O presente trabalho trata do cálculo da força contra eletromotriz em carga de uma máquina síncrona com ímãs na superfície do rotor (cuja forma de onda de força contra eletromotriz é não senoidal) sendo esta alimentada por correntes de fase cujas forma de onda são quadradas. Para conduzir esta investigação e calcular a força contra eletromotriz da máquina em estudo, faz-se uma revisão sobre o Método da Permeabilidade Fixa, método este que permite a linearização do ponto de operação da máquina. Dessa forma, as simulações são conduzidas por meio do método dos elementos finitos e do Método da Permeabilidade Fixa, levando-se em conta a forma de onda da corrente de alimentação. Atenção especial é dada ao modo que se analisa o fluxo concatenado e a forma de obtenção da força contra eletromotriz uma vez que as formas de onda do fluxo concatenado sofrem variações abruptas a cada 60º elétricos. Além destes parâmetros, analisa-se também cada uma das parcelas do torque eletromagnético, i.e., torque mútuo, torque de relutância e torque de borda, sendo realizado ao final do trabalho, uma comparação entre a soma da estimativa de cada parâmetro com o valor do torque eletromagnético obtido por meio de uma simulação não linear. / This work deals with the assessment of a surface mounted magnet synchronous machine\'s parameters (whose back-EMF is approximately trapezoidal) and that is fed by an ideal square current waveform. In order to investigate and describe each machine\'s parameter, a review on Frozen Permeability Method is presented. Some simulation by means of finite element method with the aid of Frozen Permeability Method are carried out taking into account that the machine is fed by an ideal square current waveform. The results for flux-linkage wave-form and back-EMF waveform are shown and analyzed. A special attention is given to back-EMF calculation since the linkage flux of each phase has an abrupt change every sixty electrical degrees due to the phase commutation. In addition, an attention is given to each torque component on load condition, i.e., mutual torque, reluctance torque, cogging torque and a comparison between the electromagnetic torque and the summation of these components.

INTRODUÇÃO: Imagens por tensores de difusão (diffusion tensor imaging - DTI) do cérebro são parte fundamental de exames de ressonância magnética (RM) na rotina clínica. Entretanto, não há informação científica suficiente para inferir a base histológica de parâmetros de imagens de DTI. Um dos achados frequentes nos exames de RM são as áreas de alteração de sinal na substância branca (AASSB). Neste estudo, analisamos imagens de RM post-mortem, em particular as AASSB, e seus correlatos histológicos e imuno-histoquímicos. OBJETIVOS: Descrever os parâmetros quantitativos de imagens de DTI imagens obtidas in cranio post-mortem, comparar com parâmetros de relaxometria e transferência de magnetização e avaliar seus correlatos histológicos nas AASSB e AHAN, utilizando técnicas de correspondência espacial ponto-a-ponto. MÉTODOS: Analisamos áreas distribuídas na substância branca de encéfalos de quatro sujeitos submetidos ao exame de RM post-mortem, aproximadamente 12,87 horas (±2,59). A RM foi realizada em sistema com campo de 3,0 T, sendo utilizadas imagens FLAIR; T2 multi-eco, DTI, Densidade de Prótons para cálculo da taxa de transferência de magnetização (magnetization transfer ratio - MTR). Foram delimitadas regiões de interesse (ROI) em 20 áreas contendo AASSB e 20 áreas homólogas aparentemente normais (AHAN). Para cada área, foram obtidos valores de anisotropia fracional (FA), coeficiente de difusão aparente (ADC), MTR e tempo T2. Os encéfalos foram seccionados em fatias de 0,4mm e fotografados em alta resolução. Estas imagens foram co-registradas tridimensionalmente com as imagens de RM, utilizando técnica semi-automatizada para correlação ponto-a-ponto. Os fragmentos analisados foram corados por hematoxilina-eosina (HE), Kluverx Barrera (KB), galocianina (GALL), anti-neurofilamento (anti-NF), antiproteína básica de mielina (anti-MBP) e anti-proteína ácida fibrilar glial (anti- GFAP). RESULTADOS: Os valores de FA foram 0,40 ±0,12 nas AASSB, e 0,52±0,15 nas AHAN. Os valores de ADC foram nas AASSB de 0,129±0,04 x 10-3mm2/s, e 0,108±0,03 x10-3mm2/s nas AHAN. Os valores de MTR foram 51,59±0,88 % nas AASSB, e 52,88±4,09 % nas AHAN. Os valores de RT2 foram 91,79±1,95 % nas AASSB, e 69,94±4,54 % nas AHAN. Os valores de HE foram 162,9±20,0 nas AASSB, e 163,3±20,4 nas AHAN. Os valores de GALL foram de 181,8±4,36 nas AASSB, e 167,11±20,65 nas AHAN. Os valores de KB foram de 168,9±19,08 nas AASSB, e 182.82±20,65 nas AHAN. Os valores de NF médios mensurados foram de 131,6±12,23 nas AASSB, e 128,03±4,74 nas AHAN. Os valores de MBP médios mensurados foram de 153,9 ±13,67 nas AASSB, e 153,18±12,69 nas AHAN. Os valores de GFAP médios mensurados foram de 94.61±7,85 nas AASSB, e 81,23±6,29 nas AHAN. Os testes não paramétricos de correlação (Spearman) entre variáveis de imagens de RM e histologia apresentaram correlação apenas entre FA e GFAP (r=-0,59; p < 0,005). DISCUSSÃO E CONCLUSÕES: De acordo com os resultados obtidos, podemos inferir que a presença de gliose é um processo patológico que pode ser detectado utilizando os parâmetros de FA nas imagens de DTI. Os resultados apresentados demonstram que imagens de RM adquiridas post-mortem podem servir para compreender melhor as alterações estruturais do tecido cerebral / BACKGROUND: Diffusion tensor imaging (DTI) is part of magnetic resonance imaging (MRI) acquisition methods available in clinical exams. However, there are not enough scientific basis to infer the histological substract of DTI parameters. White matter hyperintensities (WMH) are frequent findings in clinical MRI routine. In the last years, scientific evidences show that these injuries are not just age-related benign changes, but they could be associated to pathological processes. In this study we analyzed post-mortem MRI DTI data, specifically investigating WMH, their histological and immunohistochemical correlates. OBJECTIVES : At present study, we aimed to analyze quantifiable DTI parameters - Fractional Anisotropy (FA) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) - relaxometry (RT2) and magnetization transfer ratio (MTR) in WMH compared and normal appearing white matter (NAWM) from images obtained postmortem and in situ, and assess their histological substracts at WMH and NAWM using a point-topoint correlation platform. METHODS : We analyzed 20 regions of interest (ROI) encompassing WMH and NAWM selected from four subjects using in situ post-mortem MRI data acquired in 3.0T MR system. The subjects were scanned with a post-mortem interval of approximately 12h54m (±2h36m). The MRI analysis included 3D T1, FLAIR; multi-echo T2, DTI, and proton density to calculate the rate of magnetization transfer (magnetization transfer ratio - MTR). In each ROI we obtained measures of FA, ADC, RT2 and MTR. Brain specimens were posteriorly fixed in celloidin, sectioned into 0.4mm slices and photographed in high resolution. These images were co-registered with three-dimensional MR images using semi-automated technique for correlation using a point-to-point method established in our group. WMH and NAWM ROIs from MRI were submitted to quantitative histological analysis based on optical density color-deconvolution technique. Histological section were stained in hematoxylin-eosin (HE) , Kluver-Barrera (KB) , galloccyanin (GALL), anti-neurofilament (anti-NF) , anti-basic myelin protein (anti-MBP) and anti-glial fibrillary acidic protein (anti-GFAP). RESULTS: The mean FA values were 0.40±0.12 in WMH, and 0.52±0.15 in NAWM. ADC in WMH was 0.1290±0.04, x10-3mm2/s and 0.1081± 0.03 x10-3mm2/s in NAWM. MTR was 51.59± 0.88% in WMH, and 52.88±4.09% in NAWM. RT2 was 91.79±1.95% in WMH, and 69.94±4.54% in NAWM. FA, ADC and RT2 values were different between WMH and NAWM in a non-parametric analysis. On the quantitative