Resumo não disponível.

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O uso de uma descrição cinética para analisar a propagação de ondas eletromagnéticas em um plasma empoeirado (dusty plasma) vem sendo desenvolvido ao longo dos últimos anos. À medida que a teoria é desenvolvida, novas aproximações são necessárias a fim de se obter resultados que descrevam melhor as observações. O objetivo de nosso trabalho é fazer um estudo a respeito das instabilidades em um plasma empoeirado, descrito por uma função de distribuição do tipo product-bi-kappa. Funções desse tipo podem ser úteis para aproximar de modo mais realista a forma das distribuições detectadas em plasmas espaciais, monitorados através de sondas e satélites. Entretanto, verifica-se que a maioria dos estudos já feitos envolvendo plasma convencional (composto de íons e elétrons, sem poeira) faziam uso de distribuições do tipo Maxwelliana e bi-Maxwelliana. Em decorrência disso, apresentamos primeiramente um amplo desenvolvimento na descrição cinética de instabilidades em plasma convencional usando distribuições do tipo product-bi-kappa, para só então prosseguir com a abordagem cinética de plasmas empoeirados, em que íons e elétrons podem ser descritos por distribuições não-térmicas do tipo product-bi-kappa. Instabilidades ion-cyclotron e ion firehose são o foco de nossos estudos. Análises numéricas a respeito da influência de anisotropias nas temperaturas de elétrons e íons nos mostraram que, com o uso de distribuições do tipo product-bi-kappa, ocorrem novas situações de instabilidades, bem como intensificação ou redução de instabilidades em situações já conhecidas como instáveis no caso de distribuições bi-Maxwellianas. Feita a análise a respeito da influência do tipo de partícula (elétrons ou íons), do tipo de anisotropia de temperatura e das relações entre as variáveis k e ? que aparecem na distribuição product-bi-kappa, iniciamos a etapa de inserção de grãos de poeira em nossa descrição e análise dessas mesmas influências em plasmas empoeirados. Nesse ponto, constatamos que o aumento da densidade numérica de particulas de poeira inseridas no plasma acarreta um enfraquecimento das instabilidades, visto através da diminuição do tamanho da região de números de onda que apresentam instabilidades e da redução das taxas de crescimento das instabilidades. / The use of a kinetic description to analyze the propagation of electromagnetic waves in a dusty plasma has been developed over the past years. As the theory is developed, new approaches are needed in order to obtain results that describe better the observations. The objective of the present work is a study regarding instabilities in a dusty plasma, with plasma particles described by a distribution function of type product-bikappa. Functions of this type may be useful to approximate more realistically the form of velocity distributions detected in space plasmas by probes and satellites. However, it is verified that the majority of the studies involving conventional plasma (consisting of ions and electrons without dust), usedMaxwellian and bi-Maxwellian distributions. Due to this reason, we start by presenting a comprehensive kinetic description of instabilities in conventional plasma, using product-bi-kappa distributions, and then proceed with a kinetic approach to the description of dusty plasmas, with ions and electrons described by the non-thermal product-bi-kappa distributions. Ion-cyclotron and ion firehose instabilities are at the focus of our studies. Numerical analyses about the influence of temperature anisotropies in electron and ion distributions have demonstrated that, with the use of product-bi-kappa distributions, new situations of instability occurr, as well as intensification or reduction of instabilities for situations which are already recognized as unstable in the case of bi-Maxwellian distributions. After analysis on the influence of the type of particle (electrons or ions), the type of temperature anisotropy and the relationship between the values of the k and ? constants which appear in the product-bi-kappadistribution, we have started to take into account the presence of dust grains in our description, and analyzed those influences in the case of dusty plasmas. At this point, we found that the increase of the number density of dust particles inserted into the plasma causes a weakening of instability, seen by decreasing size of the region of wavenumber which feature instability, and decrease of the magnitude of the growth rates of the instabilities.

