O controle e monitoramento de um satélite se fazem por um enlace de comunicação denominado conexão espacial. Por utilizar o ambiente espacial, este enlace está sujeito a vários tipos de interferências que podem resultar em erros de comunicação. Para aumentar a confiabilidade da conexão, podem ser utilizadas técnicas de controle de erros e de sincronização de dados. Existem normas e recomendações que definem quais técnicas utilizar. O INPE adota para a sua Plataforma Multi-Missão as recomendações do CCSDS. Este trabalho apresenta uma biblioteca de componentes VHDL que permite a implementação de dezenas de configurações do protocolo de Sincronização e Codificação de Canal de Telemetria recomendado pelo CCSDS. Estes componentes implementam as funcionalidades do remetente, que para o canal de telemetria é o segmento espacial. Por esta razão, os componentes foram projetados para serem utilizados em FPGAs para aplicação espacial. Por outro lado, projetos na área espacial são críticos e requerem metodologias específicas para seu desenvolvimento, verificação e validação. Por isso, este trabalho apresenta também uma metodologia estruturada para desenvolvimento VHDL. Esta metodologia estipula regras para a estrutura e divisão funcional dos sistemas descritos, além de regras de codificação e documentação. Por fim, são apresentados dados de implementação do protocolo com os componentes da biblioteca, que são comparados com os de outra implementação, que não utiliza nenhuma metodologia específica.

Esta dissertação apresenta um estudo e caracterização da transmissão de sinais analógicos de radiofrequência por meio de fibras ópticas empregando dois tipos de modulação: direta e externa. Na análise desenvolvida para modulação direta é considerado um diodo laser DFB como fonte de modulação, enquanto que para enlaces envolvendo modulação externa, considera-se um modelo composto por um modulador eletro-óptico de tipo Mach-Zehnder com substrato de LiNbO3. Em ambos os casos se aplica a técnica de modulação de intensidade e detecção direta. Fundamentos básicos acerca dos dispositivos ópticos empregados e modulação eletro-óptica são abordados nos capítulos iniciais para conceituação básica sobre o assunto. Em seguida é considerado um estudo analítico dos parâmetros essenciais para caracterização de enlaces ópticos analógicos, os quais compreendem ganho de potência, figura de ruído e faixa dinâmica. Na modelagem das figuras de mérito são considerados parâmetros intrínsecos de elementos do sistema, de forma a permitir uma observação direta de sua influência no comportamento funcional de um enlace. Testes experimentais envolvendo diferentes arquiteturas de enlaces com modulação externa são realizados para verificação e validação do modelo teórico apresentado. Para a aplicação de sinais analógicos de RF com freqüências próximas a 1 GHz foi obtido um valor de faixa dinâmica livre de distorções de 103,6 dB.Hz2/3, para uma potência óptica de 19 mW. Valores de ganho de potência da ordem de -33 dB até +20 dB foram alcançados para as diferentes configurações de enlaces apresentados. A figura de ruído medida para os enlaces variou de 46 dB a 5,8 dB. Em todas as medidas o modulador foi ajustado para operação na região de quadratura.

ÉE proposto um procedimento para a definição de sistemas de iluminação externa de aeronaves, considerando aspectos técnicos, econômicos, ergonômicos (fatores humanos), os pontos de vista do fabricante e do operador, além das interfaces com outros sistemas, tendo como balizamento o cumprimento das normas aeronáuticas internacionais correspondentes e a satisfação das demandas e necessidades do cliente. O procedimento ée aplicado a uma aeronave regional hipotética de 30 passageiros. O sistema mais adequado ée definido a partir de um compromisso de projeto que busca compatibilizar os menores custo, potência consumida e peso, além de maiores facilidades de inspeção, de manutenção, de instalação e de fabricação. O resultado da aplicação do procedimento ée comparado com o sistema atualmente em uso, evidenciando ganhos bastante significativos, como reduções no peso e no consumo energético, além de maiores disponibilidade e facilidade de manutenção.

ÉE proposto um método integrado de desenvolvimento de sistemas aeronáuticos baseado em requisitos, cujo objetivo ée evitar a necessidade de correção da arquitetura do sistema em etapas posteriores e, conseqüentemente, reduzir o custo de desenvolvimento do projeto. Este procedimento ée aplicado ao projeto conceitual dos sistemas aviônicos de uma aeronave executiva supersônica hipotética, desenvolvida como parte do Programa de Especialização em Engenheria - PEE (ITA - EMBRAER). O cumprimento dos objetivos propostos ée comprovado através de análises qualitativas e quantitativas da confiabilidade do sistema projetado.