histological analysis, the HE was 162.9±20.0 in WMH , and 163.3±20.4% in NAWM. GALL values at WMH was 181.8±4.36 and 167.11±20.65 at NAWM. KB was 168.9±19.08 in WMH, and 182.82±20.65 at NAWM. NF mean were 131.6 ±12.23 in WMH, and 128.03 ±14.74 at NAWM. MBP was 153.9±13.67 at WMH, and 153.18±12.69 at NAWM. Only GFAP values were different between WMH and NAWM. Mean GFAP was 94.61±7.85 in WMH, and 81.23±6.29 at NAWM. Non-parametric test (Spearman) between MR images and histology, showed correlation only for FA vs GFAP (r=-0.594, p < 0.005). DISCUSSION AND CONCLUSIONS: DTI FA and ADC parameters (and RT2 values) showed different patterns in WMH compared to NAWM, indicating that MR images acquired post-mortem may serve to understand the structural changes of the brain tissue. The presence of gliosis is a pathological process seems to be related to FA value from DTI

INTRODUÇÃO: Imagens por tensores de difusão (diffusion tensor imaging - DTI) do cérebro são parte fundamental de exames de ressonância magnética (RM) na rotina clínica. Entretanto, não há informação científica suficiente para inferir a base histológica de parâmetros de imagens de DTI. Um dos achados frequentes nos exames de RM são as áreas de alteração de sinal na substância branca (AASSB). Neste estudo, analisamos imagens de RM post-mortem, em particular as AASSB, e seus correlatos histológicos e imuno-histoquímicos. OBJETIVOS: Descrever os parâmetros quantitativos de imagens de DTI imagens obtidas in cranio post-mortem, comparar com parâmetros de relaxometria e transferência de magnetização e avaliar seus correlatos histológicos nas AASSB e AHAN, utilizando técnicas de correspondência espacial ponto-a-ponto. MÉTODOS: Analisamos áreas distribuídas na substância branca de encéfalos de quatro sujeitos submetidos ao exame de RM post-mortem, aproximadamente 12,87 horas (±2,59). A RM foi realizada em sistema com campo de 3,0 T, sendo utilizadas imagens FLAIR; T2 multi-eco, DTI, Densidade de Prótons para cálculo da taxa de transferência de magnetização (magnetization transfer ratio - MTR). Foram delimitadas regiões de interesse (ROI) em 20 áreas contendo AASSB e 20 áreas homólogas aparentemente normais (AHAN). Para cada área, foram obtidos valores de anisotropia fracional (FA), coeficiente de difusão aparente (ADC), MTR e tempo T2. Os encéfalos foram seccionados em fatias de 0,4mm e fotografados em alta resolução. Estas imagens foram co-registradas tridimensionalmente com as imagens de RM, utilizando técnica semi-automatizada para correlação ponto-a-ponto. Os fragmentos analisados foram corados por hematoxilina-eosina (HE), Kluverx Barrera (KB), galocianina (GALL), anti-neurofilamento (anti-NF), antiproteína básica de mielina (anti-MBP) e anti-proteína ácida fibrilar glial (anti- GFAP). RESULTADOS: Os valores de FA foram 0,40 ±0,12 nas AASSB, e 0,52±0,15 nas AHAN. Os valores de ADC foram nas AASSB de 0,129±0,04 x 10-3mm2/s, e 0,108±0,03 x10-3mm2/s nas AHAN. Os valores de MTR foram 51,59±0,88 % nas AASSB, e 52,88±4,09 % nas AHAN. Os valores de RT2 foram 91,79±1,95 % nas AASSB, e 69,94±4,54 % nas AHAN. Os valores de HE foram 162,9±20,0 nas AASSB, e 163,3±20,4 nas AHAN. Os valores de GALL foram de 181,8±4,36 nas AASSB, e 167,11±20,65 nas AHAN. Os valores de KB foram de 168,9±19,08 nas AASSB, e 182.82±20,65 nas AHAN. Os valores de NF médios mensurados foram de 131,6±12,23 nas AASSB, e 128,03±4,74 nas AHAN. Os valores de MBP médios mensurados foram de 153,9 ±13,67 nas AASSB, e 153,18±12,69 nas AHAN. Os valores de GFAP médios mensurados foram de 94.61±7,85 nas AASSB, e 81,23±6,29 nas AHAN. Os testes não paramétricos de correlação (Spearman) entre variáveis de imagens de RM e histologia apresentaram correlação apenas entre FA e GFAP (r=-0,59; p < 0,005). DISCUSSÃO E CONCLUSÕES: De acordo com os resultados obtidos, podemos inferir que a presença de gliose é um processo patológico que pode ser detectado utilizando os parâmetros de FA nas imagens de DTI. Os resultados apresentados