Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-07-04T20:32:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcio Francisco Alves de Souza.pdf: 9117283 bytes, checksum: a424671e2699cf987637d3885a709ab9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T20:32:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcio Francisco Alves de Souza.pdf: 9117283 bytes, checksum: a424671e2699cf987637d3885a709ab9 (MD5) Previous issue date: 2008-09-12 / CAPES / IFMS (Instantaneous Frequency Measurement Subsystem) é um sistema que monitora, de forma simultânea, todas as freqüências da sua banda de operação, sem a necessidade de fazer uma varredura de espectro, detectando instantaneamente os sinais desconhecidos. A velocidade e precisão na identificação de sinais irradiados é um parâmetro vital para a moderna Electronic Warfare (eletrônica com fins militares) e para sistemas inteligentes de supervisão de espetro. O IFMS é largamente usado em dispositivos eletrônicos militares e em sistemas inteligentes para a detecção de sinais desconhecidos sobre uma larga faixa de freqüência, e devido às suas características, possui alta probabilidade de interceptação de sinais em largas bandas de frequência. O componente principal do IFMS são os discriminadores. Cada um deles tem a função de fornecer, em sua saída, um sinal periódico com a freqüência, de modo que esse apresente uma alternância entre bandas rejeitadas e não rejeitadas ao longo da banda de operação. Os sinais de saída dos discriminadores dão origem a um código que associa uma palavra binária a uma sub-banda de freqüência. Nessa dissertação, para a implementação dos discriminadores, é proposto um método que utiliza filtros rejeita-bandas. Os filtros são projetados, em microfita, com uso de ressoadores de meio comprimento de onda acoplados a uma linha de transmissão principal. É feita uma análise de alguns tipos de ressoadores, e opta-se por usar o ressoador retangular de loop-aberto. É mostrado que esse ressoador, quando acoplado a uma linha de transmissão principal, pode ser modelado por um filtro rejeita-banda de Butterworth de um pólo. Além disso, é desenvolvida uma técnica para aumentar a largura da banda rejeitada. Sendo assim, consegue-se projetar os filtros, que apresentam larguras de bandas rejeitadas que variam de 125MHz a 1,0GHz. São projetados e fabricados cinco filtros rejeita-bandas para funcionarem como discriminadores de um IFMS de 5 bits, com resolução de 62,5MHz, que opere de 1,9375GHz a 3,9375GHz. Por fim, é feita uma comparação entre os resultados simulados e experimentais. / IFMS (Instantaneous Frequency Measurements Subsystem) is a system that supervises, simultaneously, its whole operation band, without scanning the spectrum, and the frequency detection of unknown signals is instantaneous. Speed and accuracy in the identification of irradiated signals is a vital parameter for modern Electronic Warfare and for intelligent spectrum supervision systems. The IFMS is widely used in military electronic devices and intelligent systems for the detection of unknown signals over a wide frequency range, and because of its characteristics, it has a high probability of intercepting signals in wide frequency bands. The IFMS main component is the discriminator. Every discriminator presents, at its output port, a frequency periodic signal. This signal must alternate between stopping and passing bands. The discriminators output signals generate a binary code, in which every word is associated to a unique frequency sub-band. In this dissertation, in order to project the discriminators, it is proposed a method using stop-bands filters. The filter projects use half-wavelength resonators coupled to a main transmission line. Some types of resonators are analyzed, and the rectangular open-loop resonator is chosen. It’s shown that this resonator, when coupled to a main transmission line, can be modeled by a Butterworth stop-band filter. In addiction, it’s developed a technique to increase the stopping bandwidth. Therefore, one can project the filters that present stopping bandwidth from 125MHz to 1,0GHz. Five stop-bands filters are projected in order to function as discriminators of a 5-bits IFMS. This IFMS operates from 1,9375GHz to 3,9375GHz, and its resolution is 62,5MHz. Finally, a comparison between experimental and simulated results is presented.