Atualmente, empregam-se ferramentas computacionais para o desenvolvimento de estruturas eletromagnéticas, com o objetivo de eliminar os altos custos de prototipagem e de ensaios de conformidade. Para se garantir a confiabilidade dos resultados gerados nas simulações computacionais, faz-se necessária a submissão de bancos de dados com as propriedades eletromagnéticas dos materiais empregados. O Grupo de Sistemas Eletromagnéticos (GSE) do CNPq/IEAv realiza pesquisas na área de aplicações de materiais cerâmicos eletromagnéticos em sensores aeroespaciais, em especial para transdutores de pulso de corrente, de presença de rádio frequência (RF) e magnetoelásticos. De acordo com a literatura, as ferritas de cobalto têm potencial para aplicações nesses três tipos de sensores. No entanto, não são encontrados dados suficientes que possam cumprir as exigências de projeto para os seus desenvolvimentos. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi o estudo da dispersão eletromagnética dessas cerâmicas. Foram confeccionadas amostras de ferrita de cobalto em três diferentes temperaturas de sinterização: 1100 C, 1200 C e 1300 C. Medidas de DRX dessas amostras confirmaram a presença da esperada estrutura espinélio inverso. Foram realizadas medidas de permeabilidade magnética ( ) e da permissividade elétrica ( ), na faixa de frequência de 50 MHz a 5 GHz. Foi possível determinar a influência da temperatura de sinterização nas frequências de relaxação das amostras, cujos valores encontrados foram 3,35 GHz, 2,51 GHz e 2,92 GHz, respectivamente. O valor de foi menor que 2, e o valor de foi menor que 13. As perdas magnéticas ( ) foram desprezíveis, e as perdas dielétricas ( ) atingiram 12,07. A curva de dispersão dielétrica das amostras apresentou um comportamento típico de resposta de relaxação de Debye. Também são apresentadas curvas de histerese e medidas de magnetostricção.

Esta dissertação apresenta uma configuração experimental para medida do espectro de detecção de fotodetectores a poços quânticos que operem na faixa do infravermelho do espectro eletromagnético, nos comprimentos de onda entre 0,7 ?m e 15 ?m. Foram empregados 23 equipamentos diferentes, visando obter a espectroscopia de fotocorrente gerada por fotodetectores com uma resolução de 2 fA, em um ambiente com pressão inferior a 10-3 torr, com temperaturas entre 10 K e 100 K, com a aplicação de diferentes tensões de polarização e com resolução espectral de 1nm. Para realização das medidas foi utilizado um fotodetector a poços quânticos (QWIP) capaz de detectar comprimentos de onda nas faixas do infravermelho próximo (NIR), médio (MWIR) e distante (LWIR), simultaneamente. O arranjo experimental proposto é capaz de gerar radiação na faixa desejada, difratar nos comprimentos de onda de interesse, direcionar a radiação aos detectores, amplificar o sinal gerado pelos detectores e comparar as medidas de fotocorrente obtidas. Os resultados obtidos demonstraram elevada concordância com os modelos teóricos existentes na literatura. O domínio sobre as técnicas de caracterização de sensores é fundamental para independência tecnológica da Força Aérea Brasileira na medida em que possibilita a compreensão e adequada utilização dos diferentes dispositivos operacionais empregados.