demonstram que imagens de RM adquiridas post-mortem podem servir para compreender melhor as alterações estruturais do tecido cerebral / BACKGROUND: Diffusion tensor imaging (DTI) is part of magnetic resonance imaging (MRI) acquisition methods available in clinical exams. However, there are not enough scientific basis to infer the histological substract of DTI parameters. White matter hyperintensities (WMH) are frequent findings in clinical MRI routine. In the last years, scientific evidences show that these injuries are not just age-related benign changes, but they could be associated to pathological processes. In this study we analyzed post-mortem MRI DTI data, specifically investigating WMH, their histological and immunohistochemical correlates. OBJECTIVES : At present study, we aimed to analyze quantifiable DTI parameters - Fractional Anisotropy (FA) and Apparent Diffusion Coefficient (ADC) - relaxometry (RT2) and magnetization transfer ratio (MTR) in WMH compared and normal appearing white matter (NAWM) from images obtained postmortem and in situ, and assess their histological substracts at WMH and NAWM using a point-topoint correlation platform. METHODS : We analyzed 20 regions of interest (ROI) encompassing WMH and NAWM selected from four subjects using in situ post-mortem MRI data acquired in 3.0T MR system. The subjects were scanned with a post-mortem interval of approximately 12h54m (±2h36m). The MRI analysis included 3D T1, FLAIR; multi-echo T2, DTI, and proton density to calculate the rate of magnetization transfer (magnetization transfer ratio - MTR). In each ROI we obtained measures of FA, ADC, RT2 and MTR. Brain specimens were posteriorly fixed in celloidin, sectioned into 0.4mm slices and photographed in high resolution. These images were co-registered with three-dimensional MR images using semi-automated technique for correlation using a point-to-point method established in our group. WMH and NAWM ROIs from MRI were submitted to quantitative histological analysis based on optical density color-deconvolution technique. Histological section were stained in hematoxylin-eosin (HE) , Kluver-Barrera (KB) , galloccyanin (GALL), anti-neurofilament (anti-NF) , anti-basic myelin protein (anti-MBP) and anti-glial fibrillary acidic protein (anti-GFAP). RESULTS: The mean FA values were 0.40±0.12 in WMH, and 0.52±0.15 in NAWM. ADC in WMH was 0.1290±0.04, x10-3mm2/s and 0.1081± 0.03 x10-3mm2/s in NAWM. MTR was 51.59± 0.88% in WMH, and 52.88±4.09% in NAWM. RT2 was 91.79±1.95% in WMH, and 69.94±4.54% in NAWM. FA, ADC and RT2 values were different between WMH and NAWM in a non-parametric analysis. On the quantitative histological analysis, the HE was 162.9±20.0 in WMH , and 163.3±20.4% in NAWM. GALL values at WMH was 181.8±4.36 and 167.11±20.65 at NAWM. KB was 168.9±19.08 in WMH, and 182.82±20.65 at NAWM. NF mean were 131.6 ±12.23 in WMH, and 128.03 ±14.74 at NAWM. MBP was 153.9±13.67 at WMH, and 153.18±12.69 at NAWM. Only GFAP values were different between WMH and NAWM. Mean GFAP was 94.61±7.85 in WMH, and 81.23±6.29 at NAWM. Non-parametric test (Spearman) between MR images and histology, showed correlation only for FA vs GFAP (r=-0.594, p < 0.005). DISCUSSION AND CONCLUSIONS: DTI FA and ADC parameters (and RT2 values) showed different patterns in WMH compared to NAWM, indicating that MR images acquired post-mortem may serve to understand the structural changes of the brain tissue. The presence of gliosis is a pathological process seems to be related to FA value from DTI