O uso de uma descrição cinética para analisar a propagação de ondas eletromagnéticas em um plasma empoeirado (dusty plasma) vem sendo desenvolvido ao longo dos últimos anos. À medida que a teoria é desenvolvida, novas aproximações são necessárias a fim de se obter resultados que descrevam melhor as observações. O objetivo de nosso trabalho é fazer um estudo a respeito das instabilidades em um plasma empoeirado, descrito por uma função de distribuição do tipo product-bi-kappa. Funções desse tipo podem ser úteis para aproximar de modo mais realista a forma das distribuições detectadas em plasmas espaciais, monitorados através de sondas e satélites. Entretanto, verifica-se que a maioria dos estudos já feitos envolvendo plasma convencional (composto de íons e elétrons, sem poeira) faziam uso de distribuições do tipo Maxwelliana e bi-Maxwelliana. Em decorrência disso, apresentamos primeiramente um amplo desenvolvimento na descrição cinética de instabilidades em plasma convencional usando distribuições do tipo product-bi-kappa, para só então prosseguir com a abordagem cinética de plasmas empoeirados, em que íons e elétrons podem ser descritos por distribuições não-térmicas do tipo product-bi-kappa. Instabilidades ion-cyclotron e ion firehose são o foco de nossos estudos. Análises numéricas a respeito da influência de anisotropias nas temperaturas de elétrons e íons nos mostraram que, com o uso de distribuições do tipo product-bi-kappa, ocorrem novas situações de instabilidades, bem como intensificação ou redução de instabilidades em situações já conhecidas como instáveis no caso de distribuições bi-Maxwellianas. Feita a análise a respeito da influência do tipo de partícula (elétrons ou íons), do tipo de anisotropia de temperatura e das relações entre as variáveis k e ? que aparecem na distribuição product-bi-kappa, iniciamos a etapa de inserção de grãos de poeira em nossa descrição e análise dessas mesmas influências em plasmas empoeirados. Nesse ponto, constatamos que o aumento da densidade numérica de particulas de poeira inseridas no plasma acarreta um enfraquecimento das instabilidades, visto através da diminuição do tamanho da região de números de onda que apresentam instabilidades e da redução das taxas de crescimento das instabilidades. / The use of a kinetic description to analyze the propagation of electromagnetic waves in a dusty plasma has been developed over the past years. As the theory is developed, new approaches are needed in order to obtain results that describe better the observations. The objective of the present work is a study regarding instabilities in a dusty plasma, with plasma particles described by a distribution function of type product-bikappa. Functions of this type may be useful to approximate more realistically the form of velocity distributions detected in space plasmas by probes and satellites. However, it is verified that the majority of the studies involving conventional plasma (consisting of ions and electrons without dust), usedMaxwellian and bi-Maxwellian distributions. Due to this reason, we start by presenting a comprehensive kinetic description of instabilities in conventional plasma, using product-bi-kappa distributions, and then proceed with a kinetic approach to the description of dusty plasmas, with ions and electrons described by the non-thermal product-bi-kappa distributions. Ion-cyclotron and ion firehose instabilities are at the focus of our studies. Numerical analyses about the influence of temperature anisotropies in electron and ion distributions have demonstrated that, with the use of product-bi-kappa distributions, new situations of instability occurr, as well as intensification or reduction of instabilities for situations which are already recognized as unstable in the case of bi-Maxwellian distributions. After analysis on the influence of the type of particle (electrons or ions), the type of temperature anisotropy and the relationship between the values of the k and ? constants which appear in the product-bi-kappadistribution, we have started to take into account the presence of dust grains in our description, and analyzed those influences in the case of dusty plasmas. At this point, we found that the increase of the number density of dust particles inserted into the plasma causes a weakening of instability, seen by decreasing size of the region of wavenumber which feature instability, and decrease of the magnitude of the growth rates of the instabilities.