Esta dissertação de mestrado analisa a Especificação ARINC 429, que ée a especificação mais utilizada atualmente em barramentos de dados na aviação comercial. A mesma define a comunicação entre equipamentos aviônicos, desde a ligação física, propriedades elétricas, caminho da informação, formatos de palavra e protocolo. Embora não obrigatória, ée muito útil para a indústria aeronáutica, pois se observada, proporciona a garantia de níveis de segurança adequados para a aviação em geral. A contínua modernização dos sistemas aviônicos traz a necessidade de constante atualização dos protocolos e barramentos, e conseqüentemente, das especificações técnicas utilizadas. A experiência tem mostrado que se deve sempre rever todas as definições dos formatos de mensagens e/ou protocolos implementados pelos fabricantes dos equipamentos. Para comprovar isso, um ensaio foi desenvolvido e implementado para analisar o funcionamento de equipamentos de um sistema aviônico utilizados em aeronaves Embraer. O ensaio teve como objetivo a familiarização com o RIG aviônico, através da análise das formas de onda dos sinais de alta e baixa velocidade nas interfaces ARINC 429 e também do comportamento das mensagens transmitidas via ARINC 429. Ele evidenciou mais uma vez o RIG como ferramenta suficientemente adequada para a previsão do comportamento de sistemas e como instrumento para auxílio na certificação de aeronaves.

Faz-se neste trabalho a simulação de sinais complexos bidimensionais de radar (distância x azimute). Considera-se o sinal eco de alvos com desvio Doppler, ruído térmico, clutter estacionário e móvel. Os processadores MTI (Moving Target Indicator), CFAR (Constant False Alarm Rate) e Integrador de Pulsos são implementados e seus respectivos desempenhos são analisados. O programa de simulação foi desenvolvido em MATLAB.

O serviço de Vídeo sob Demanda tem crescido e sido cada vez mais utilizado atualmente. A praticidade e conforto que este serviço oferece nos leva a crer que este crescimento ainda será muito maior. Na maioria das viagens aéreas, o serviço de Vídeo sob Demanda será bastante apreciado, pois os passageiros terão total liberdade de escolha do tipo de entretenimento que preferem receber: filmes, noticiários, documentários, previsão do tempo, tudo transmitido por satélite. Nosso estudo tem como objetivo mostrar uma proposta de arquitetura de redes para a transmissão de Vídeo sob Demanda a bordo de aeronaves. A transmissão de entretenimento a bordo em redes aeronáuticas pode ser otimizada significativamente com a aplicação de técnica de transmissão multimídia atée então, somente aplicadas na Internet, mas que, com algumas adaptações, podem ser aplicadas com êxito nas redes aeronáuticas. A técnica de multicast ée utilizada em conjunto com uma série de técnicas como batching, patching e o uso de servidores proxy, no intuito de otimizar a utilização da largura de banda utilizada pelo servidor de vídeo - um dos maiores problemas em transmissões de vídeo pelo tamanho dos arquivos transmitidos - e diminuir significativamente o atraso na transmissão do vídeo pedido, fornecendo assim um serviço de alta qualidade e resposta instantânea aos clientes. Ao final deste trabalho, será mostrada a nossa proposta de arquitetura para vídeo sob demanda em redes aeronáuticas como também todas as vantagens e melhorias que esta proposta traz.

This work focuses on tracking launch vehicles with multiple radar sites and proposes a data fusion strategy based on the Covariance Intersection (CI) method. At each site, multiple models are embedded in a Kalman filter or locally estimate position, velocity, and acceleration using a de-biased measurement transformation from spherical to cartesian coordinates. The estimation of position, velocity, and acceleration of moving object based on radar measurements is critical in applications such as air traffic control, surveillance systems, and orbital vehicles launching among many others. However, this work will focus on the conditions observed at Alcântara Launch Center, where two radars located at distinct sites provide the trajectory coverage. All simulations presented herein make use of actual data obtained from a VS30 sounding rocket launch at Alcântara Launch Center in February, 2000. Impact point prediction is also assessed, and considers uncertainties inferred form the computed covariance matrix, culminating in an ellipsoidal impact area with a given impact probability.