O objetivo desta tese é o projeto e a síntese de filtros passa-faixa sintonizáveis em frequências de micro-ondas utilizando ressoadores planares tipo patch. As características dos filtros projetados, tais como frequência central, largura de banda e/ou seletividade, são eletronicamente ajustadas por uma tensão de controle DC. Uma metodologia para a concepção e síntese de filtros sintonizáveis patch é desenvolvida e aplicada a dois filtros com topologias triangular e circular. A metodologia fornece técnicas para extrair o esquema de acoplamento que modela o comportamento do filtro e as equações necessárias para calcular a matriz de acoplamento. Então, a resposta teórica do filtro resultante da análise dos coeficientes da matriz de acoplamento é comparada com os resultados das simulações completas. As simulações completas combinam os resultados da simulação eletromagnética 3D do layout do filtro com os resultados da simulação elétrica dos dispositivos de ajuste, representados por seu modelo elétrico equivalente de elementos discretos. Isso permite o correto modelamento das características do ajuste e a definição de seus limites. A fim de validar a metodologia, os filtros patch sintonizáveis são fabricados usando tecnologia de micro-ondas de circuito Integrado (MIC) sobre substratos flexíveis. As dimensões mínimas são maiores do que 0,5 mm, garantindo um processo de fabricação de baixo custo. O primeiro filtro é um filtro patch dual-mode sintonizável que utiliza um ressonador triangular com duas fendas perpendiculares. A frequência central e a largura de banda do filtro podem ser ajustadas individualmente por um controle independente de cada modo fundamental degenerado. O controle dos modos é feito através de diodos varactor montados nas fendas do ressoador patch. O filtro apresenta variação de 20 % de frequência central de 2,9 GHz a 3,5 GHz. A banda relativa de 3 dB varia de 4 % a 12 %. Duas tensões de polarização DC diferentes variando de 2,5 V a 22 V são usadas para ajustar este filtro. O segundo filtro é um filtro patch triple-mode sintonizável que utiliza um ressoador circular com quatro fendas radiais, nas quais são conectados os diodos varactor. A frequência central e a largura de banda deste filtro variam simultaneamente. O filtro apresenta 27 % de variação da frequência central de 1,8 GHz a 2,35 GHz com variação concomitante da largura de banda relativa de 8,5 % para 26 %. Apenas uma única tensão de polarização DC variando de 0,5 V a 20 V é usada para sintonizar este filtro. Ambos os filtros são capazes de lidar com níveis de potência de no mínimo +14,5 dBm (filtro com ressoador triangular) e +12,9 dBm (filtro com ressoador circular). / The objective of this thesis is the design and synthesis of tunable bandpass filters at microwave frequencies using planar patch resonators. The characteristics of the designed filters, such as center frequency, bandwidth, and/or selectivity, are electronically adjusted by a DC voltage control. A methodology for the design and synthesis of tunable patch filters is developed and applied to two filters with triangular and circular topologies. The methodology provides techniques to extract the coupling scheme that models the filter behavior and the necessary equations for calculating the corresponding coupling matrix. Then, the theoretical filter response resulting from the analysis of the coupling matrix coefficients is compared to the results of complete simulations. The complete simulations combine the results of the 3D electromagnetic (EM) simulation of the filter layout with the results of the electrical simulation of the tuning devices, represented by their lumped elements equivalent model. This allows the correct model of the tuning effect and the definition of the tuning possibilities and limits. In order to validate the methodology, the tunable patch filters are fabricated using Microwave Integrated Circuit (MIC) technology on flexible substrates. The minimum dimensions are greater than 0.5 mm, ensuring a low cost fabrication process. The first filter is a tunable dual-mode patch filter using a triangular resonator with two perpendicular slots. The central frequency and the bandwidth of the filter are individually tuned by independently controlling each degenerate fundamental mode. The topology with uncoupled modes allows the control of each resonant mode frequency by varactor diodes mounted across the slots of the patch resonator. This filter presents a center frequency tuning range of 20 %, varying from 2.9 GHz to 3.5 GHz. The FBW 3dB can be varied from 4 % to 12 %. Two different DC bias voltages ranging from 2.5 V to 22 V are used to tune this filter. The second filter is a tunable triple-mode patch filter using a circular resonator with four slots, across which the varactor diodes are connected. The center frequency and bandwidth of this filter vary simultaneously. This filter presents a center frequency tuning range of 27 %, varying from 1.8 GHz to 2.35 GHz, changing concomitantly with the bandwidth from 8.5 % to 26 %. Only a single DC bias voltage ranging from 0.5 V to 20 V is used to tune the filter. Both filters are able to handle power levels as high as +14.5 dBm (triangular patch filter) and +12.9 dBm (circular patch filter).