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-07-07T17:40:49Z No. of bitstreams: 1 2015_AgostinhoLinharesdeSouzaFilho.pdf: 2502643 bytes, checksum: c67662a249c9e609ce753a7345ca7518 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-08-19T13:06:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AgostinhoLinharesdeSouzaFilho.pdf: 2502643 bytes, checksum: c67662a249c9e609ce753a7345ca7518 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-19T13:06:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AgostinhoLinharesdeSouzaFilho.pdf: 2502643 bytes, checksum: c67662a249c9e609ce753a7345ca7518 (MD5) / A proliferação de estações de radiocomunicação, em especial de estações radiobase, levantou uma preocupação mundial quanto aos possíveis efeitos à saúde associados aos campos eletromagnéticos radiados pelas antenas. Uma estação de radiocomunicação opera em conformidade às normas quando os valores de campos elétrico e magnético observados no ponto de máxima exposição atenderem aos limites estabelecidos. No caso de estação radiobase instalada em área ampla e aberta, esse ponto ocorre na direção de máxima radiação da antena e se localiza, usualmente, entre algumas dezenas a poucas centenas de metros de distância. Em ambientes urbanos que possuem relevante densidade predial, para a determinação do ponto de máxima exposição, é necessário utilizar o modelo que melhor reflita os mecanismos de propagação da onda eletromagnética. Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho é caracterizar o ambiente, do ponto de vista eletromagnético, de tal forma a auxiliar na avaliação da exposição humana a sinais de radiofrequência. A proposta leva em conta as características da antena do sistema radiante, como ângulo de meia-potência e lóbulos laterais; os mecanismos de propagação da onda eletromagnética, como visada direta, multipercurso e difração; e a representação da pessoa exposta. O objetivo específico é apresentar uma metodologia consistente, que identifique o local de máxima exposição, a fim de auxiliar na avaliação da conformidade de uma estação de radiocomunicação em relação aos limites de exposição humana a campos eletromagnéticos. O propósito é definir criteriosamente os pontos de medições em qualquer ambiente, urbano ou não, para que seja realizada a adequada avaliação da conformidade. A precisão da técnica é demonstrada por meio da aplicação da proposta em cenários simulados e reais. Embora o foco do trabalho seja as estações radiobase, a metodologia é geral e pode ser utilizada, por exemplo, na avaliação de sistemas de radiodifusão. O estudo sobre possíveis efeitos adversos à saúde está fora do escopo deste trabalho.

O uso de uma descrição cinética para analisar a propagação de ondas eletromagnéticas em um plasma empoeirado (dusty plasma) vem sendo desenvolvido ao longo dos últimos anos. À medida que a teoria é desenvolvida, novas aproximações são necessárias a fim de se obter resultados que descrevam melhor as observações. O objetivo de nosso trabalho é fazer um estudo a respeito das instabilidades em um plasma empoeirado, descrito por uma função de distribuição do tipo product-bi-kappa. Funções desse tipo podem ser úteis para aproximar de modo mais realista a forma das distribuições detectadas em plasmas espaciais, monitorados através de sondas e satélites. Entretanto, verifica-se que a maioria dos estudos já feitos envolvendo plasma convencional (composto de íons e elétrons, sem poeira) faziam uso de distribuições do tipo Maxwelliana e bi-Maxwelliana. Em decorrência disso, apresentamos primeiramente um amplo desenvolvimento na descrição cinética de instabilidades em plasma convencional usando distribuições do tipo product-bi-kappa, para só então prosseguir com a abordagem cinética de plasmas empoeirados, em que íons e elétrons podem ser descritos por distribuições não-térmicas do tipo product-bi-kappa. Instabilidades ion-cyclotron e ion firehose são o foco de nossos estudos. Análises numéricas a respeito da influência de anisotropias nas temperaturas de elétrons e íons nos mostraram que, com o uso de distribuições do tipo product-bi-kappa, ocorrem novas situações de instabilidades, bem como intensificação ou redução de instabilidades em situações já conhecidas como instáveis no caso de distribuições bi-Maxwellianas. Feita a análise a respeito da influência do tipo de partícula (elétrons ou íons), do tipo de anisotropia de temperatura e das relações entre as variáveis k e ? que aparecem na distribuição product-bi-kappa, iniciamos a etapa de inserção de grãos de poeira em nossa descrição e análise dessas mesmas influências em plasmas empoeirados. Nesse ponto, constatamos que o aumento da densidade numérica de particulas de poeira inseridas no plasma acarreta um enfraquecimento das instabilidades, visto através da diminuição do tamanho da região de números de onda que apresentam instabilidades e da redução das taxas de crescimento das instabilidades. / The use of a kinetic description to analyze the propagation of electromagnetic waves in a dusty plasma has been developed over the past years. As the theory is developed, new approaches are needed in order to obtain results that describe better the