A sincronização de imagens é um problema inerente às modalidades de imagens médicas que envolvam órgãos com movimentos quase-periódicos, como o coração. Assim, durante a aquisição de imagens de ultra-som intravascular (USIV) com pullback automático, tem-se a interferência do movimento cardíaco. Isto é visível observando-se um corte longitudinal da seqüência, pois há presença de um artefato característico tipo "dente-de-serra". Acredita-se que este é devido ao movimento do referencial de aquisição das imagens (cateter) com relação ao objeto de estudo (as coronárias). O objetivo deste trabalho é obter imagens que estejam em fase com o ciclo cardíaco, de forma que torne possível uma reconstrução tridimensional da coronária sem esta interferência de movimento baseando-se somente nas características da própria seqüência de imagens. Isto é importante, pois a maioria dos exames deste tipo não possui nenhum sinal adicional como o eletrocardiograma - ECG. A partir das imagens, extraíram-se sinais com diferentes abordagens que contêm informação sobre a quase-periodicidade da seqüência de quadros. Estes foram calculados a partir da média de intensidade da imagem (AI), diferença de intensidade média (AID), correlação cruzada (CoefCross) e informação mútua (MI) entre duas imagens consecutivas. Analisaram-se os sinais primeiramente em imagens simuladas, as quais foram testadas em diferentes condições de ruído speckle, contraste e características de paciente. Posteriormente, a metodologia foi testada em um exame real, e comparadas com a referência (ECG). De forma geral, para as imagens simuladas obtiveram-se bons resultados para todos os tipos de sinal (AI, AID, CoefCross e MI), com desempenhos robustos, acima de 95,0% de verdadeiros positivos e 2,3% de falsos positivos. E, para imagens reais, houve bons resultados para os sinais CoefCross e MI, com 97,4% de verdadeiros positivos e 2,5% de falsos positivos. A metodologia também se mostrou independente de parâmetros livres como limiares. Em trabalhos futuros, a metodologia pode ser testada em mais casos reais.

Com o início do projeto do satélite universitário ITASAT tornaram-se necessárias pesquisas sobre os diversos subsistemas que compõem um satélite, entre elas a área de suprimento de energia. Esta dissertação procura apresentar um estudo sobre unidades de controle de potência utilizadas no suprimento de energia de satélites que têm a energia solar, através da conversão fotovoltaica, como fonte de energia. Após uma breve revisão dos subsistemas e da história dos satélites, são apresentadas e analisadas as duas principais arquiteturas usadas para o controle de potência: Rastreamento da Potência de Pico (Peak Power Tracking - PPT) e Transferência Direta de Energia (Direct Energy Transfer - DET). O Sequential Switching Shunt Series Regulator (S4R), topologia analisada neste trabalho, é baseado na arquitetura DET e dois modelos foram gerados para sua análise. O primeiro modelo, usado em simulações com o software SPICE, obtém-se a partir do método Switch Network. O segundo modelo é obtido através do método State Space Averaging e é usado em simulações com o software MATLAB. São mostrados e comparados os resultados das simulações e os resultados experimentais, obtidos com o protótipo de um Regulador Shunt Chaveado e com o protótipo do S4R. Por último, concluí-se que o Sequential Switching Shunt Series Regulator é uma solução viável e eficaz para o controle de potência em unidades de suprimento de energia de satélites como o satélite universitário ITASAT.

Fractal traffic models capture uniquely statistical scaling characteristics and the burstiness of the real network traffic. The impact of such traffic models on existing networks has been studied extensively in the related literature and the relevance of such analysis to dimension the necessary resources and evaluate correctly the performance of these systems using computational simulation is well-known. On the other hand, the project of network algorithms already taking into account these models possesses several open issues due to the constant evolving network technologies. The design of high-speed networks considering fractal traffic models is the objective of this work and in order to illustrate the extension of the universe of possible applications, several different network scenarios were chosen: traffic monitoring applied to an intrusion detection system, traffic regulation to maintain the necessary quality of service in a domain according to some service level agreement, arriving traffic conformation at the entrance of an optical network domain and the planning of the necessary bandwidth for a satellite-based network carrying Internet traffic. In this work, important contributions were obtained for the previous enumerated scenarios: statistical process controls to monitor fractal sequences were developed; the leaky bucket, a traditional traffic regulator, was extended to be able to deal with fractal traffic; approaches to plan burst assembly algorithms, a class of traffic shaping mechanisms of optical burst switching networks, were introduced for the case when the incoming traffic is fractal and an estimative of the necessary bandwidth of a satellite-based demand-assignment multiple access system receiving fractal traffic at its entrance was obtained. All the presented results were theoretically and numerically studied. The results show the superior performance of the proposed solutions compared with existent techniques when the local traffic is fractal.