We show that, with a suitable choice of the parameters of the gravitational wave detector Mario Schenberg, with technological accessible parameters (using state-of-art electronics), its sensitivity curve can be improved over the current project curve to become competitive with interferometric detectors in a frequency band of ~1500 Hz, in the region from 1000 to 10000 Hz (these competitive bands are centered at the sphere's quadrupole modes). The sensitivity curve of an array of 100 identical spheres identical to the Schenberg one is also analyzed, and is competitive against advanced LIGO in the entire band. A detailed study of the project's viability is conducted, with an emphasis on the project of the klystron resonant cavity, which will have a center post with a 1 nm gap, which represents a great technological challenge. This challenge is analyzed in terms of the cavity project as well as with a focus on the Casimir effect on the cavity. This could open an opportunity for precise measurements of this effect on a new distance scale compared to current measurements (in the m scale).

Já é conhecido que nos últimos 50 anos muitos sistemas de propulsão, principalmente os motores foguete, tanto a propelente sólido como líquido, tem apresentado muitos problemas de instabilidade de combustão, sendo esta a maior preocupação durante a fase de projeto. Essas instabilidades se manifestam principalmente através de oscilações de pressão na câmara e muitas vezes na forma de modos acústicos fundamentais, ou seja, instabilidades acústicas e as mesmas podem aumentar a taxa de transferência de calor para as paredes da câmara, podendo levá-la a explosão. O presente trabalho tem como principal finalidade a avaliação de uma metodologia para o projeto de dispositivos passivos (ressonadores de Helmholtz) para o controle de instabilidades acústicas em câmaras de combustão. Como primeiros passos foram feitos ensaios acústicos para se conhecer as características acústicas da câmara. A partir destes dados foi feito um cálculo utilizando o modelo do Ressonador de Helmholtz para se definir as dimensões do ressonador a ser construído para amortecer uma determinada freqüência de ressonância selecionada. Os resultados obtidos com ensaios a frio se mostram satisfatórios no percentual de absorção para a freqüência de projeto e também em uma faixa próximo desta. Bom resultado também é obtido na predição das freqüências ressonantes da câmara. Ensaios a quente também foram realizados para verificar o comportamento do ressonador nestas condições. Os dados experimentais permitem afirmar que a metodologia empregada pode ser útil para o dimensionamento de ressonadores que permitem atenuar os efeitos de instabilidade de combustão.

Há uma extensa variedade de aplicações em engenharia em que é necessário desenvolver o projeto acústico de cavidades, as quais foram concebidas com objetivos os mais diversos. No setor aeroespacial destacam-se: cabine de passageiros em aeronaves, baia de equipamentos, coifa e câmara de combustão de motor foguete em veículos espaciais. No projeto acústico de cavidades é comum deparar-se com a característica de materiais que dependam da frequência e com modos complexos provenientes de sistemas com alto amortecimento local. Nesse sentido, a pesquisa aqui proposta pretende utilizar os avanços alcançados com métodos de síntese de subestruturas e de modificação estrutural, mais especificamente, os que se baseiam no domínio da frequência, para desenvolver um modelo de síntese de subsistemas acústicos utilizando funções de impedância. Objetiva-se predizer o comportamento acústico de uma nova cavidade, através da síntese de subsistemas (cavidade original e elementos modificantes) via funções de impedância escalonadas. Puderam ser comprovados: o acoplamento de cavidades (para alteração de formas modais e frequências naturais); a aplicação de material de absorção (visando atenuação resistiva); e a inserção (simples e múltipla) de ressonadores (visando atenuação reativa), sem a necessidade de refazer modelos completos. O método mostrou-se bastante versátil, ao utilizar modelos numéricos (elementos finitos) e analíticos concomitantemente com funções de impedância obtidas experimentalmente. Seu desempenho se destacou pela habilidade em lidar com modos complexos e características dependentes da frequência, bem como pela possibilidade realizar síntese simultânea ou distribuída. Como estudo de caso, ressonadores foram inseridos em uma câmara de combustão de motor foguete, através da síntese proposta, e a validação foi realizada em um ensaio a frio para comprovar sua atenuação, de fundamental importância para o controle da instabilidade de combustão.