observations. The objective of the present work is a study regarding instabilities in a dusty plasma, with plasma particles described by a distribution function of type product-bikappa. Functions of this type may be useful to approximate more realistically the form of velocity distributions detected in space plasmas by probes and satellites. However, it is verified that the majority of the studies involving conventional plasma (consisting of ions and electrons without dust), usedMaxwellian and bi-Maxwellian distributions. Due to this reason, we start by presenting a comprehensive kinetic description of instabilities in conventional plasma, using product-bi-kappa distributions, and then proceed with a kinetic approach to the description of dusty plasmas, with ions and electrons described by the non-thermal product-bi-kappa distributions. Ion-cyclotron and ion firehose instabilities are at the focus of our studies. Numerical analyses about the influence of temperature anisotropies in electron and ion distributions have demonstrated that, with the use of product-bi-kappa distributions, new situations of instability occurr, as well as intensification or reduction of instabilities for situations which are already recognized as unstable in the case of bi-Maxwellian distributions. After analysis on the influence of the type of particle (electrons or ions), the type of temperature anisotropy and the relationship between the values of the k and ? constants which appear in the product-bi-kappadistribution, we have started to take into account the presence of dust grains in our description, and analyzed those influences in the case of dusty plasmas. At this point, we found that the increase of the number density of dust particles inserted into the plasma causes a weakening of instability, seen by decreasing size of the region of wavenumber which feature instability, and decrease of the magnitude of the growth rates of the instabilities.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-01-25T12:20:01Z No. of bitstreams: 1 2012_LeandroCarisioFernandes.pdf: 11244387 bytes, checksum: 56968dbdb42928aca7dfd8945faf01cd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-02-01T12:59:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LeandroCarisioFernandes.pdf: 11244387 bytes, checksum: 56968dbdb42928aca7dfd8945faf01cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-01T12:59:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LeandroCarisioFernandes.pdf: 11244387 bytes, checksum: 56968dbdb42928aca7dfd8945faf01cd (MD5) / A demanda por serviços de comunicações móveis cresce ano após ano. A implantação de sistema que ofereça esse tipo de serviço requer mecanismos de predição de cobertura de sinal, a fim de otimizar parâmetros usados na fase de planejamento. E importante considerar que, em um enlace de comunicação via rádio, a propagação do sinal não ocorre em situações ideais, na maioria das vezes. A quantidade de fenômenos que influenciam a propagação do sinal é proporcional a complexidade do ambiente. Em regra, em áreas urbanas existe um número maior de obstáculos do que em localidades rurais, o que torna mais complicado estimar a perda de propagação em cidades e metrópoles. Melhorar a estimativa da perda de propagação pode assegurar mais qualidade ao serviço oferecido por operadoras de telecomunicações. Este trabalho mostra como o ambiente urbano pode ser considerado no cálculo da perda de propagação em duas faixas de freqüência. Para a faixa de 900 MHz, são propostos métodos que analisam situações em que a altura da antena transmissora é menor do que a altura média das construções. Os resultados demonstram uma melhora signicativa quando comparados com aqueles obtidos por meio do modelo COST-Walfisch-Ikegami. Em ondas médias, na faixa de 1MHz, propõe-se uma correção da Recomendação ITU-R P.368 de forma a se incluir informações sobre a densidade de área ocupada por construções na localização do receptor. Os valores estimados do campo elétrico estão mais próximos dos dados de medidas do que os obtidos usando-se apenas a recomendação do ITU. O estudo da propagação em ambientes indoor também e um problema de grande interesse prático. Nesse caso, devido a complexidade do ambiente, o uso de equações analíticas torna-se impraticável. Uma forma de contornar essa restrição e usando métodos numéricos. Nesse sentido, será mostrado também como problemas de propagação em ambientes indoor podem ser analisados via métodos numéricos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The demand for mobile communications services grows year after year. Path loss prediction models are necessary to deploy any system that o ers this service. In a wireless communication link, the propagation of the signal occurs mostly over a non line of sight path. The more complex the environment, the greater