O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um processo semi-automático para identificação de Membros de Referência (MR) em imagens hiperespectrais. O processo faz inicialmente a triagem das amostras espectrais gerando um conjunto de amostras candidatas a MR. A triagem consiste em: determinar uma vizinhança espacialmente uniforme em torno da amostra espectral, rejeitar amostras cujos espectros na vizinhança uniforme não são homogêneos, rejeitar amostras que não formam um contexto uniforme e homogêneo com outras amostras e rejeitar amostras redundantes. As amostras espectrais candidatas a MR, consideradas uniformes, homogêneas, pertencentes a um contexto e pouco redundantes, são submetidas a um processo de busca dos MR, que utiliza o conceito de entropia, proposto neste trabalho, como medida de similaridade espectral, em conjunto com a Distância Euclidiana e a medida de Coerência entre os espectros. Propõe-se ainda dois limitantes superiores para o número máximo de MR presentes em uma imagem hiperespectral, utilizando-se o conceito de amostras espectrais bem configuradas e um valor de entropia mínima permissível, entre amostras. Foi implementado com o aplicativo computacional IDL um processador que realiza todas as funções propostas. Os métodos apresentados são testados, com êxito, em imagens hiperespectrais do sensor aerotransportado AVIRIS (Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer) do JPL.

No trabalho descreve-se a formação de imagens de um Radar de Abertura Sintética (SAR) e o conceito de imagem SAR polarimétrica. Avaliam-se as medidas de Entropia, Anisotropia, Ângulos Alfa e Beta calculados a partir de diferentes formas de representação do vetor de espalhamento, obtidos a partir da matriz de espalhamento dos alvos. Propõe-se a medida da Sub-Entropia como alternativa da medida de Anisotropia, que pode ser utilizada isoladamente ou em conjunto com a Anisotropia. O uso da Sub-Entropia em conjunto com a Anisotropia propicia um melhor realce no processo de análise de mecanismos espalhadores secundários presentes nas imagens SAR polarimétricas. Utiliza-se na avaliação do trabalho realizado imagens polarimétricas SAR, na Banda L, do sensor ESAR do Instituto de Microondas e Radar do Centro Alemão de Pesquisa Aeroespacial (DLR).

Nesse trabalho são avaliadas antenas impressas e de microfita, linearmente e circularmente polarizadas, objetivando empregá-las em sistemas de comunicações móveis. Contrapondo a tendência usual de se utilizar laminados de microondas importados de baixas perdas, porém excessivamente caros para os padrões nacionais, optou-se pela sua substituição, sempre que possível, por material mais barato e de fabricação nacional, porém com perdas acentuadas. Para viabilizar esta opção, problemas de engenharia, como o aumento da eficiência de irradiação em materiais com perdas elevadas e técnicas de compensação da reatância de entrada de antenas espessas alimentadas por pontas de prova coaxiais, tiveram que ser abordados. Como resultado, diversas antenas com desempenhos elétricos muito bons foram desenvolvidas. Inicialmente é estabelecida uma nova estratégia para o projeto de antenas de microfita linearmente polarizadas, excitadas por pontas de prova coaxiais. O modelo da linha de transmissão é utilizado na formalização desta estratégia. Em seguida é realizado um estudo, agora com auxílio do método da cavidade ressonante, da eficiência de irradiação dessas antenas, concluindo pela possibilidade de se construir irradiadores em substratos com perdas elevadas e eficiência de irradiação aceitável, desde que espessos. Este fato aumenta substancialmente a reatância indutiva da impedância de entrada de antenas linearmente polarizadas ou não. Para contornar esse problema, diversas soluções são consideradas. No caso de antenas circularmente polarizadas, o capacitor impresso com ranhura fractal e a geometria retangular com cantos truncados são duas importantes soluções. Esta última resolveu, de forma original, o problema relacionado ao casamento da antena espessa, que há muito vinha dificultando a sua utilização. Esta é, portanto, uma importante contribuição ao desenvolvimento de antenas espessas, sejam elas de baixo custo ou não. As antenas impressas também são analisadas para aplicações específicas do sistema GSM/GPRS. Monopolo impresso e rede Yagi-Uda destes elementos são avaliados. Em ambos os casos, a ênfase recai em estruturas faixa-larga. Resultados experimentais para diagramas de irradiação e impedâncias de entrada das antenas projetadas, são apresentados e discutidos. Aborda-se também um método de medição da eficiência de irradiação de antenas de microfita circularmente polarizadas.