O objetivo desta tese é o projeto e a síntese de filtros passa-faixa sintonizáveis em frequências de micro-ondas utilizando ressoadores planares tipo patch. As características dos filtros projetados, tais como frequência central, largura de banda e/ou seletividade, são eletronicamente ajustadas por uma tensão de controle DC. Uma metodologia para a concepção e síntese de filtros sintonizáveis patch é desenvolvida e aplicada a dois filtros com topologias triangular e circular. A metodologia fornece técnicas para extrair o esquema de acoplamento que modela o comportamento do filtro e as equações necessárias para calcular a matriz de acoplamento. Então, a resposta teórica do filtro resultante da análise dos coeficientes da matriz de acoplamento é comparada com os resultados das simulações completas. As simulações completas combinam os resultados da simulação eletromagnética 3D do layout do filtro com os resultados da simulação elétrica dos dispositivos de ajuste, representados por seu modelo elétrico equivalente de elementos discretos. Isso permite o correto modelamento das características do ajuste e a definição de seus limites. A fim de validar a metodologia, os filtros patch sintonizáveis são fabricados usando tecnologia de micro-ondas de circuito Integrado (MIC) sobre substratos flexíveis. As dimensões mínimas são maiores do que 0,5 mm, garantindo um processo de fabricação de baixo custo. O primeiro filtro é um filtro patch dual-mode sintonizável que utiliza um ressonador triangular com duas fendas perpendiculares. A frequência central e a largura de banda do filtro podem ser ajustadas individualmente por um controle independente de cada modo fundamental degenerado. O controle dos modos é feito através de diodos varactor montados nas fendas do ressoador patch. O filtro apresenta variação de 20 % de frequência central de 2,9 GHz a 3,5 GHz. A banda relativa de 3 dB varia de 4 % a 12 %. Duas tensões de polarização DC diferentes variando de 2,5 V a 22 V são usadas para ajustar este filtro. O segundo filtro é um filtro patch triple-mode sintonizável que utiliza um ressoador circular com quatro fendas radiais, nas quais são conectados os diodos varactor. A frequência central e a largura de banda deste filtro variam simultaneamente. O filtro apresenta 27 % de variação da frequência central de 1,8 GHz a 2,35 GHz com variação concomitante da largura de banda relativa de 8,5 % para 26 %. Apenas uma única tensão de polarização DC variando de 0,5 V a 20 V é usada para sintonizar este filtro. Ambos os filtros são capazes de lidar com níveis de potência de no mínimo +14,5 dBm (filtro com ressoador triangular) e +12,9 dBm (filtro com ressoador circular). / The objective of this thesis is the design and synthesis of tunable bandpass filters at microwave frequencies using planar patch resonators. The characteristics of the designed filters, such as center frequency, bandwidth, and/or selectivity, are electronically adjusted by a DC voltage control. A methodology for the design and synthesis of tunable patch filters is developed and applied to two filters with triangular and circular topologies. The methodology provides techniques to extract the coupling scheme that models the filter behavior and the necessary equations for calculating the corresponding coupling matrix. Then, the theoretical filter response resulting from the analysis of the coupling matrix coefficients is compared to the results of complete simulations. The complete simulations combine the results of the 3D electromagnetic (EM) simulation of the filter layout with the results of the electrical simulation of the tuning devices, represented by their lumped elements equivalent model. This allows the correct model of the tuning effect and the definition of the tuning possibilities and limits. In order to validate the methodology, the tunable patch filters are fabricated using Microwave Integrated Circuit (MIC) technology on flexible substrates. The minimum dimensions are greater than 0.5 mm, ensuring a low cost fabrication process. The first filter is a tunable dual-mode patch filter using a triangular resonator with two perpendicular slots. The central frequency and the bandwidth of the