O presente trabalho investiga a propagação e amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma localizado nas proximidades dos pólos geomagnéticos, a altitudes não muito superiores a três vezes o raio da Terra. O fenômeno estudado é conhecido como Radiação Quilométrica das Auroras (AKR - Auroral Kilometric Radiation), a mais intensa das várias emissões que podem surgir em decorrência da interação entre o vento solar e a magnetosfera terrestre. Inicialmente são abordadas algumas das principais características conhecidas dessa emissão, através de uma revisão observacional do fenômeno. O maser de elétron-ciclotron é então discutido como um possível mecanismo gerador da AKR. Faz-se uso deste mecanismo para o estudo da propagação e amplificação da Radiação Quilométrica das Auroras, sendo os parãmetros físicos necessários para esse estudo obtidos de um modelo físico baseado no trabalho de Chiu & Shulz (1978) [1] que reproduz aproximadamente as condições do plasma na região fonte. Inclui-se no modelo os gradientes perpendiculares ao campo magnético ambiente, com variações em curta escala para a densidade, chamadas de subcavidades aurorais. As componentes do tensor dielétrico do plasma são calculadas para uma distribuição que consiste em uma soma de uma Maxwelliana, que descreve os elétrons frios, e uma cone-de-perda do tipo DGH relativística para os elétrons energéticos, sendo utilizada a aproximação localmente homogênea. É feito um estudo de traçado de raios por meio das equações da ótica geométrica e em cada ponto da trajetória da onda é calculada a emissividade espectral. Através da equação de transferência, obtém-se o fator de amplificação da onda enquanto ela se propaga pela região fonte. Se constata que a inclusão da emissividade do meio no estudo de traçado de raios aumenta o fator de amplificação. Porém, esse aumento não é suficiente para explicar os níveis de amplificação normalmente observados. Em contraponto, conclui-se que a inclusão de variações de curta escala (na direção perpendicular ao campo magnético) na densidade e demais parãmetros do plasma da região fonte, pode ser um fator muito importante na explicação desses níveis de amplificação. / The present work investigates the propagation and amplification of electromagnetic waves in a plasma localized in the vicinity of the geomagnetic poles, at heights not much greater than three times the Earth's radius. The phenomena studied is known as the Aurorai Kilometric Radiation (AKR), the strongest of the various types of emission that can occur as a consequence of the interaction of the solar wind and the terrestrial magnetosphere. Initially some of the main known characteristics of this emission are discussed, including a review of the literature on the observational features of the phenomena. The electron cyclotron maser mechanism is then discussed as a possible generator mechanism for the AKR. This mechanism is then utilized in order to study the propagation and amplification of the Aurorai Kilometric Radiation, the physical parameters necessary for this study being obtained from a physical model based in the work of Chiu & Schultz (1978), which approximately reproduces the plasma conditions in the source region. The model includes the gradients perpendicular to the ambient magnetic field, with small scale variations of the density, called auroral subcavities. The componente of the plasma dielectric tensor are calculated for one distribution which consists in a summation of a Maxwellian, which describes cold electrons, and a relativistic DGH distribution for the energetic loss-cone electrons, being used the locally homogeneous approximation. A ray-tracing study is done using the geometrical optics equations, and at each point along the wave trajectory the spectral emissivity is calculated. By means of the transfer equation, the wave amplification factor is obtained for as long as the wave propagates in the source region. It is verified that the inclusion of the emissivity of the medium in the ray tracing calculation enhances the amplification factor. However, the increase obtained is not sufficient to expiam the amplification leveis currently observed. On the other hand, it is concluded that the inclusion of small scale variations (in the direction perpendicular to the magnetic field) in the density and other plasma parameters in the source region, may be an important factor in the explanation of the observed amplification leveis.