Em todo desenvolvimento, seja ele eletrônico ou não, existe sempre a necessidade de realização de testes, com o objetivo de avaliar, validar e aperfeiçoar o sistema projetado. Os sistemas de telemetria permitem observar as mais diversas fontes de dados à distância, onde o acompanhamento de determinadas características de um equipamento possa ser realizado diretamente no ambiente onde ele será utilizado. Apesar de ser grande a aplicação dos sistemas de telemetria, o custo de equipamentos utilizados para este fim é normalmente muito elevado. Este trabalho apresenta uma solução que atende aplicações específicas de sistemas de telemetria visando um baixo custo de implementação. Como exemplo, é apresentado o caso de um sistema desenvolvido para a indústria de defesa.

Neste trabalho é feito um estudo comparativo entre dois algoritmos de identificação de estrelas desenvolvidos para um sensor de estrelas autônomo de campo largo em projeto no INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. A comparação é realizada com base nas especificações técnicas deste sensor de estrelas, cujas principais características são: campo de visada quadrado de 25,5 x 25,5 , matriz fotodetectora de 1024 1024 pixels de tecnologia CMOS-APS e precisão na determinação de atitude de segundos de arco. Esta comparação teve como objetivo validar, em parte, a arquitetura de hardware escolhida para o sensor de estrelas, assim como verificar os pontos fortes e fraquezas de cada um dos algoritmos de identificação de estrelas testados, possibilitando melhorias futuras. Foram realizadas várias simulações por computador com os algoritmos sob teste, tanto através de um computador pessoal compatível com IBM-PC, como através de um simulador capaz de executar código compilado para o processador escolhido para o sensor estelar. Foram avaliados itens como taxa de sucesso, taxa de identificações errôneas, tempo de execução e quantidade de memória utilizada. Foi também realizado um estudo preliminar sobre a influência da área do campo de visada no desempenho dos algoritmos testados, através do uso de um campo de visada reduzido de 20 x 20 .

This thesis presents the modeling, design, fabrication and characterization of a quantum well infrared photodetector (QWIP) capable of detecting near infrared (NIR), mid wavelength infrared (MWIR) and long wavelength infrared (LWIR), simultaneously. The NIR detection was achieved using interband transition while MWIR and LWIR were based on intersubband transition in the conduction band. The quantum-well structure was modeled by solving self-consistently the Schrödinger and Poisson equations with the help of the shooting method. A sample with three different stacks of quantum wells formed by different configurations of GaAs, AlGaAs and InGaAs, separated by n-doped GaAs contact layers was grown on a semi-insulated GaAs substrate using MBE (Molecular Beam Epitaxy). Intersubband absorption in the sample was measured for the MWIR and LWIR using Fourier transform spectroscopy (FTIR) and the measured peak positions were found at 5.3 and 8.7 ?m, respectively which are within 5% of the theoretical values, indicating the good accuracy of the self-consistent model. The test photodetectors were fabricated using a standard photolithography process with exposed middle contacts to allow separate bias and readout of signals from the three wavelength bands. A 45 degree facet was polished to allow light coupling. Performance analyses were conducted in order to obtain the I-V characteristics, responsivity and detectivity of each detection band. The background-limited infrared performance (BLIP) for the LWIR quantum wells shows an upper operating temperature of about 70 K, limiting the overall device. Photocurrent spectroscopy was performed and gave three peaks at 0.84, 5.0 and 8.5 m wavelengths with approximately 0.5, 0.03 and 0.13 A/W peak responsivities for NIR, MWIR and LWIR bands, respectively. Estimated peak detectivities, limited by the number of quantum well repetitions, are 140, 1.6 and 1.2x109 cm.Hz1/2/W for NIR, MWIR and LWIR, respectively. The overall results demonstrate the possibility of detection of widely separated wavelength bands, in a single pixel device, using interband and intersubband transitions in quantum wells.

As contramedidas eletrônicas são de suma importância para a proteção das aeronaves numa missão, sendo o chaff a mais antiga e ainda hoje uma das mais utilizadas das contramedidas. Radares equipados com MTI podem reduzir significativamente a efetividade do chaff. Uma simulação foi realizada para observar quais parâmetros, dentre alguns selecionados, teriam uma influência maior no sinal eco do chaff, de forma que estes poderiam ser manipulados para produzirem um retorno mais eficiente ou menos eficiente contra radares que utilizem MTI. Isto significa que alterando estes parâmetros ée possível fazer com que o sinal eco do chaff seja menos atenuado pelo MTI, uma característica importante sob o ponto de vista da contramedida, ou mesmo que sofra uma maior atenuação, que seria interesse do operador do radar.