filter are individually tuned by independently controlling each degenerate fundamental mode. The topology with uncoupled modes allows the control of each resonant mode frequency by varactor diodes mounted across the slots of the patch resonator. This filter presents a center frequency tuning range of 20 %, varying from 2.9 GHz to 3.5 GHz. The FBW 3dB can be varied from 4 % to 12 %. Two different DC bias voltages ranging from 2.5 V to 22 V are used to tune this filter. The second filter is a tunable triple-mode patch filter using a circular resonator with four slots, across which the varactor diodes are connected. The center frequency and bandwidth of this filter vary simultaneously. This filter presents a center frequency tuning range of 27 %, varying from 1.8 GHz to 2.35 GHz, changing concomitantly with the bandwidth from 8.5 % to 26 %. Only a single DC bias voltage ranging from 0.5 V to 20 V is used to tune the filter. Both filters are able to handle power levels as high as +14.5 dBm (triangular patch filter) and +12.9 dBm (circular patch filter).

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Uma forte demanda por materiais mais compactados, de baixo custo e de fÃcil fabricaÃÃo sÃo necessÃrios para diversas aplicaÃÃes tecnolÃgicas, neste sentido diversos materiais cerÃmicos sÃo candidatos por suas propriedades dielÃtricas e Ãpticas. Neste presente trabalho, foram investigadas as propriedades estruturais, dielÃtricas e Ãpticas da fase ortorrÃmbica da matriz cerÃmica ferroelÃtrica CaBi4Ti4O15, uma pseudo-perosviskita de estrutura de camada de bismuto (BLSFs) do grupo espacial A21am da famÃlia aurivillius, preparada pelo mÃtodo do estado sÃlido e sinterizada em baixas temperaturas. A preparaÃÃo das amostras para anÃlise estrutural e dielÃtrica, tiveram a adiÃÃo de pentÃxido de vanÃdio (V2O5) à fase CaBi4Ti4O15 calcinada, em proporÃÃes de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 e 5.0 % em massa. Para obtenÃÃo das propriedades Ãpticas, a matriz cerÃmica pura foi dopada com os Ãons terras raras Ãrbio III (Er2O3) e Ãxido de itÃrbio III (Yb2O3). O estudo da estrutura e composiÃÃo das amostras foi feito atravÃs de difraÃÃo de raios-X e a confirmaÃÃo da fase Ãnica foi feita pelo Refinamento Rietveld. A caracterizaÃÃo vibracional foi obtida atravÃs da Espectroscopia Raman (SR). O estudo da morfologia, para anÃlise de grÃo e contorno de grÃo, foi realizado atravÃs de Microscopia EletrÃnica de Varredura. A caracterizaÃÃo dielÃtrica em radio freqÃÃncia foi realizada por Espectroscopia em ImpedÃncia a qual se verificou dois mecanismos de condutividade para todas as amostras analisadas, um em baixa freqÃÃncia e outro em alta freqÃÃncia. Os modelos de relaxaÃÃo dielÃtrica se aproximam do modelo do tipo Cole-Cole. As medidas na faixa de microondas foram obtidas utilizando-se o mÃtodo hakki-coleman e monopolo, chegou-se a um coeficiente de temperatura da frequÃncia de ressonÃncia (tAU f) prÃximo de zero com adiÃÃo de V2O5. As medidas de permissividade dielÃtrica em radiofreqÃÃncia e microondas, realizadas em temperatura ambiente, tiveram um alto valor constante (εr ≈ 150) com a adiÃÃo de 1% de V2O5, e um valor da tangente de perda relativamente baixa em relaÃÃo à famÃlia de Aurivillus (tan[δ] ≈10-2 ) em 2 GHz.. Uma simulaÃÃo numÃrica foi realizada com cada amostra verificando-se aproximaÃÃo com os dados experimentais. Nas amostras dopadas com terras raras foi verificado o fenÃmeno de conversÃo ascendente de energia com a presenÃa de bandas intensas amostras de emissÃo de luz visÃvel na regiÃo do verde e de bandas de menor intensidade na regiÃo do vermelho. O Material investigado tem potencial para aplicaÃÃo em memÃrias volÃteis, filtros capacitivos e componentes Ãpticos, como sensores, cÃlulas fotoelÃtricas e leds. / A strong demand for compressed materials, low cost and easy to manufacture are needed for various technological applications, in this sense many ceramics are candidates for its dielectric and optical properties .In this work, structural, dielectric and optical phase of the orthorhombic ferroelectric ceramic matrixCaBi4Ti4O15were investigated, one pseudo-perovskite bismuth layer structure (BLSFs) of space group A21am of