No presente trabalho, estudamos a absorção e amplificação de ondas eletromagnéticas que se propagam em plasmas com densidade e temperatura fracamente inomogêneas, imersos em um campo magnético também inomogêneo, tendo como base a teoria cinética, dentro do contexto da aproximação local. Esse estudo se dá efetivamente a partir da obtenção do tensor dielétrico do plasma, que deve ser empregado na relação de dispersão. Iniciamos com uma revisão dos conceitos básicos sobre plasmas homogêneos e inomogêneos. Os fundamentos da teoria cinética também foram abordados. Apresentamos uma revisão de trabalhos anteriores que enfocam o mesmo tema, embora descrevendo separadamente os dois tipos de inomogeneidades. A partir desses trabalhos, obtivemos um tensor dielétrico geral, que descreve de forma simultânea as inomogeneidades do campo magnético de equilíbrio e da função distribuição de equilíbrio.Tal tensor foi obtido a partir de um sólido desenvolvimento teórico, que garante a correta descrição da troca de energia entre as ondas e as partículas do plasma. Abordamos os aspectos gerais das instabilidades de deriva, direcionando o estudo à faixa de frequência das ondas híbridas inferiores, e às instabilidades LHDI e MTSI (IWI). Utilizamos perfis lineares de inomogeneidades de campo magnêtico ambiente e densidade para modelar a região da magnetosfera conhecida como neutral sheet. Particularizamos o tensor dielétrico para o estudo específico das instabilidades LHDI e MTSI (IWI), para o tipo de perfil citado acima. Apresentamos uma nova rela»c~ao de dispers~ao para plasmas inomogêneos, que incorpora explicitamente as derivadas espaciais do tensor dielétrico do plasma. Usamos o tensor que unifica os tratamentos das inomogeneidades do campo e densidade nessa relação de dispersão, e obtivemos uma descrição unificada das instabilidades LHDI e MTSI (IWI).

No presente trabalho, estudamos a absorção e amplificação de ondas eletromagnéticas que se propagam em plasmas com densidade e temperatura fracamente inomogêneas, imersos em um campo magnético também inomogêneo, tendo como base a teoria cinética, dentro do contexto da aproximação local. Esse estudo se dá efetivamente a partir da obtenção do tensor dielétrico do plasma, que deve ser empregado na relação de dispersão. Iniciamos com uma revisão dos conceitos básicos sobre plasmas homogêneos e inomogêneos. Os fundamentos da teoria cinética também foram abordados. Apresentamos uma revisão de trabalhos anteriores que enfocam o mesmo tema, embora descrevendo separadamente os dois tipos de inomogeneidades. A partir desses trabalhos, obtivemos um tensor dielétrico geral, que descreve de forma simultânea as inomogeneidades do campo magnético de equilíbrio e da função distribuição de equilíbrio.Tal tensor foi obtido a partir de um sólido desenvolvimento teórico, que garante a correta descrição da troca de energia entre as ondas e as partículas do plasma. Abordamos os aspectos gerais das instabilidades de deriva, direcionando o estudo à faixa de frequência das ondas híbridas inferiores, e às instabilidades LHDI e MTSI (IWI). Utilizamos perfis lineares de inomogeneidades de campo magnêtico ambiente e densidade para modelar a região da magnetosfera conhecida como neutral sheet. Particularizamos o tensor dielétrico para o estudo específico das instabilidades LHDI e MTSI (IWI), para o tipo de perfil citado acima. Apresentamos uma nova rela»c~ao de dispers~ao para plasmas inomogêneos, que incorpora explicitamente as derivadas espaciais do tensor dielétrico do plasma. Usamos o tensor que unifica os tratamentos das inomogeneidades do campo e densidade nessa relação de dispersão, e obtivemos uma descrição unificada das instabilidades LHDI e MTSI (IWI).

