In this work, the development for the expansion of two-dimensional electromagnetic fields is presented. Also, the basic concepts are introduced to the understanding of the techniques of scanning near field antenna, since the angular spectrum is a tool used to obtain parameters such as those related to a far field antenna.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2007. / Submitted by mariana castro (nanacastro0107@hotmail.com) on 2009-12-16T17:09:12Z No. of bitstreams: 1 2007_LeandroCarisioFernandes.PDF: 3540276 bytes, checksum: e8c4be2be7b76e8196c6a4d5ca84a69b (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2009-12-23T22:12:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_LeandroCarisioFernandes.PDF: 3540276 bytes, checksum: e8c4be2be7b76e8196c6a4d5ca84a69b (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-23T22:12:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_LeandroCarisioFernandes.PDF: 3540276 bytes, checksum: e8c4be2be7b76e8196c6a4d5ca84a69b (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / A crescente demanda por serviços de comunicações móveis tem exigido o desenvolvimento de tecnologias que permitam atender a uma maior quantidade de usuários sem aumentar a banda de freqüências já utilizada. Há também uma crescente demanda por serviços que necessitam de grandes taxas de transmissão no terminal móvel, como acesso à Internet e transferência de vídeo. Por outro lado, o usuário deseja alta qualidade no serviço ofertado, o que implica baixas taxas de erro de símbolos (SER). Para isso, diferentes técnicas podem ser empregadas, como por exemplo, antenas inteligentes e MIMO. Este trabalho propõe-se a apresentar algumas aplicações do uso de antenas inteligentes e MIMO em sistemas de comunicações móveis. Para atingir esse objetivo, inicialmente realiza-se um estudo sobre conjuntos lineares, circulares e retangulares de antenas. Em seguida, são analisados alguns métodos de formação de lóbulos utilizados para calcular os pesos de cada elemento do conjunto de antenas a fim de se obter determinado diagrama de radiação. Um estudo comparativo entre esses métodos é realizado por meio de simulações computacionais. O problema da estimação de ângulos de chegada (DOA) em antenas inteligentes também é analisado por meio de diversas simulações computacionais, em que os parâmetros do sistema são alterados e vários métodos para a estimação do DOA são comparados. Esse estudo permitiu encontrar o método com melhor desempenho para a estimação de ângulos de chegada. O conceito de sistemas MIMO foi introduzido com o intuito de mostrar como melhorar a SER na transmissão em um canal Rayleigh. Com essa tecnologia, são obtidos ganhos de multiplexação e de diversidade. A discussão acerca desse assunto é finalizada com um conjunto de simulações que ilustram a melhora na SER quando sistemas MIMO são usados. Finalmente, é mostrado como antenas inteligentes e MIMO podem ser aplicados em sistemas de comunicações móveis. Conclui-se que, independentemente do sistema de comunicação considerado, há um aumento significativo na qualidade da comunicação. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The increasing demand for wireless communications services has demanded the development of technologies that allow serving a bigger amount of users without increasing the bandwidth used today. It also has an increasing demand for services that need high transmission rates on mobile terminal, as Internet and video transfer. On the other hand, the user desires high quality in the service, which implies in low symbol error rate (SER). For this, different techniques can be used, e.g. smart antennas and MIMO. This work proposes to present a study of some smart antennas and MIMO applications in wireless communications systems. To reach this objective, primarily a study of linear, circular and rectangular antenna array is realized. After that, some methods for beamforming are analyzed. These methods are used to calculate the weight of each element of the array to achieve a specified radiation pattern. Comparative studies of these methods are realized with computational simulations. The direction of arrival (DOA) estimation problem is analyzed with the use of computational simulations, where the systems parameters are modified. These studies allow finding the method with better performance in the DOA estimation. The MIMO systems concept was introduced with the aim to show how to improve the SER in a Rayleigh channel. With this technology, multiplexing and diversity gains are gotten. The discussion is finished with a set of simulations showing the improvement in SER when MIMO are used. Finally, it is shown how smart antennas and MIMO can be applied in wireless communications systems. The results show that, independently of the communication system considered, it has a significant increase in communication quality.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2011. / Submitted by Eduardo Pinheiro Morbeck (eduardomorbeck@gmail.com) on 2011-06-20T20:57:15Z No. of bitstreams: 1 2011_LeandrodePaulaSantosPereira.pdf: 1234580 bytes, checksum: 854ff3fc19c92128fb623bcf5d05f6c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2011-06-22T18:42:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LeandrodePaulaSantosPereira.pdf: 1234580 bytes, checksum: 854ff3fc19c92128fb623bcf5d05f6c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-22T18:42:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LeandrodePaulaSantosPereira.pdf: 1234580 bytes, checksum: 854ff3fc19c92128fb623bcf5d05f6c0 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo introduzir e investigar o conceito de polarizações tridimensionais, onde o vetor intensidade de campo elétrico pode estar orientado em qualquer direção do espaço. Inicialmente, usa-se um conjunto de antenas dipolos ideais a fim de gerar essas polarizações e também permitir o controle do campo. Demonstra-se a existência de polarização tridimensional num ponto no interior do volume do conjunto e à medida que se afasta deste ponto, a figura formada pelo campo elétrico sofre uma degradação até se aproximar de uma polarização unidimensional (linear) ou bidimensional (circular ou elíptica). Demonstra-se também que antenas reais podem gerar polarizações tridimensionais e, para tal, utilizam-se antenas cornetas piramidais. Apresenta-se um novo método de projeto ótimo com estas antenas a fim de garantir uma maior estabilidade do ganho em relação às variações de suas dimensões de abertura. Além disso, apresentam-se polarizações ortogonais em três dimensões e mostra-se que o conjunto de antenas para geração de polarização tridimensional pode ser usado para controlar tais polarizações a fim de manter a isolação entre sistemas. