This work presents the theory, methodology and algorithms used for the development and implementation of a SAR (Synthetic Aperture Radar) Geocoding Processor to correct geometric distortions inherent in the SAR image data formation process. The development of the SAR Geocoding Processor was carried out based on the range-Doppler approach of the SAR image formation together with the geodetic and cartographic foundations to describe the terrain model. The developed SAR Geocoding Processor was implemented in software. Different SAR images (from airborne and spaceborne SAR systems) were geocoded to test the effectiveness of the processor in geocoding and evaluate the accuracy of the geocoded SAR images through ground control points. It was also performed a geocoding and classification, to detect natural and man-made features, of an image obtained during the test phase of the SIVAM Synthetic Aperture Radar (SAR). The classification method was developed in this work.

Avalia-se o desempenho do filtro de Textura Weibull proposto por Fernandes [1993a, 1998

Nesse trabalho são avaliadas antenas de microfita moderadamente espessas, linearmente e circularmente polarizadas, objetivando empregá-las em redes de antenas com apontamento de feixe, controle de lóbulos secundários e diretividade. O emprego de substratos eletricamente espessos se dá por dois motivos fundamentais. O primeiro advém da necessidade de se construir antenas de baixo custo em material nacional (FR4), que apresenta perdas muito maiores do que os laminados de micro-ondas importados. O segundo motivo é proveniente da necessidade de se obter irradiadores com larga faixa de passagem. Por se tratar de antenas alimentadas por pontas de prova coaxiais, técnicas de compensação da reatância de entrada e controle da polarização cruzada são apresentadas para diferentes tipos de irradiadores, incluindo os projetados com tecnologia SIW (Substrate Integrated Waveguide). No estudo das redes compostas por esses elementos, atenção especial é dedicada ao desenvolvimento de algoritmos para controle dos lóbulos secundários, especialmente no caso de redes circularmente polarizadas que apresentam elementos com diagramas diferentes e com mais de uma componente de campo (E e E são diferentes de zero). O controle da diretividade quando do apontamento do feixe principal também é considerado. Com o intuito de validar os estudos supracitados, projetos de elementos linearmente e circularmente polarizados são realizados com auxílio de simuladores eletromagnéticos. Em sequência, uma detalhada análise do acoplamento mútuo é realizada, resultando em uma estratégia de projeto de redes compostas por esses irradiadores. Resultados experimentais, em concordância com as previsões teóricas, demonstram a potencialidade das estratégias utilizadas no projeto e construção de antenas moderadamente espessas alimentadas por pontas de prova coaxiais.

Este trabalho propõe uma nova metodologia para a seleção de estrutura de modelos polinomiais NARMAX (modelo não-linear autorregressivo com média móvel e saídas exógenas) para sistemas não-lineares. Ela baseia-se em uma análise compartimentada, possibilitando assim uma melhor avaliação da contribuição de cada grupo de regressores na explicação dos fenômenos dinâmicos do sistema. Inicialmente, aplica-se um sinal multissenoidal ímpar-ímpar que permite a classificação das não-linearidades do sistema. Com a utilização do conceito de ortogonalidade na freqüência proposto neste trabalho, os regressores são ainda classificados e agrupados conforme suas características e cada grupo é analisado separadamente. Isso reduz a influência entre regressores de grupos distintos, favorecendo a seleção dos regressores não-lineares. Ademais, a técnica permite ainda que cada grupo seja analisado em apenas algumas raias de frequência, resultando em um procedimento numérico mais atraente, pois foca a análise apenas na região do espectro onde há de fato informação útil. A técnica se mostrou bastante eficiente para o tratamento dos exemplos de aplicação apresentados ao longo do texto.

O estudo das propriedades eletromagnéticas dos materiais, aplicáveis em sensores e blindagens espaciais e aeronáuticas, sob diversas condições ambientais, é necessário para garantir a sua perfeita funcionalidade, conforme estabelecida no projeto. Os Laboratórios de Sistemas Eletromagnéticos (LSE) e de Materiais Eletromagnéticos (LME), do Instituto de Estudos Avançados (IEAv), possuem infra-estruturas para o desenvolvimento e a pesquisa de RADOMEs (Radar Dome - Blindagem para alojamento do sistema de radar) e, atualmente, um dos principais focos dos trabalhos desenvolvidos pelos pesquisadores do LSE é a síntese de cerâmicas eletromagnéticas com esta finalidade, buscando a inovação ao desenvolver esta blindagem com materiais não convencionais, que empregam o aluminossilicato. Dessa forma, o objetivo geral deste trabalho foi estudar a síntese de hexaferrita de Co-Ba do tipo Z (Ba3Co2Fe24O41), visando a sua aplicação como RADOME. Foram fabricadas amostras de hexaferritas do tipo Z por dois diferentes tempos de sinterização: 6 e 24 horas. As ferritas de 6 e 24 horas foram confeccionadas utilizando o método cerâmico convencional, ou reação do estado sólido. As micrografias das microestruturas obtidas mostraram uma formação de grãos heterogêneos, para ambas as amostras, e os difratogramas de Raio X (DRX) mostraram a formação de estruturas secundárias (Co2W e Co2Y). As análises de energias dispersivas (EDS) mostraram valores de percentagem molar para cada elemento próximos aos teóricos. As dispersões de permeabilidade e permissividade complexas ( * e *) foram obtidas na faixa de 40 Hz a 13,5 GHz. O estudo da refletividade foi importante para definir a espessura de confecção de amostras em forma de placas com refletividade nula. Para amostras sinterizadas por 6 horas, a espessura ideal foi de 5 mm, enquanto a amostra com 24 horas de sinterização foi de 6 mm espessura.