No presente trabalho, estudamos a absorção e amplificação de ondas eletromagnéticas que se propagam em plasmas com densidade e temperatura fracamente inomogêneas, imersos em um campo magnético também inomogêneo, tendo como base a teoria cinética, dentro do contexto da aproximação local. Esse estudo se dá efetivamente a partir da obtenção do tensor dielétrico do plasma, que deve ser empregado na relação de dispersão. Iniciamos com uma revisão dos conceitos básicos sobre plasmas homogêneos e inomogêneos. Os fundamentos da teoria cinética também foram abordados. Apresentamos uma revisão de trabalhos anteriores que enfocam o mesmo tema, embora descrevendo separadamente os dois tipos de inomogeneidades. A partir desses trabalhos, obtivemos um tensor dielétrico geral, que descreve de forma simultânea as inomogeneidades do campo magnético de equilíbrio e da função distribuição de equilíbrio.Tal tensor foi obtido a partir de um sólido desenvolvimento teórico, que garante a correta descrição da troca de energia entre as ondas e as partículas do plasma. Abordamos os aspectos gerais das instabilidades de deriva, direcionando o estudo à faixa de frequência das ondas híbridas inferiores, e às instabilidades LHDI e MTSI (IWI). Utilizamos perfis lineares de inomogeneidades de campo magnêtico ambiente e densidade para modelar a região da magnetosfera conhecida como neutral sheet. Particularizamos o tensor dielétrico para o estudo específico das instabilidades LHDI e MTSI (IWI), para o tipo de perfil citado acima. Apresentamos uma nova rela»c~ao de dispers~ao para plasmas inomogêneos, que incorpora explicitamente as derivadas espaciais do tensor dielétrico do plasma. Usamos o tensor que unifica os tratamentos das inomogeneidades do campo e densidade nessa relação de dispersão, e obtivemos uma descrição unificada das instabilidades LHDI e MTSI (IWI).

O presente trabalho investiga a propagação e amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma localizado nas proximidades dos pólos geomagnéticos, a altitudes não muito superiores a três vezes o raio da Terra. O fenômeno estudado é conhecido como Radiação Quilométrica das Auroras (AKR - Auroral Kilometric Radiation), a mais intensa das várias emissões que podem surgir em decorrência da interação entre o vento solar e a magnetosfera terrestre. Inicialmente são abordadas algumas das principais características conhecidas dessa emissão, através de uma revisão observacional do fenômeno. O maser de elétron-ciclotron é então discutido como um possível mecanismo gerador da AKR. Faz-se uso deste mecanismo para o estudo da propagação e amplificação da Radiação Quilométrica das Auroras, sendo os parãmetros físicos necessários para esse estudo obtidos de um modelo físico baseado no trabalho de Chiu & Shulz (1978) [1] que reproduz aproximadamente as condições do plasma na região fonte. Inclui-se no modelo os gradientes perpendiculares ao campo magnético ambiente, com variações em curta escala para a densidade, chamadas de subcavidades aurorais. As componentes do tensor dielétrico do plasma são calculadas para uma distribuição que consiste em uma soma de uma Maxwelliana, que descreve os elétrons frios, e uma cone-de-perda do tipo DGH relativística para os elétrons energéticos, sendo utilizada a aproximação localmente homogênea. É feito um estudo de traçado de raios por meio das equações da ótica geométrica e em cada ponto da trajetória da onda é calculada a emissividade espectral. Através da equação de transferência, obtém-se o fator de amplificação da onda enquanto ela se propaga pela região fonte. Se constata que a inclusão da emissividade do meio no estudo de traçado de raios aumenta o fator de amplificação. Porém, esse aumento não é suficiente para explicar os níveis de amplificação normalmente observados. Em contraponto, conclui-se que a inclusão de variações de curta escala (na direção perpendicular ao campo magnético) na densidade e demais parãmetros do plasma da região fonte, pode ser um fator muito