Sistemas eletrônicos embarcados de satélites sofrem grandes cargas de radiações ionizantes, afetando diretamente o silício, criando alta probabilidade de falhas no sistema, advindos de panes transientes e permanentes nos circuitos integrados. Devido ao ambiente hostil em que operam sistemas embarcados espaciais, soluções de robustez são necessárias para o aumento da tolerância a falhas. Neste cenário, a detecção de falhas ajuda o sistema a tomar atitudes de emergência para que a operação não seja prejudicada por completo, nestes casos, consideradas catastróficas, devido o elevado custo associado ao desenvolvimento e produto. Este trabalho tem a finalidade propor uma técnica para sistemas embarcados de tempo real, que possa ser capaz de detectar falhas no nível de tarefas, especificamente com a utilização do Kernel de Tempo Real para Sistemas Multiprocessadores - RTEMS. A técnica proposta foi baseada no projeto de satélite universitário ITASAT, que propõe na arquitetura de hardware um processador operacional em conjunto com um redundante a frio (cold standby). Esses processadores são supervisionados por um arbitrador, ou seja, um terceiro processador que em caso de falha do processador nominal, deve tomar a decisão de entrar em modo emergencial ou acionar o processador redundante. Sistemas Embarcados de Tempo Real utilizam-se de algoritmos de escalonamento que definem a próxima tarefa a ser executada. Essas tarefas podem possuir deadlines rígidos ou moderados. Falhas em tarefas com períodos rígidos ocasionam a perda do sistema por completo. O kernel de tempo real RTEMS é dotado de uma estrutura de dados que possui os dados mínimos das tarefas, para que possam ser executadas e escalonadas corretamente. Estes dados podem ser externalizados por hardware através de portas de E/S na ocasião do chaveamento de contexto, que ocorre em toda troca de tarefa na CPU (troca de contexto). Propõe-se nesse trabalho a captação desses dados para efetuar análises de detecção de falhas, através do comportamento das tarefas que estão sendo executadas no sistema em tempo real.

Durante a investigação de um acidente aeronáutico, inúmeras informações relacionadas à aeronave, ao controle do espaço aéreo e ao local da ocorrência são colhidas com a finalidade de ajudar os investigadores a descobrir as causas que levaram ao acidente. O presente trabalho tem o objetivo de demonstrar as aplicações da utilização de imagens como método auxiliar de investigação de acidentes aeronáuticos. Apesar de uma recomendação de segurança ter sugerido a criação de um dispositivo padrão de gravação de vídeo resistente a acidentes no relatório de investigação do incidente do voo 105 da UsAir, ocorrido em 1989, e mesmo tendo figurado entre a lista das inovações mais desejadas" (NTSB - Most Wanted List) da NTSB desde 2002, até a data de publicação desta dissertação um equipamento de gravação de vídeo e imagens não havia se tornado item de série na aviação comercial. Após uma revisão detalhada da literatura, sobre equipamentos de gravação de voo e acidentes aeronáuticos, e apresentado um estudo de caso envolvendo acidentes que utilizaram informações registradas por câmeras fotográficas e câmeras de vídeo como ferramenta de investigação de acidentes. Propõem-se também procedimentos para: a) localizar convenientemente as câmeras, de modo a fornecer grande cobertura; b) extrair informações relevantes das imagens para os investigadores de acidentes; c) utilizar simuladores de voo para localização das câmeras.

É apresentado um procedimento para a definição de sistemas de iluminação de emergência aeronáuticos que utilizam tecnologias inovadoras e não convencionais. O procedimento é aplicado à escolha do sistema de iluminação de emergência que utiliza tecnologia sem-fio. São considerados aspectos técnicos e econômicos, processo de certificação, maturidade do sistema, manutenção e instalação. O objeto de estudo faz parte de uma aeronave regional hipotética de 70 a 80 passageiros denominada MRJ-07, também serão analisadas mais três aeronaves denominadas NRJ-07, CRJ-07 e BRJ-07. O procedimento é aplicado para identificar e determinar as vantagens e desvantagens do sistema inovador em relação ao sistema convencional, atualmente utilizado na indústria aeronáutica.

É apresentado um projeto de implementação de sistema de vídeo de alta definição para uma aeronave executiva "Super midsize". São apresentados, inicialmente, uma análise sucinta do mercado de aviação executiva e das aeronaves que o compõem, e os fundamentos de vídeo e seus padrões. Um sistema de distribuição de vídeo típico de uma aeronave executiva "Super midsize" é detalhado, levando-se em consideração tanto os equipamentos que o formam quanto os aspectos relacionados à sua instalação. Por fim, uma arquitetura de sistema de distribuição de vídeo de alta definição é definida, com detalhamento de cada um dos componentes que formam esse sistema. Para a aeronave estudada, a aplicação do procedimento proposto resulta na indicação de transmissão SDTV para os monitores menores que vinte polegadas, na indicação de transmissão HDTV para os monitores maiores que vinte polegadas e na recomendação de uso de interface de vídeo de alta definição HD-SDI por mostrar maior adequação às limitações impostas pelo encaminhamento da cablagem, pela taxa de bits necessária e pela comunalidade com o cabo coaxial 75O.