Por conta da liberação de uma nova faixa de espectro as aplicações que utilizam transmissão em banda ultralarga se expandiram. Por conta disso, várias formas de transmissão pulsada ganharam destaque. Contudo, o projeto e estudo de antenas até então era majoritariamente feito em banda estreita e regime permanente senoidal. Além disso, para transmissão pulsada, a resposta impulsiva da antena passa a ser mais necessária do que sua resposta em banda estreita. Por isso, o objetivo desse estudo foi explorar o que ocorre com pulsos estreitos se propagando em uma antena de forma a se obter uma aproximação da resposta impulsiva de antenas. Mais especificamente, foi obtido um modelo analítico que explicita a relação entre a geometria e o funcionamento da antena. Através do estudo da espiral equiangular foi possível encontrar o decaimento do pulso de corrente ao longo da linha como também o campo radiado de forma quantitativa. Tal resultado, assim como os procedimentos para sua obtenção, poderá ser utilizado para outras antena filamentares. / The applications for Ultra Wide Band have grown since the new regulation allowed the use of a new large frequency band. Since then, systems for pulsed transmission entered the spotlight. However, the antenna\'s project and study were in big part done in narrowband and sinusoidal steady-state. Besides, the impulse response is of much more interest for these systems than the frequency response. For this reason, the main goal of this work is to explore how current pulses propagate on the antenna to obtain an approximate impulse response. Moreover, an analytical model that unveils the relation between the antenna geometry and its current decay is presented. Through the study of the equiangular spiral it is possible to find the pulse decay as a function of the line length and the radiated field in a quantitative fashion. This result as well as the methods used to obtain it can be used for other antennas.