A Rede ATN provê serviços de comunicação visando à operação e a gerência de tráfego aéreo. As recomendações SARPs também prevêem que a rede ATN forneça serviços aos usuários das aeronaves comerciais e corporativas, tais como passageiros de linhas aéreas, executivos de empresas e autoridades governamentais. Este trabalho propõe uma aplicação de segurança que torna possível a estes usuários se comunicarem de maneira segura e sigilosa. Considerando as aeronaves coorporativas ou os vôos intercontinentais das linhas comerciais, enfoca-se neste trabalho os serviços de comunicação via satélite que tem características que atendem os requisitos de alcance global e ininterrupto durante todo o vôo incluindo as regiões oceânicas. Tendo situado o ambiente no qual a aplicação de segurança será empregada, estuda-se o desempenho da aplicação de segurança, protocolo IKE, para duas arquiteturas distintas, arquiteturas estas que abrangem protocolos de transporte e de rede. Assim, o protocolo IKE com seus modos e mensagens estabelece um Acordo de Segurança através dos protocolos UDP e IP na arquitetura Internet e dos protocolos CLTP e CLNP na Arquitetura ATN.O protocolo IKE apresenta dois modos (o Principal e o Agressivo) para o estabelecimento de um canal seguro entre o servidor IKE da aeronave e o servidor correspondente em solo. Ambos os modos são aplicados nas duas arquiteturas e o overhead gerado é sumarizado em tabelas, de onde se conclui que a aplicação IKE no modo Agressivo apresenta menor overhead ao utilizar a arquitetura Internet (UDP e IP) apesar de ser mais susceptível que o modo Principal ao ataque de mascaramento.

Em diversas aplicações de alto desempenho, é necessário conhecer o efeito da variação da temperatura no funcionamento do circuito eletrônico e de seus dispositivos. Apesar de modificar enormemente o desempenho e característica, a influência da temperatura no comportamento dos dispositivos semicondutores não é satisfatoriamente modelada nos simuladores "SPICE-Like". Os componentes que operam com tecnologia MOS são os mais empregados na atualidade, e desta forma, é de grande relevância o modelamento térmico destes dispositivos e sua integração com o modelo elétrico já presente nos simuladores eletrônicos. Esta tese apresenta preliminarmente, um estudo térmico dos dispositivos MOS com a conseqüente geração de um modelo que possa ser acoplado ao modelo elétrico. Também é apresentada uma técnica de extração dos parâmetros do modelo, tendo como referência os dados no manual do próprio dispositivo. Finalmente, é apresentado o acoplamento entre os modelos elétrico e térmico através de um exemplo de simulação.

Devido às suas propriedades magnéticas e alta resistividade (>105 Om) em altas freqüências, os materiais magnéticos cerâmicos têm sido largamente usados, nas últimas décadas, em aplicações de RF, absorvedores de microondas, transdutores em transformadores de pulso e supressores de ruído. Estes materiais estão entre os principais constituintes de equipamentos utilizados nas indústrias aeronáutica, automobilística, etc. Desde meados de 1970, vários métodos foram desenvolvidos para medir a permeabilidade magnética (m) e a permissividade elétrica (e) destes materiais. Neste trabalho foi empregado o algoritmo de Nicolson, Ross e Weir (NRW), que de forma explícita relaciona os parâmetros de espalhamento S medidos numa linha coaxial de ar, utilizada como porta-amostra, com os valores de mr* e er* complexos. A rotina computacional desenvolvida em ambiente MATLAB V6.5 foi validada em duas etapas de testes, para garantir a confiabilidade dos resultados gerados na faixa de freqüência de 50 MHz a 200 MHz. Na primeira etapa, o processo de validação envolveu o uso de dados de parâmetros S gerados a partir de expressões analíticas - dados virtuais. Na segunda etapa, dados de parâmetros S medidos nas duas portas de uma linha coaxial, preenchida com uma amostra de Ni-Zn, foram submetidos à execução da rotina computacional desenvolvida e, os dados de mr* e er* gerados foram comparados com os obtidos de um programa computacional comercial da Agilent Co., considerado o estado da arte. A partir dos dados de mr* e er* dessa amostra de ferrita, discutem-se as soluções para ampliar a faixa de freqüência do ensaio, as divergências e multiplicidades das soluções geradas pelo algoritmo e os efeitos nas variações de planos de referências para as medidas dos parâmetros S.

