Blendas poliméricas de PAni dopada com ácido dodecilbenzeno sulfônico (PANI-DBSA) e copolímero etileno-propileno-monômero dieno desvulcanizado por microondas (dEPDM) foram obtidas por processo mecânico em diferentes concentrações. Caracterizações físico-químicas, morfológicas e elétrica foram realizadas para analisar as blendas. Um estudo sobre a desvulcanização da borracha EPDM foi descrito. Os ensaios de DSC mostraram temperaturas de transição vítrea diferentes nas blendas indicando que os componentes poliméricos não são totalmente miscíveis, o que permite a formação de uma rede condutora (PANI-DBSA) na matriz isolante (dEPDM). As análises de FTIR indicaram uma interação basicamente física entre o polímero PANI-DBSA e o copolímero dEPDM. As análises de raios-X confirmaram a presença de uma fase cristalina no interior das blendas atribuída à PANI-DBSA. Os ensaios de TGA mostraram que a PAni-DBSA diminuiu, significativamente, a estabilidade térmica do dEPDM. As análises de DMTA apresentaram a diminuição do amortecimento do sistema ocasionado pela presença da PAni, que é mais rígida, no segmento flexível do EPDM; ou seja, a mobilidade da cadeia fica mais limitada. Finalmente, o estudo de condutividade elétrica das blendas foi realizado e como esperado, esta aumenta com a concentração de PANIDBSA nas blendas, e um baixo limite de percolação pode ser observado devido à condutividade ocorrer para baixas concentrações de material condutor (<20%). A condutividade máxima alcançada foi de, aproximadamente, 102 S/cm para a composição de 50% de PANI-DBSA em massa. / Polyaniline doped with dodecylbenzenesulfonic acid (PAni-DBSA) and ethylene-propylene-diene-monomer (EPDM) rubber devulcanizated by microwave (dEPDM) blends have been prepared by mechanical process. Flexible, free-standing and stretchable films have been obtained, which have been characterized by electrical conductivity measurements, FTIR, XRD, DSC, TGA, DMTA and SEM. Study about EPDM rubber devulcanization has been described. DSC analysis have showed different glass-transition temperatures in the blends and it has been observed that the compositions present enough compatibility to form a conductive network (PAni-DBSA) in the elastomeric matrix (dEPDM). By FTIR analysis, it has been noted that there was not modification about the spectrum of blends; therefore the interactions between the components were, basically, physics. X-ray analysis have confirmed the presence of a crystalline phase into the blends that is attributed by PAni-DBSA. TGA analysis have showed that the PAni-DBSA decreased significantly the rubber thermal stability. DMTA analysis have indicated that the system damping decreased according to the presence of PAni because of its stiffness. Finally, blends electric conductivity study has been carried out and as expected, the conductivity have increased with PAni-DBSA concentration in the blends and a low percolation threshold has been observed with the onset of conductivity occurring at lower concentrations of the conductive materials (<20%).

Considerando o potencial uso dos polímeros condutores como Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE), na faixa de microondas, vários estudos têm sido realizados. Dentre as principais características desses polímeros destacam-se a sua condutividade elétrica, que pode ser modelada, a baixa massa específica e a facilidade de processamento. A proposta deste trabalho envolve o desenvolvimento de MARE flexíveis e com baixa massa específica, visando novas aplicações, onde se faz necessário um transporte mais fácil e a redução de refletividade de alvos com geometrias complexas e de difícil acesso. Neste trabalho, tecidos e nãotecidos de PET, PAN, nylon, vidro e carbono foram impregnados com a polianilina (PAni), utilizando cinco diferentes técnicas de impregnação (denominadas de direta, in situ e baseadas em formulações com resinas de poliuretano (PU) e epóxi, respectivamente, e com o poli(ácido âmico)). Os resultados de refletividade, na faixa de freqüências de 8 a 12 GHz, mostram que os MARE obtidos apresentam bons valores de atenuação da radiação (90 a 99,9% de absorção) e baixa gramatura (<1000 g/m2). Análises morfológicas obtidas por MEV revelam aspectos típicos da profundidade de impregnação e das interfaces PAni-substratos. Dentre as técnicas avaliadas, observa-se que a relativa ao uso do poli(ácido âmico) apresenta os melhores resultados de dispersão da PAni. É também verificado que as técnicas in situ e com formulações de PU também apresentam resultados promissores. Os resultados obtidos também dão subsídios para compreender o comportamento da interação onda-matéria, de forma a permitir sugestões dos possíveis mecanismos dessa interação. Os comportamentos distintos de atenuação da radiação pelos MARE processados mostram que a condutividade elétrica está relacionada com a quantidade de polímero presente nos substratos e, também, que a atenuação da onda depende da estrutura intrínseca, do formato e da espessura do material suporte, além do tipo de configuração, no caso de absorvedores multicamadas.