Por conta da liberação de uma nova faixa de espectro as aplicações que utilizam transmissão em banda ultralarga se expandiram. Por conta disso, várias formas de transmissão pulsada ganharam destaque. Contudo, o projeto e estudo de antenas até então era majoritariamente feito em banda estreita e regime permanente senoidal. Além disso, para transmissão pulsada, a resposta impulsiva da antena passa a ser mais necessária do que sua resposta em banda estreita. Por isso, o objetivo desse estudo foi explorar o que ocorre com pulsos estreitos se propagando em uma antena de forma a se obter uma aproximação da resposta impulsiva de antenas. Mais especificamente, foi obtido um modelo analítico que explicita a relação entre a geometria e o funcionamento da antena. Através do estudo da espiral equiangular foi possível encontrar o decaimento do pulso de corrente ao longo da linha como também o campo radiado de forma quantitativa. Tal resultado, assim como os procedimentos para sua obtenção, poderá ser utilizado para outras antena filamentares. / The applications for Ultra Wide Band have grown since the new regulation allowed the use of a new large frequency band. Since then, systems for pulsed transmission entered the spotlight. However, the antenna\'s project and study were in big part done in narrowband and sinusoidal steady-state. Besides, the impulse response is of much more interest for these systems than the frequency response. For this reason, the main goal of this work is to explore how current pulses propagate on the antenna to obtain an approximate impulse response. Moreover, an analytical model that unveils the relation between the antenna geometry and its current decay is presented. Through the study of the equiangular spiral it is possible to find the pulse decay as a function of the line length and the radiated field in a quantitative fashion. This result as well as the methods used to obtain it can be used for other antennas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1750.pdf: 18500069 bytes, checksum: 695f0dd214921b76cc3d4363f185f69a (MD5) Previous issue date: 2008-02-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work Cobalt and Titanium doped Barium hexaferrites were synthesized by the ceramic method in order to study their use as electromagnetic absorbing materials in high frequencies. The dopants were used individually (Ti and Co) and with both simultaneously (CT). Ceramic characteristics and magnetic properties of calcined powders, as well as of their pellets sintered in electric and microwave furnaces were evaluated. For the high frequency permeability measurements, hexaferrites ring-shaped sintered and ring-shaped composites with the hexaferrite powders and epoxi resin were produced. Barium hexaferrite powder (BaM) presented 3.45 kOe of coercivity and the same synthesizing conditions were used in all hexaferrites with dopant atomic fractions of 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; and 1,0. In Ti hexaferrites (BaFe12-xTixO19) microstructures there were BaFe2O4, Fe2O3 and Ba3Fe10TiO20 phases and they presented coercivities between 1,53 and 1,04 kOe. Co hexaferrites (BaFe12- xCoxO19) microstructures showed W, Y and Z hexaferrites types phases, with coercivities between 0,70 and 0,21 kOe. In CT hexaferrites (BaFe12-2xCoxTixO19) it was presented CoFe2O4 phase, with coercivities between 0,09 and 1,06 kOe was presented. Most of the pellets sintered in microwave furnace had apparent densities close to those of the pellets sintered in electric furnace and their coercivities were higher or equal. The grains heterogeneity increased with dopant quantities and the Ti microstructures presented more quantity of M type hexaferrites in comparison to other samples. The ring-shaped sintered samples of BaM, Ti and CT hexaferrites showed ferrimagnetic ressonance peaks in 110 MHz and 780 GHz. In Co hexaferrites the presence of hexaferrites different from M type contributed to the different tangent loss in comparison to other hexaferrites. The tangent loss of composites showed the same peaks observed in the ring-shaped sintered samples but with smaller intensities. These composites showed absorption loss up to 20 dB in 12 GHz too. / A síntese por mistura de óxidos foi utilizada na produção de hexaferritas de bário dopadas substitucionalmente com íons titânio (Ti), cobalto (Co), e titânio e cobalto simultaneamente (CT). Estas hexaferritas foram processadas a fim de se avaliar as suas propriedades magnéticas e absorvedoras de radiação eletromagnética, na forma de pó e em compactos sinterizados. Compósitos entre estes pós e resina epóxi foram conformados em toróides para o estudo de permeabilidade em altas freqüências, assim como de toróides de hexaferritas sinterizadas. O pó de hexaferrita de bário (BaM) foi obtido com coercividade de 3,45 kOe e as mesmas condições de sua síntese foram utilizadas para os diferentes tipos de dopagem nas frações atômicas de 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; e 1,0. Pós de hexaferritas Ti (BaFe12-xTixO19) apresentaram as fases secundárias BaFe2O4, Fe2O3 e Ba3Fe10TiO20, e coercividades entre 1,53 e 1,04 kOe. Pós de hexaferritas Co (BaFe12-xCoxO19) apresentaram as fases hexaferritas do tipo W, Y e Z, e coercividades entre 0,70 e 0,21 kOe. Pós de hexaferritas CT (BaFe12-2xCoxTixO19) apresentaram a fase secundária CoFe2O4 e coercividades entre 0,09 e 1,06 kOe. Amostras sinterizadas por microondas atingiram densidades aparentes próximas às sinterizadas em forno elétrico, microestruturas mais homogêneas e coercividades iguais ou superiores. A heterogeneidade de grãos aumentou com o teor de dopante, onde as composições Ti apresentaram maior quantidade da fase hexaferrita do tipo M. Os toróides BaM, Ti e CT apresentaram dois picos de ressonância ferrimagnética, em 110 MHz e em 780 GHz. Nos toróides Co as fases hexaferritas distintas do tipo M contribuíram para tangentes de perda diferentes dos demais toróides. As tangentes de perda dos compósitos apresentaram os mesmos comportamentos observados nos respectivos toróides sinterizados, porém com intensidades inferiores, demonstrando suas menores capacidades absorvedoras. Todos os compósitos se mostraram eficientes na absorção de radiação eletromagnética em aproximadamente 12 GHz, sendo esta de até 20 dB.

Quando uma partícula carregada em movimento uniforme cruza a superfície entre dois meios de propriedades eletromagnéticas diferentes, ela emite a chamada Radiação de Transição (RT). Esta radiação tem espectro amplo, com emissão inclusive no intervalo de radiação visível. Esse processo de produção de radiação tem sido muito empregado em sistemas de monitoramento de feixes em aceleradores de partículas, por ser um processo que responde linearmente à carga que cruza a superfície e por permitir o monitoramento de diversos parâmetros do feixe em um único ponto de observação. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de monitoramento baseado em RT no intervalo óptico para operar em baixas energias de feixe de elétrons (próximas de 2 MeV) e realizar o diagnóstico de parâmetros importantes do feixe na entrada do primeiro estágio de aceleração do Mícrotron do IFUSP. / Transition Radiation (TR) is emitted when a charged particle moving with constant velocity, crosses the boundary between two media with different electromagnetic properties. This radiation is emitted in an wide spectral range, including the optical interval. This physical process has been used in beam diagnostic devices in particle accelerators due to its linear response to the charge that crosses the boundary and also because it allows the measurement of several beam parameters in a single observation point. In this work, we present the design of a device based on TR in the optical range to operate with low energy beams (about 2 MeV). The device enables the determination of the transverse phase space and of the fractional momentum deviation of the beam at the end of the linac, allowing the determination of important beam parameters at the entrance to the Microtron Booster.