Com a tendência do desenvolvimento de radares de abertura sintética (SAR) com capacidade polarimétrica, faz-se necessária a geração de algoritmos de processamento de imagens específicos e adequados para aproveitar todo o potencial do sensor. As técnicas de processamento de imagens SAR polarimétricas, baseadas em cálculos estatísticos e modelos eletromagnéticos, são relativamente recentes e muito promissoras, não só pelo estabelecimento dos chamados parâmetros polarimétricos, tais como: entropia, anisotropia e ângulos alfa e beta, como também pela possibilidade do cálculo da resposta polarimétrica de alvos presentes nas imagens. O trabalho realizado estudou os princípios da polarimétrica SAR que envolvem a matriz de espalhamento, o vetor espalhamento e a sua matriz coerência, o cálculo dos parâmetros polarimétricos, a representação de uma onda elipticamente polarizada pelo vetor de Stokes e o cálculo da resposta polarimétrica principal e cruzada de um alvo. Analisa-se, comparativamente, o desempenho da resposta polarimétrica e de uma variação da matriz de Müller na classificação de alvos em uma imagem SAR. Para o teste do desempenho da resposta polarimétrica na classificação de imagens, utilizou-se uma imagem SAR polarimétrica do sensor aerotransportado ESAR, na banda L, do Instituto de Microondas e Radar, do Centro Alemão de Pesquisa Aeroespacial (DLR).

A classe de um veículo em circulação é uma das informações mais importantes para os sistemas inteligentes de controle e gerenciamento de tráfego. Uma das abordagens utilizadas para se identificar a classe a que um veículo pertence consiste na análise e no reconhecimento de sua assinatura indutiva: uma série temporal representando a variação da impedância de um sensor de tráfego do tipo loop indutivo causada pela passagem do veículo pela zona de detecção do sensor. No entanto, a decisão sobre a classe veicular através desta abordagem torna-se bastante difícil nos casos em que o conjunto de assinaturas indutivas de uma classe apresenta grande variância interna e, ao mesmo tempo, contém exemplares muito similares a exemplares pertencentes a outras classes. Este é o caso, por exemplo, de caminhões com um eixo traseiro e caminhões com eixo traseiro duplo. Observando os caminhões de cada uma dessas classes separadamente o que se constata é que suas estruturas metálicas variam muito e comparando-se os caminhões das duas classes vê-se que suas estruturas metálicas são bastante semelhantes. Os respectivos conjuntos de assinaturas indutivas, em conseqüência, são fortemente correlacionados e, internamente, muito heterogêneos. Esta Tese versa sobre o desenvolvimento de um método de classificação para caminhões com um eixo traseiro e caminhões com eixo traseiro duplo utilizando as assinaturas indutivas destes veículos. Para alcançar percentuais elevados de classificação correta com baixo índice de falsos positivos, além dos problemas da sobreposição entre classes e da alta variância intraclasse, o método proposto foi concebido para contornar outras duas dificuldades presentes: o desbalanceamento de classes e a escassez de dados. Para lidar com o problema da heterogeneidade interna das classes, o desenvolvimento do método de classificação começou com uma etapa de pré-processamento na qual cada classe foi caracterizada morfologicamente e dividida em subclasses morfológicas. Estabeleceu-se uma correspondência de um para um entre as subclasses de cada classe. Com isso, o problema inicial, maior e mais complexo, ficou dividido em alguns problemas menores provavelmente menos complexos. A seguir, ainda na etapa de pré-processamento, para contornar o problema da sobreposição entre classes, os pares de subclasses correspondentes foram submetidos, separadamente, a uma mineração de dados. Partindo-se de hipóteses coerentes, baseadas no conhecimento a priori sobre o fenômeno físico que gera as assinaturas indutivas, a mineração de dados foi direcionada para a identificação de atributos morfológicos e apontou dois destes atributos como potencialmente úteis para diferenciar as duas classes. Para a etapa de classificação das assinaturas, foram escolhidos três classificadores neurais: uma rede Madaline e duas redes RBF. Foram escolhidos os classificadores com os quais se tirou o melhor proveito dos resultados do pré-processamento. Neste processo de escolha foram feitas também comparações de desempenho com outros tipos de classificadores. Depois de testados separadamente, as três redes neurais foram integradas para formar um ensemble. O ensemble de redes neurais proporcionou um alto índice geral de classificações corretas (>98%) e superou os problemas do desbalanceamento das classes e da escassez de dados. Além disso, o ensemble serviu para diminuir a probabilidade de falsos positivos uma vez que a classificação de uma assinatura foi considerada correta se duas redes neurais respondessem corretamente. Os pré-processamentos utilizados, as redes neurais escolhidas, a formação de um ensemble de redes neurais, constituem uma metodologia ainda não relatada na literatura para abordar o problema da classificação veicular por assinaturas indutivas. Para este tipo de aplicação, portanto, o método de classificação proposto corresponde a uma contribuição original e os altos percentuais de classificação obtidos com o ensemble neural permitem considerá-lo como estado da arte.