the aurivillius family, prepared by the solid state method and sintered in low temperatures. Sample preparation for structural analysis and dielectric, had the addition of vanadium pentÃxido (V2O5) to the phase CaBi4Ti4O15 calcined in ratios of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 5.0% by mass. To obtain optical properties of the ceramic matrix doped with rare earth ions erbiumIII (Er2O3) and III ytterbium oxide (Yb2O3). The study of the structure and composition of the samples was done by X-ray diffraction and confirmation was made by single stage rietveld refinement. The vibrational characteristics was obtained by Raman spectroscopy (RS). The morphology study off or analysis of grain and grain boundary, was performed by scanning electron microscopy. The dielectric characterization of radio frequency spectroscopy was performed in impedance which occurred two conductivity mechanisms for all samples, one at low frequency and the on the rat high frequency. Models of dielectric relaxation approach the Cole-Cole type model. Measures in the microwave range were obtained using the hakki-coleman method and monopole, which gave a temperature coefficient of resonant frequency (f) close to zero with the addition of V2O5. The dielectric permittivity measurements in radiofrequency and microwave, performe dat room temperature, had a high constant value (εr≈150) with the addition of 1%V2O5, and a value of relatively low loss tangent for family aurivillus (tan[δ]≈10-2) at 2 GHz. A numerical simulation was performed with each sample verifying approach with the experimental data. In rare earth doped samples was checked energy up-conversion phenomenon with the presence of intense bands samples of visible light emission in the green region and a less intense bands in thered region.The investigated material has potential for application in volatile memories, capacitive filters and optical components such as sensors, solar cells and LEDs.

Submitted by Fernanda Rodrigues de Lima (fernanda.rlima@ufpe.br) on 2018-08-28T22:54:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcelo de Sá Coutinho.pdf: 2047415 bytes, checksum: c5895cba65166262c81e80adca927af6 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-10T18:48:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcelo de Sá Coutinho.pdf: 2047415 bytes, checksum: c5895cba65166262c81e80adca927af6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-10T18:48:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Marcelo de Sá Coutinho.pdf: 2047415 bytes, checksum: c5895cba65166262c81e80adca927af6 (MD5) Previous issue date: 2017-02-10 / FACEPE / A agricultura brasileira de grãos tem apresentado nos últimos anos expressivas taxas de crescimento, no entanto, o desempenho da produção não tem sido acompanhado de melhorias dos serviços de comercialização agrícola, especificamente de armazenagem e transporte, tornando necessário o desenvolvimento de tecnologias de baixo custo que auxiliem estes serviços.Para que todo processo de colheita e pós-colheita seja realizado com eficácia é imprescindível um controle de qualidade atuante em todas as etapas, pois um grão colhido fora da época poderá sofrer a ação de fungos e bactérias ou ainda de roedores para os casos de armazenagem sem silos. Como sensores de micro-ondassão amplamente utilizados para diferentes tipos de aplicações, incluindo produtos alimentares e agrícolas, tais dispositivos tornam-se soluções viáveis aos problemas apresentados. Visando obter a caracterização de grãos instantaneamente com um equipamento de baixo custo, um sensor de microfita, projetado através de ressoadores acoplados em malha aberta e operando na faixa de micro-ondas é apresentado neste trabalho. Uma vez depositadaa amostra em sua superfície,um deslocamentoem sua curva de ressonância é esperado. A partir destes dados, a permissividade elétrica das amostras é obtida para a faixa de frequência especificada no projeto, caracterizando-os. As amostras analisadas foram: aveia (duas variações), milho (três variações) e trigo. Todas as amostras foram analisadas em consistência granular (em pó) e os resultados teóricos, de simulação e práticos foram comparados. / Brazilian grain