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.

Este trabalho apresenta um estudo da caracterização eletromagnética, via medidas de permissividade elétrica, permeabilidade magnética e refletividade, na banda X, de Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE), obtidos pelo uso de hexaferritas de CaNiTi e CaCoTi, com substituição de La e nanoferritas dos tipos espinélio (NiZn e NiCuZn) e hexagonal (BaNiTi, com substituição de La). As amostras foram caracterizadas por meio de medidas eletromagnéticas em guia de ondas na faixa de freqüências de 8,2 a 12,4 GHz. Os resultados obtidos mostram que os comportamentos eletromagnéticos das amostras de MARE processadas dependem de parâmetros como espessura das amostras, concentração, tamanhos das partículas e tipos de ferritas utilizados. MARE processados com as hexaferritas de Ca, com substituição de íons NiTi e La e CoTi e La, nas concentrações de 40 a 80 % em massa, apresentam bons valores de atenuação da onda incidente de até -30,7 dB e -25,3 dB (99,9 e 99,7% de absorção), respectivamente. As refletividades máximas obtidas para as amostras preparadas com a nanoferrita espinélio de NiCuZn e a nanohexaferrita de BaNiTi e La são de -30,2 dB (99,9% de absorção) e -21,1 dB (99,2% de absorção), respectivamente.

Este trabalho apresenta o estudo realizado na área de materiais absorvedores de radiação eletromagnética, do tipo dielétrico, baseados na utilização do polímero condutor polipirrol (PPi). Seis diferentes amostras de PPi foram sintetizadas via rota química, utilizando-se diferentes combinações de dois oxidantes (FeCl3 e Fe2(SO4)3) e dois surfactantes anônicos (dodecilbenzenosulfonato de sódio - DBSNa e ácido dodecilbenzenosulfônico - DBSA). Blendas dos polímeros sintetizados foram obtidas via mistura com resina epóxi. Análises por espectroscopia no infravermelho (FTIR) dos polímeros condutores obtidos comprovam o êxito das sínteses realizadas. Medidas de condutividade elétrica e análises por microscopia eletrônica de varredura mostram claramente a influência dos oxidantes e dos surfactantes nas características finais dos polímeros obtidos. Estes resultados também indicam que o oxidante sulfonado favorece a obtenção das amostras mais condutoras (13 S.cm-1) e das blendas PPi/epóxi com melhor desempenho na atenuação de micro-ondas, na faixa de 8 a 12 GHz (95% de atenuação em torno de 11 GHz).

Materiais absorvedores de radiação eletromagnética são constituídos por compostos que proporcionam significativas perdas de energia. Dentre eles pode-se citar as ferritas, cujas propriedades são dependentes de sua microestrutura a qual, por sua vez, depende das condições de processamento do material. Neste trabalho foi usado o método dos precursores poliméricos na síntese de ferritas de zinco e cobre, de composição geral MexFe3-xO4 (Me = Cu ou Zn e 0,001 x 0,50) e caracterização físico-química foi realizada para avaliar a aplicabilidade destes materiais como centros absorvedores de radiação eletromagnética. As análises por FT-IR e DRX mostraram a formação das ferritas, tendo-se observado que, para a ferrita de zinco, a fase majoritária encontrada foi a ZnFe2O4 (franklinita), enquanto que para a de cobre, a fase majoritária foi a -Fe2O3 (hematita), com menor formação da fase CuFe2O4 (ferrita de cobre). A elevação da temperatura de tratamento térmico aumentou o tamanho das partículas de todas as formulações de ferritas. A micrografia dos pós mostrou partículas muito pequenas em forma de aglomerados, especialmente devido à sinterização da fase hematita, presente em todas as amostras. Os pós de formulação Cu0,5Fe2,5O4 e Zn0,5Fe2,5O4 calcinados a 900C/3h também mostraram melhores resultados para a medida de refletividade, com valores máximos de atenuação da radiação de -2,42 dB (42,7%) e -2,48 dB (43,5%) em frequência de 8,2 GHz, para as ferritas de Cu e Zn respectivamente, e se apresentam como melhores candidatos a materiais absorvedores de radiação eletromagnética, possivelmente devido à maior cristalinidade do material associada ao menor tamanho das partículas obtidas. Além disso, observou-se que as amostras que apresentaram sinterização da hematita apresentaram maior tamanho de aglomerados associado à menor resposta nos ensaios de refletividade. Pode-se concluir, portanto, que a presença de hematita não inviabiliza o uso das ferritas como centros absorvedores de radiação eletromagnética, no entanto a densificação do material por sinterização da hematita deve ser evitada.