Este trabalho apresenta um estudo teórico detalhado acerca das principais características de algumas arquiteturas de filtros de microondas não-recursivos implementados com tecnologia fotônica, contemplando ainda uma demonstração experimental. São apresentados os conceitos fundamentais de processamento óptico de sinais de microondas, levando-se em consideração que o filtro de microondas optoeletrônico pode ser modelado como um dispositivo de três estágios: um estágio de entrada, composto por uma ou mais fontes ópticas e um dispositivo modulador, um subsistema totalmente óptico e um estágio de saída que corresponde ao processo de fotodetecção. Em seguida são apresentados os conceitos fundamentais de alguns dispositivos fotônicos básicos que permitem a implementação de cada um desses estágios. Com relação ao estágio de entrada, uma ênfase especial foi dada aos fundamentos de modulação eletroóptica, destacando-se moduladores de fase, de polarização e de intensidade tipo Mach-Zehnder. Com relação ao segundo estágio, a unidade de processamento óptico, foram apresentados modelos matemáticos básicos referentes a linhas de retardo ópticas dispersivas e fibras mantenedoras de polarização (PM). A modelagem do estágio de saída foi simplificada por se considerar apenas o processo de detecção direta. Baseando-se nesta compreensão, as figuras de mérito relevantes e os possíveis fatores de limitação de desempenho foram investigados e apresentados. Quatro arquiteturas de filtros de microondas optoeletrônicos, sendo duas baseadas em linhas dispersivas e duas em fibras PM, são analisadas teoricamente e matematicamente, obtendo-se para cada uma delas expressões para as respectivas curvas de resposta em freqüência. Diversas simulações numéricas são efetuadas, identificando as características gerais de empregabilidade de cada arquitetura de filtro teoricamente analisada. Também é realizada a demonstração experimental de um filtro de microondas optoeletrônico de segunda ordem, baseado em modulador Mach-Zehnder, um diodo laser operando em 1300 nm e 300 m de fibra PM, revelando a resposta em freqüência de um filtro passa-baixa operando na banda L de radiofreqüência com um período espectral (FSR) de 1652,9 MHz, largura de banda de 3-dB igual a 823,5 MHz e uma faixa dinâmica devida à compressão de ganho (CDR) melhor que 112 dB.Hz. Por último são tecidas diversas conclusões acerca de todo o trabalho apresentado e são também apresentadas sugestões para trabalhos futuros na linha de pesquisa de filtros de microondas optoeletrônicos.