farming has shown significant growth rates in recent years, however, the performance of production has not been accompanied by improvement of agricultural marketing services, specifically storage and transport, making it necessary to develop technologies of low Costs that help these services. In order for all harvesting and post-harvesting processes to be carried out efficiently, it is essential to have quality control in all stages, since a grain harvested at the wrong time may suffer from fungi and bacteria or from rodents for storage without silos. Because microwave sensors are widely used for different types of applications, including food and agricultural products, such devices become feasible solutions to the problems presented.In order to obtain grain characterization instantaneously with a low cost equipment, amicrostrip sensor, designed by resonators coupled in open mesh and operating in the range of microwaves is presented in this work.Once the sample is deposited on this surface, a shift in this resonance curve is expected. From these data, the electrical permittivity of the samples is obtained for the frequency range specified in the design, characterizing them. The analyzed samples were: oats (two variations), corn (three variations) and wheat. All samples were analyzed in granular consistency (powder) and the theoretical, simulation and practical results were compared.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Dielectric resonators based on type structure compound Bi3TiNbO9 show singular characteristics for microwave applications, including high dielectric constants, low dissipation losses and low temperature coefficients. Single phase of the Bi3TiNbO9 powder was obtained by x-ray diffraction technique. The ceramics doped during manufacture, with lead oxide and bismuth oxide, were synthesized by solid state reaction at 950ÂC for two hours. Samples were analysed by Archimedes method and exhibited good levels of density for doped ceramics with bismuth and lead oxide. Grain morphology and stoichiometry of ceramics were investigated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy technique. Far infrared spectroscopy identified large bands on the Bi3TiNbO9 structure by attenuated total reflection technique. Radiofrequency measurements showed that doped ceramics exhibited higher dielectric constants than pure phase. Microwave measurements were investigated by Hakki-Coleman and resonant cylindrical cavity. The ceramics called as BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, showed high dielectric constants and high quality factors demonstrating that they can be applied in dielectric antennas on microwave range. / Ressoadores dielÃtricos baseados na estrutura do composto Bi3TiNbO9 apresentam caracterÃsticas singulares para aplicaÃÃes em microondas, incluindo altas constantes dielÃtricas, baixos fatores de dissipaÃÃo e baixos coeficientes de temperatura. Obteve-se a fase pura da amostra em pà de Bi3TiNbO9 pela tÃcnica de difraÃÃo de raios X. As amostras cerÃmicas dopadas durante a fabricaÃÃo, com Ãxido de chumbo e Ãxido de bismuto, foram sintetizadas pelo mÃtodo de reaÃÃo do estado sÃlido a 950ÂC por 2 horas. As amostras foram analisadas pelo mÃtodo de Arquimedes e apresentaram bons nÃveis de densidade nas dopagens com os Ãxidos de bismuto e chumbo. A morfologia dos grÃos e a estequiometria das amostras cerÃmicas foram investigadas pelas tÃcnicas de microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlise por energia dispersiva de raios X. A espectroscopia no infravermelho distante identificou bandas largas na estrutura do Bi3TiNbO9 pela tÃcnica de reflexÃo total atenuada. As medidas de constante dielÃtrica e perda dielÃtrica em radiofreqÃÃncia demonstraram que as dopagens com chumbo e bismuto exibiram maiores constantes dielÃtricas em relaÃÃo à cerÃmica pura. As medidas em microondas foram estudadas pelos mÃtodos Hakki-Coleman e a cavidade ressonante metÃlica. As cerÃmicas denominadas como BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, apresentaram altas constantes dielÃtricas e altos fatores de qualidade, demonstrando que podem ser aplicadas em antenas dielÃtricas na faixa de microondas.