A dissertação apresenta os estudos teóricos e experimentais de uma estrutura periódica de fios metálicos paralelos que simula um dielétrico artificial que é instalado em uma antena corneta na faixa de operação de 8,2 - 12,4 GHz (banda X). São destacados os conceitos eletromagnéticos de uma estrutura periódica e os efeitos produzidos na propagação de ondas eletromagnéticas. Baseando-se nos conceitos de matemateriais, são examinados os fenômenos eletromagnéticos que se manifestam na estrutura artificial, e em seguida desenvolve-se uma aplicação conforme especificações requeridas. O conceito principal de estruturas periódicas pôde ser observado através das ressonâncias na banda de passagem, bem como da atenuação na banda proibida (banda de Bragg). Em seguida foram feitas várias simulações da estrutura artificial de fios metálicos projetada e da antena na qual foi instalada a estrutura. Através dessas simulações eletromagnéticas foram observadas as intensidades de campo que se propagam na estrutura para diferentes faixas de frequência na banda X. Foram realizadas medidas comparativas da antena corneta empregando a estrutura de fios metálicos paralelos e de uma antena padrão, em que são demonstradas as alterações em suas funcionalidades. Deste modo, o objetivo principal do trabalho consiste em verificar por experimentos em banda X os efeitos de estruturas artificiais formadas por arranjos periódicos de fios condutores instalados em uma antena padrão.

Controladores baseados em Máquinas de Estados Finitos (MEF) são muito empregadas para projetos de unidades de controle. Porém devido aos requisitos relacionados aos sistemas assíncronos, como necessidade de tratamento de hazards e corridas críticas, sistemas do paradigma síncrono são mais utilizados. Nesta tese, uma metodologia de projeto para controladores com relógio local é proposta. O método de relógio local reduz os requisitos da lógica assíncrona e a viabiliza para síntese em dispositivos lógicos programáveis. Este método é caracterizado pelas maiores vantagens de ambos os paradigmas, síncrono e assíncrono. A principal vantagem de um controlador síncrono é sua robustez contra hazards e corridas, porém seu maior problema é a energia gasta na geração de um sinal de relógio periódico e também energia perdida em bordas não utilizadas. Neste estilo de projeto, uma função de relógio local é gerada, assincronamente, somente quando uma variável de entrada ativar uma mudança de estado. É proposta uma ferramenta de síntese automática, chamada Sicarelo (Síntese Automática de Controladores Assíncronos de Relógio Local), que sintetiza controladores BM (Modo Rajada) e XBM (Modo Rajada Estendido) de forma otimizada. O método apresentado soluciona os conflitos de forma eficiente utilizando Algoritmo Genético, conforme apresentado nesta dissertação.

Este trabalho trata da geração de micro-ondas objetivando a implementação futura de fontes de sinais de alta frequência. Após uma breve discussão sobre osciladores eletrônicos indicados para a geração de sinais elétricos até 100 GHz, é feita uma contextualização das técnicas de micro-ondas em fibras ópticas e suas aplicações, especialmente na geração de sinais de micro-ondas. A configuração de oscilador optoeletrônico definido é estabelecida a partir de um enlace de micro-ondas baseado em fibras ópticas mais uma malha de realimentação e seus fundamentos são discutidos. Os componentes e configurações do oscilador optoeletrônico são apresentados assim como as montagens. São apresentados resultados associados com a geração de sinais com frequências até 3 GHz e intensidade da ordem de + 5 dBm. Medidas de ruído de fase, largura de linha e estabilidade em frequência obtidas forneceram valores de -100 dB/Hz -100 kHz, > 1 kHz e 30 kHz. Os resultados permitem considerar um fator de qualidade Q da ordem de 106. Considerando uma configuração heterodina é apresentado o resultado do batimento do sinal gerado com uma fonte arbitrária (antena ou gerador) em uma montagem típica de estação remota resultando na translação do espectro de frequência de um sinal em 300 MHz com modulação AM de 200 kHz. Por último são apresentadas as conclusões, sugestões para trabalhos futuros relacionando o trabalho realizado com outras técnicas fotônicas de geração de sinais de micro-ondas.