the number of phenomena that a ect the propagation of the signal. In urban areas, the number of obstacles is greater than in rural areas, and therefore it is more di cult to estimate the path loss in those sites. However, improve estimates of path loss in urban environment can also improve the quality of service o ered by telecommunications operators. Thus, this thesis shows how the urban environment can be considered to calculate the path loss in two frequency bands. Two path loss models are proposed at 900 MHz, when transmitting antenna is lower than the average height of the buildings. The results show a signi cant improvement when compared with COST-Wal sch-Ikegami model. For medium waves, at 1 MHz, a correction of Recommendation ITU-R P.368 is proposed to include information of area occupied by buildings in the receiver's location. The estimated values of the electric fi eld are better than those obtained using the Recommendation ITU-R P.368. Propagation in indoor environments is also a problem with practical interest. Due to the complexity of the environment, the use of analytical equation is impractical. Numerical methods solve this limitation. Thus, it will be shown how to analyse indoor environments using numerical methods.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T15:02:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) Previous issue date: 2017-01-10 / O monitoramento do fenômeno das descargas atmosféricas tem sido fundamental para prevenção de incidentes na infraestrutura das empresas que atuam em grandes áreas, como as de energia, telecomunicações e informática. Além disso, fornece dados para o planejamento de sistemas de proteção contra descargas elétricas, evitando assim maiores danos à vida na Terra, e mais recentemente fornecendo informações para sistemas de alertas meteorológicos como os de previsão de tempestades em curto prazo. Portanto, não se trata mais de questão de opção, mas sim de necessidade a instalação e manutenção de sistemas que façam a supervisão destes eventos em escala local, regional e até nacional. Dentre os tipos possíveis, os Sistemas de Detecção Indireta de Descargas Atmosféricas são os que proveem informações mais precisas nas escalas citadas, devido trabalharem com a percepção do impulso eletromagnético gerado pela descarga. Este sinal tem a propriedade de se propagar a médias e longas distâncias em determinadas faixas de frequência, mantendo boa a qualidade da informação do fenômeno que o originou. Porém, a característica fenomenológica dos raios é intrínseca à área monitorada, tornando fundamental o entendimento dessas especificidades para melhor proveito dos sistemas citados. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional para simular a influência das características locais na propagação de ondas eletromagnéticas originadas por descargas atmosféricas nuvem-solo. A metodologia foi utilizada para simular a propagação dessas ondas através do programa MATLAB®, usando como modelo de corrente de retorno no canal de descarga o modelo do tipo de engenharia Linha de Transmissão (TL) para representar o fenômeno elétrico gerado pelo raio. / The monitoring of the phenomenon of atmospheric discharges has been fundamental to prevent incidents in the infrastructure of companies that operate in large areas, such as energy, telecommunications and information technology. In addition, it provides data for the planning of lightning protection systems, thus avoiding further damage to life on Earth, and more recently providing information for weather warning systems such as short-term storm forecasting. Therefore, it is no longer a matter of choice, but rather the need to install and maintain systems that supervise these events on a local, regional and even national scale. Among the possible types, the Lightning Location Systems are the ones that provide more accurate information in the mentioned scales, because they work with the perception of the electromagnetic impulse generated by the lightning. This signal has the property of propagating at medium and long distances in certain frequency bands, maintaining good the information quality of the phenomenon that originated it. However, the phenomenological characteristic of the lightning is intrinsic to the monitored area, making fundamental the understanding of these specificities to better benefit the mentioned systems. This work presents a computational tool to simulate the influence of local characteristics on the propagation of electromagnetic waves caused by cloud-to-ground lightning. The methodology was used to simulate the propagation of these waves through the MATLAB® program, using as model of return current in the discharge channel the model of engineering type the Transmission Line (TL) to represent the electric phenomenon generated by thelightning.