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work introduces and investigates the concept of three-dimensional polarizations, where the electric field intensity vector can be oriented in any direction in space. Initially, an ideal dipole antenna array is employed in order to generate these polarizations and also control the electric field. It is demonstrated the existence of three-dimensional polarization at a point inside the volume of the array and, as the observation point is moved away, the figure formed by the electric field degrades until it is similar to a one-dimensional (linear) or two-dimensional polarization (circular or elliptical). It is also demonstrated that real antennas can generate three-dimensional polarizations, and for this pyramidal horn antennas are used. It is presented a new method for optimum design of these antennas in order to ensure greater gain stability with respect to variations of the aperture dimensions. Also, orthogonal polarizations are presented in three dimensions and it is showed that the antennas array used for generation of three-dimensional polarization can be used to control such polarizations in order to maintain isolation between systems.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2011. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-10-19T20:03:34Z No. of bitstreams: 1 2011_LuizAffonsoPivatoNeto.pdf: 2206003 bytes, checksum: bc7ffeddb628d49558d4d74c6d54dd47 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2011-12-15T11:37:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_LuizAffonsoPivatoNeto.pdf: 2206003 bytes, checksum: bc7ffeddb628d49558d4d74c6d54dd47 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-12-15T11:37:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_LuizAffonsoPivatoNeto.pdf: 2206003 bytes, checksum: bc7ffeddb628d49558d4d74c6d54dd47 (MD5) / Para lidar com o aumento no tráfego de dados e com a incessante demanda por maisaltas taxas de transmissão, diversas arquiteturas de transceptores ópticos e técnicas deprocessamento de sinais, que possibilitem uma maior eficiência espectral, vêm recebendogrande atenção por parte dos pesquisadores ligados `as comunicações ópticas. Asarquiteturas mais promissoras para o alcance de taxas de transmissão líquidas de 100Gbit/s por canal combinam a detecção coerente com a multiplexação de polarização ecom formatos mais avançados de modulação, como o QPSK com codificação diferencial.A detecção coerente possibilita a compensação, no receptor, de efeitos lineares comoa dispersão cromática e a dispersão dos modos de polarização, além de favorecer amultiplexação de polarização. No entanto, a detecção coerente e os formatos avançadosde modulação introduzem a necessidade de se lidar com a recuperação de fase e compossíveis imperfeições nos componentes ópticos do transmissor e do receptor, o quepode ser feito por meio de técnicas de processamento digital de sinais.Nesse trabalho, foi estudado o impacto causado por imperfeições em componentesdo front-end óptico do receptor, as quais levam ao desbalanceamento de quadratura(quadrature imbalance - QI) e `a adição de componentes de ruído. Também, foramestudadas t´ecnicas utilizadas para a compensação do QI. Por meio de simulações emMATLAB R, foram comparados os desempenhos de quatro esquemas de compensaçãodo QI: o método de Gram-Schmidt e o método de ajuste por elipses, aplicados, cadaqual, antes e depois da demultiplexação de polarização. Foi analisado, ainda, o desempenho conjunto entre essas técnicas de compensação do QI e dois algoritmos utilizadosna demultiplexação de polarização: o algoritmo do módulo constante e o algoritmo damédia quadrática mínima.´É mostrado que, em uma pequena escala de imperfeições no front-end, os quatro esquemascompensam eficientemente o QI inserido. No entanto, quando o QI aumenta,a utilização do método de Gram-Schmidt antes da demultiplexação de polarização,considerando as condições propostas, exibe a menor penalidade para o sistema. Ademais,o desempenho dos algoritmos de demultiplexação de polarização investigados emconjunto com as técnicas de compensação do QI foi bastante similar. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In order to deal with the increasing data traffic and the incessant demand for higher transmission rates, several optical transceiver architectures and signal processing techniques, enabling a higher spectral efficiency, have been receiving considerable attention from researchers connected to optical communications. Most promising architectures targeting net data rates of 100 Gbit/s per channel combine coherent detection and polarization multiplexing with advanced modulation techniques, such as differential encoding QPSK. The coherent detection provides compensation of linear effects, such as chromatic dispersion and polarization mode dispersion, in addition to favoring polarization multiplexing. However, coherent detection and advanced modulation techniques introduce the need to deal with phase recovery and possible imperfections in the transmitter and receiver optical components, which can be accomplished by digital signal processing techniques. This thesis investigates the impact caused by imperfections in components of the receiver optical front-end, leading to quadrature imbalance (QI) and adding noise terms. Techniques used to compensate for QI were also studied. Through MATLAB R simulations, the performances of four QI compensation schemes were compared: the Gram-Schmidt method and the ellipse fitting method, each one applied before and after polarization demultiplexing. In addition, the joint performance of these QI compensation techniques and two polarization demultiplexing algorithms – the constant modulus algorithm and the least mean square algorithm – was analyzed. It is shown that, in a small scale of front-end imperfections, the four schemes efficiently compensate for the inserted QI. However, when this scale increases, using theGram-Schmidt method before polarization demultiplexing, considering the proposed conditions, exhibits the lowest penalty for the system. Moreover, the performance of the investigated polarization demultiplexing algorithms was quite similar.