A nanotecnologia é um dos campos da tecnologia mais em voga atualmente, tendo uma gama imensa de aplicações em campos tão amplos quanto a eletrônica, a medicina e a biologia, por exemplo. A nanotecnologia se baseia no uso de propriedades físicas e químicas únicas obtidas em sistemas de dimensões muito reduzidas chamados de nanoestruturas. Entre as nanoestruturas com maior potencial para novas aplicações na atualidade temos os nanofios. Nanofios são estruturas filamentares de diâmetros da ordem de nanômetros (tipicamente 5-100nm) e comprimentos geralmente da ordem de micrômetros que apresentam uma enorme variedade de aplicações como: transistores, portas lógicas e circuitos combinacionais (possibilitando o escalamento); lasers (com baixa corrente de limiar e menores larguras de linha); e sensores e catalisadores (aproveitando sua alta razão área/volume). Dentre os nanofios, particularmente destacamos os de nitreto de gálio (GaN). Nitretos são materiais com muitas aplicações nos dias atuais, destacando-se especialmente toda opto-eletrônica na faixa azul e ultra-violeta do espectro eletromagnético. Além disso, nanofios de nitretos têm ainda vantagens extras devido ao seu alto gap, alta estabilidade estrutural, baixas correntes de fuga, estabilidade à radiação e robustez mecânica. Neste trabalho simulamos computacionalmente nanofios de GaN, com o diferencial de usarmos um método teórico desenvolvido pelo próprio GMSN (Grupo de Materiais Semicondutores e Nanotecnologia - ITA): o método LDA-1/2. Este método corrige a deficiência da teoria padrão usada em simulações, a Teoria do Funcional da Densidade (DFT em inglês), especialmente na predição do gap de energia ( parâmetro fundamental do material para aplicações em optoeletrônica). Obtivemos como principal resultado a variação da energia de gap com o diâmetro de fios puros e passivados com H. No entanto, embora os resultados sejam corrigidos com relação ao DFT padrão, notamos que a metodologia ainda não é completa, especialmente para o caso de fios pouco espessos em que o confinamento é intenso. Apesar disto, consideramos este trabalho com um passo inicial na solução do complexo problema da obtenção de propriedades eletrônicas mais realísticas em nanoestruturas. Isto ocorre pela grande vantagem do baixo custo computacional da metodologia empregada, que pode permitir a obtenção de uma estrutura eletrônica mais confiável no estudo de sistemas complexos envolvendo nanofios como impurezas, ligas e interfaces.

Este trabalho está organizado com o objetivo de apresentar um estudo teórico e experimental do enlace de sinais analógicos de RF por fibra óptica empregando técnica de multiplexagem por divisão de comprimento de onda (WDM) sem amplificação. Este enlace apresenta uma arquitetura utilizando moduladores eletro-ópticos do tipo Mach-Zehnder e multiplexadores/demultiplexadores do tipo Arrayed Waveguide Grating (AWG). O emprego deste enlace a fibra óptica visa à transmissão de sinais de RF às antenas remotamente localizadas em relação à estação geradora do sinal, distribuição de sinais de RF e recepção de sinais de RF de um parque de antenas distribuídas remotamente da estação de análise de sinais. Realizou-se uma análise de alguns dos parâmetros de desempenho do enlace, bem como de alguns efeitos que o afetam. Esta análise se pautou em cálculos referentes às características individuais dos diversos componentes que integram o sistema. Posteriormente, foi implementada a verificação e validação dos cálculos com base em medições feitas no Laboratório de Guerra Eletrônica do ITA. Estes cálculos se basearam em fundamentos teóricos sobre alguns fenômenos físicos presentes nos dispositivos empregados neste tipo de enlace WDM passivo. Estes fenômenos são a propagação da onda eletromagnética em meios anisotrópicos e não lineares, efeito eletro-óptico, linearidade de moduladores, multiplexagem óptica no AWG, perdas por inserção e diafonia. Foram propostas arquiteturas de enlaces passivos do tipo WDM NxN (com o demutiplexador) e do tipo WDM Nx1 (sem o demutiplexador). Respeitaram-se as características individuais dos componentes constituintes do enlace e as condições de operação do sistema, tais como a tensão de polarização, a influência da intensidade do sinal óptico na fibra óptica e a influência do meio óptico no sinal de RF modulado acoplado a fibra óptica e convertido no fotodetector. Empregaram-se os parâmetros S para análise do sistema. As formulações matemáticas para o cálculo do ganho de potência do sinal de RF no enlace foram discutidas e inter-relacionadas. Estas formulações matemáticas dão origem ao método com reduzidas quantidades de simplificações aplicando o teorema de Graf e ao método para pequenos sinais. Foram também abordados os efeitos de distorção harmônica inerentes ao processo de modulação do sinal óptico e os efeitos que a dispersão no meio de propagação óptica produzem no sinal de RF de saída do enlace, bem como os limites de potência para evitar os efeitos não lineares na fibra óptica. Verificou-se em laboratório a consistência do método de cálculo do ganho de potência de RF que emprega o teorema de Graf. Foram apresentas algumas aplicações do enlace de sinais analógico de RF a fibra óptica com o emprego de WDM, sem amplificação óptica, em geração de sinais em raias de cenários de GE simulados, em recepção remota de sinais (tanto para fins militares como civis) e em distribuição de sinais a bordo de navios.