Medidas de Seção Reta Radar (RCS) permitem determinar a área efetiva equivalente de um alvo, quando iluminado por uma onda de radar. Em outras palavras, é a razão entre a energia de uma onda eletromagnética irradiada por um radar, incidente em um alvo, e a energia espalhada pelo mesmo. Esse espalhamento pode ser monoestático, quando as ondas eletromagnéticas refletidas pelo alvo são medidas na mesma direção da fonte emissora (radar), ou biestático, quando as ondas refletidas são detectadas em outras direções. O fenômeno de espalhamento de ondas eletromagnéticas permite obter informações importantes sobre o alvo, tais como sua geometria e suas dimensões físicas. Este trabalho apresenta o estudo de otimização de um sistema de medidas de RCS de alvos de geometrias complexas (mísseis), com o desenvolvimento de um circuito discriminador de ruídos interferentes e, também, o estudo de redução da RCS dos alvos complexos pela aplicação de Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE). As medidas de RCS foram realizadas em campo fechado, na condição monoestática, utilizando uma câmara anecóica, na faixa de freqüências de 5 a 7 GHz (banda C) e de 8 a 12 GHz (banda X) e, também, na condição biestática, em ambiente aberto na banda X. O estudo da redução foi realizado pela aplicação de MARE à base de manta de silicone aditada com negro de fumo, desenvolvida na AMR/CTA. Resultados experimentais obtidos na caracterização de um setor de míssil nas bandas C e X, em câmara anecóica, mostram a complexidade envolvida na interpretação de diagramas de RCS de alvos complexos. O uso do circuito discriminador de ruídos, projetado e construído neste trabalho, melhora a resolução dos diagramas de RCS, com o aumento da sensibilidade das medidas de RCS em até 26 dB e da gama dinâmica de 25 dB para 50 dB. A aplicação de MARE no míssil promoveu uma redução de RCS de até 98%.

Determinadas campanhas de Ensaios em Vôo requerem suporte de telemetria, implementada por enlace ponto a ponto de microondas terrestre. Um sistema convencional de telemetria apresenta restrições quanto à banda de freqüência para transmissão, alcance e capacidade de aquisição de dados. Este trabalho de tese propõe um sistema de telemetria inovativo baseado em satcom que permite a operação em regiões de altas freqüências do espectro eletromagnético, que ainda apresentam maior disponibilidade, alcance virtualmente ilimitado entre aeronave e estação de solo e aumento da capacidade de aquisição de dados. Um sistema de telemetria via satélite, poderia permitir a aquisição de dados de ensaios em áreas desprovidas de recursos de comunicação e, através de telemetria simultânea, reduzir o tempo de conclusão de campanhas antecipando a entrada em serviço de novas aeronaves. Utilizando cálculos baseados em dados e características de equipamentos disponíveis no mercado, são apresentados subsídios para análise de viabilidade e confiabilidade de um sistema de telemetria baseado em comunicação via satélite.

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.

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.

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 tese apresenta a analise, teorica e experimental, da tecnica de interferometria optica aplicada na caracterizacao de microvibracoes em superficies de solidos. Na parte teorica, analisa-se configuracoes interferometricas homodinas e heterodinas dos tipos Zehnder e Michelson. As aplicabilidades destas configuracoes para caracterizacao de microvibracoes superficiais de naturezas transversal e longitudinal sao discutidas mediante uma formulacao matematica, desenvolvida nesta tese, que constitui uma sintese de trabalhos independentes apresentados por diversos autores. Na formulacao proposta, as microvibracoes sao geradas por ondas elasticas volumetricas incidentes na superficie de um solido nao transparente a radicacao optica. Nesta abordagem, eis os parametros relevantes da vibracao: amplitude, velocidade de propagacao, frequencia e orientacao de deslocamento das particulas. A sensibilidade do interferometro heterodino com relacao a amplitude de vibracao tambem e determinada. Na parte experimental, a configuracao interferometrica investigada e do tipo Mach-Zehnder, onde o feixe optico do braco sensor incide na superficie de um solido que suporta uma onda elastica volumetricagerada por transdutor piezoeletrico. Neste arranjo, utilizou-se um circuito PLL para demodulacao do sinal optico de saida do interferometro. Os resultados experimentais incluem ensaios com microvibracoes continuas e pulsadas. Atraves deles, foi possivel estimar parametroselasticos do material em boa concordancia com aqueles obtidos por tecnicas convencionais.

Neste trabalho foi implementado um amplificadorpara pequenos sinais e ambiente de 50 com largaura de faixa de 500 KHz a 1,5 GHz (11,5 oitavas) , baseando se em técnicas de circuitos discretos. Utilizando 2 MESFET';s de GaAs, redes de polarizaçãoindutivas e reais de casamento sem perdas o amplificador construído apresentou um gano médio se 27,5 dB com `ripple';de 1,5 dB e uma figura de ruídomenor que 2 dB para freqüência acima de 500 MHz e menor que 3 dBpara freqüências acima de 50 MHz. Os resultados experimentais obtidos demonstram a validade de procedimento utilizado para o projeto sendo conseguido um excelente desempenho em termos de ganho, largura de faixa e figura de ruído.

A condutividade elétrica intrínseca e a baixa massa específica são propriedades que tornam os polímeros condutores aditivos atraentes no desenvolvimento de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Na classe dos polímeros condutores, a polianilina (PAni) se destaca pelo fato de sua produção não requerer condições especiais e o custo médio dos reagentes ser baixo. No entanto, a disponibilidade comercial deste polímero, com propriedades definidas, ainda é insuficiente para atender aplicações com grandes demandas. Assim, este trabalho tem como objetivo o estudo da obtenção em escala piloto da PAni, com a máxima repetibilidade suas características físico-químicas, em apoio ao processamento de MARE com matriz de silicone. Resultados de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e difração de raios X mostram o sucesso da rota de síntese utilizada na escala piloto, com a obtenção de amostras de polímeros com características semelhantes. Dados de condutividade elétrica de diferentes lotes de PAni apresentam a mesma ordem de grandeza (3,96 a 5,63 x 10-3 S.cm-1), sendo que as variações dessa grandeza são atribuídas às mudanças não intencionais da temperatura do meio reacional (-3C a 5C). Amostras de MARE obtidas com matriz de silicone e os polímeros sintetizados em escala piloto mostram excelentes resultados de atenuação da radiação incidente (&gt;99,9%). Variações na máxima atenuação com a frequência estão atreladas com as diferentes espessuras das amostras de MARE processadas, como esperado.