Este trabalho aborda o tema materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE) multicamadas. Um estudo multidisciplinar é desenvolvido com o intuito de otimizar a perda por reflexão de sinais de micro-ondas incidentes sobre esses materiais, na banda X de frequências (8,2 a 12,4 GHz), sob incidência normal. Uma proposta para projeto e planejamento eficiente da fabricação de MARE é feita por meio da integração de metodologias de caracterização eletromagnética, simulação computacional e processamento de materiais. Este estudo tem como foco otimizar MARE compostos por 3 camadas, a partir de uma base de dados de dez materiais, ou seja, cinco dielétricos (negro de fumo) e cinco magnéticos (ferro carbonila). Tal estudo visa determinar a composição ótima de cada camada (espessuras, materiais, posicionamento) da estrutura absorvedora para obter a melhor atenuação da radiação eletromagnética incidente. A metodologia de busca utilizada é a otimização evolutiva por meio do algoritmo genético MOGA-II, instalado no software modeFRONTIER. Após as inserções, no algoritmo genético, de valores de medidas experimentais de permissividades elétricas e permeabilidades magnéticas dos 10 materiais, 18 simulações são realizadas, baseadas em 3 grupos de situações, quanto à composição das estruturas de 3 camadas: o primeiro composto apenas pelos 5 materiais dielétricos, o segundo pelos outros 5 materiais magnéticos e o terceiro grupo baseado em estruturas compostas pela combinação dos 10 materiais, dielétricos e magnéticos. As otimizações realizadas mostram que os melhores resultados foram obtidos para as estruturas com a presença de ferro carbonila e negro de fumo simultaneamente. O melhor resultado encontrado para a perda ótima por reflexão é -67,625 dB, com a espessura no valor de 0,0023 m. Bons resultados também são obtidos para as estruturas à base de ferro carbonila. Dentre esses podem ser citadas as perdas por reflexão de -46,298 dB e -54,703 dB, para as estruturas com espessuras de 0,0020 m e 0,0019 m, respectivamente. A estratégia de busca realizada por meio do software mostra-se satisfatória. É apresentado também um estudo comparativo entre as larguras de banda de frequências de operação dos absorvedores otimizados. Ao final, é feita uma análise de sensibilidade das espessuras do material multicamadas, em relação às perdas por reflexão obtidas após as simulações.

Os Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE) possuem características química e física que convertem a energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. Atualmente, esses materiais são utilizados nos setores espacial, aeronáutico, telecomunicações e médico, em aplicações que requerem o controle do nível da radiação eletromagnética. Este trabalho mostra o estudo do comportamento de MARE, obtidos via combinação adequada de substratos de materiais compósitos com matrizes epóxi e fenólica reforçadas com fibras de carbono, vidro e aramida, e revestimentos absorvedores de radiação eletromagnética, comprometidos com a faixa de freqüências entre 8 e 12 GHz. A caracterização eletromagnética dos materiais foi realizada pelo uso dos métodos de guia de onda, arco NRL, perda por inserção entre antenas e seção reta radar, que envolvem fundamentalmente a determinação do coeficiente de transmissão e reflexão do material. O material absorvedor de radiação eletromagnética foi obtido pelo uso de um aditivo magnético baseado em ferrita da classe espinélio, tipo MnZn, em matriz do tipo epóxi com concentração de 60 % em massa. O MARE obtido aplicado em uma placa metálica plana apresenta uma absorção máxima em 10 GHz, igual a -20 dB (99%) e -43 dB (99,995%) com 2mm e 3 mm de espessura, respectivamente. A absorção da radiação eletromagnética do MARE obtido foi correlacionada com os parâmetros complexos de permeabilidade e permissividade, granulometria e espectroscopia Mossbauer, onde foi verificado que a granulometria altera o comportamento de absorção. O MARE com 2 mm de espessura foi aplicado nas placas planas de materiais compósitos, onde foi determinado que o coeficiente de reflexão destes substratos foi reduzido entre -20 dB (99%) e -13 dB (95%) em 10 GHz. Quando o MARE com 2 mm de espessura foi aplicado em substratos metálicos (alumínio) com geometrias tipos diedro e triedro, foi observada uma maior redução da radiação incidente, de -25 dB (99,7%) e -30 dB (99,9%) em 10 GHz, respectivamente, devido ao efeito de múltiplas reflexões do sinal entre as faces desses alvos.