Este trabalho visou ao desenvolvimento de antenas de ressoador dielétrico de banda dupla em frequências de micro-ondas por meio do estabelecimento de uma metodologia de projeto para as mesmas e da proposição de configurações inéditas de antenas desse tipo. Estudos realizados sobre antenas de ressoador dielétrico e sobre suas técnicas de projeto forneceram a base para a elaboração de um procedimento de projeto para antenas de banda dupla que explora a flexibilidade das antenas de ressoador dielétrico. Empregando-se esse procedimento de projeto, duas antenas com configurações originais foram desenvolvidas para operar em frequências de micro-ondas. Uma delas é uma antena de ressoador dielétrico cilíndrica sobre plano de terra, destinada a operar nas frequências centrais de 3,94 GHz e de 5,42 GHz, com diagrama de radiação direcional e polarização circular na primeira banda de operação e com diagrama de radiação omnidirecional e polarização linear na segunda. A outra antena consiste em uma antena de ressoador dielétrico cilíndrica sobre substrato dielétrico aterrado, cujas frequências centrais de operação são 3,99 GHz e 6,20 GHz, com diagrama de radiação direcional e polarização circular em ambas as bandas de operação. O projeto das duas antenas também levou a contribuições novas adicionais em alguns temas específicos relacionados: estruturas de excitação para antenas de ressoador dielétrico, circuitos acopladores híbridos de 90° de banda dupla, circuitos de alimentação para antenas de banda dupla e modelos matemáticos para o ressoador dielétrico cilíndrico isolado no espaço livre. Os comportamentos previstos teoricamente para as antenas projetadas são confirmados por meio de resultados obtidos por simulação eletromagnética e por medição experimental, o que indica a validade das hipóteses adotadas, das configurações de antena propostas e da metodologia de projeto concebida, demonstrando também a flexibilidade desta para variadas especificações de antena. Os avanços obtidos com este trabalho e as melhorias que podem ser efetuadas sobre o mesmo são identificados examinando-se resultados recentemente publicados na literatura técnica. Este trabalho foi realizado na forma de uma pesquisa de doutorado sanduíche, desenvolvida parcialmente na University of Houston sob a supervisão do Prof. Stuart A. Long. / This work aimed at the development of microwave dual-band dielectric resonator antennas by means of establishing a design methodology for them and of proposing novel configurations of this antenna type. Studies on dielectric resonator antennas and on their design techniques provided the ground for elaborating a design procedure for dual-band antennas that exploits the flexibility of dielectric resonator antennas. By employing this design procedure, two antennas with original configurations have been developed for operation at microwave frequencies. One of them is a cylindrical dielectric resonator antenna on a ground plane, intended for operation at the center frequencies of 3.94 GHz and 5.42 GHz, with a directional radiation pattern and circular polarization in the first operating band and with an omnidirectional radiation pattern and linear polarization in the second one. The other antenna consists of a cylindrical dielectric resonator antenna on a grounded dielectric substrate, whose operating center frequencies are 3.99 GHz and 6.20 GHz, with a directional radiation pattern and circular polarization in both operating bands. The design of the two antennas also led to additional new contributions in some related specific subjects: excitation structures for dielectric resonator antennas, dual-band 90°-hybrid couplers, feeding circuits for dual-band antennas, and mathematical models for the cylindrical dielectric resonator isolated in free space. The behaviors theoretically expected for the designed antennas are confirmed by means of results obtained from electromagnetic simulation and from experimental measurements, which indicates the validity of the assumed hypotheses, of the proposed antenna configurations and of the conceived design methodology, also demonstrating the flexibility of the latter for various antenna specifications. The advances obtained with this work and the improvements that can be made on it are identified by examining results recently published in the technical literature. This work was carried out as a sandwich doctoral research, developed at the University of Houston under the supervision of Prof. Stuart A. Long.