importante na explicação desses níveis de amplificação. / The present work investigates the propagation and amplification of electromagnetic waves in a plasma localized in the vicinity of the geomagnetic poles, at heights not much greater than three times the Earth's radius. The phenomena studied is known as the Aurorai Kilometric Radiation (AKR), the strongest of the various types of emission that can occur as a consequence of the interaction of the solar wind and the terrestrial magnetosphere. Initially some of the main known characteristics of this emission are discussed, including a review of the literature on the observational features of the phenomena. The electron cyclotron maser mechanism is then discussed as a possible generator mechanism for the AKR. This mechanism is then utilized in order to study the propagation and amplification of the Aurorai Kilometric Radiation, the physical parameters necessary for this study being obtained from a physical model based in the work of Chiu & Schultz (1978), which approximately reproduces the plasma conditions in the source region. The model includes the gradients perpendicular to the ambient magnetic field, with small scale variations of the density, called auroral subcavities. The componente of the plasma dielectric tensor are calculated for one distribution which consists in a summation of a Maxwellian, which describes cold electrons, and a relativistic DGH distribution for the energetic loss-cone electrons, being used the locally homogeneous approximation. A ray-tracing study is done using the geometrical optics equations, and at each point along the wave trajectory the spectral emissivity is calculated. By means of the transfer equation, the wave amplification factor is obtained for as long as the wave propagates in the source region. It is verified that the inclusion of the emissivity of the medium in the ray tracing calculation enhances the amplification factor. However, the increase obtained is not sufficient to expiam the amplification leveis currently observed. On the other hand, it is concluded that the inclusion of small scale variations (in the direction perpendicular to the magnetic field) in the density and other plasma parameters in the source region, may be an important factor in the explanation of the observed amplification leveis.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Em comunicaÃÃes cooperativas, dois ou mais terminais de transmissÃo sÃo combinados para aumentar a diversidade e/ou a potencia dos sinais que chegam a um determinado receptor. Portanto, mesmo que os dispositivos nÃo disponham de mais de uma antena, ou que entÃo haja uma grande perda por propagaÃÃo entre dois pontos comunicantes, os diversos elementos transmissores podem atuar como um arranjo virtual de antenas, obtendo-se assim vantagens dos sistemas de mÃltiplas antenas (MIMO), sobretudo o aumento da capacidade de transmissÃo. Recentemente, a chamada analise tensorial tem se mostrado uma abordagem eficiente entÃo para a estimaÃÃo de canais em sistemas com diversidade cooperativa. Contudo, nos poucos trabalhos dedicados a essa tarefa, a utilizaÃÃo da decomposiÃÃo tensorial PARAFAC para a modelagem dos sinais recebidos nÃo possibilitou o desenvolvimento de tÃcnicas de estimaÃÃo conjunta de canais e sÃmbolos. Com a idÃia de se evitar o uso de sequencias de treinamento, que limita a eficiÃncia espectral da transmissÃo por dedicar uma parte da largura de banda apenas para a tarefa de estimaÃÃo dos canais, o objetivo desta tese à prover novas estratÃgias de comunicaÃÃo, em termos de sistemas de transmissÃo e receptores semi-cegos, baseados em tensores adaptados a sistemas cooperativos MIMO unidirecionais de dois saltos. Dois sistemas de transmissÃo sÃo propostos utilizando uma codificaÃÃo espaÃo-temporal do tipo Khatri-Rao na fonte e duas estrategias de processamento Amplify-and-Forward (AF) no relay. Para estes sistemas, nomeados PT2-AF e NP-AF, os sinais recebidos no chamado nà de destino satisfazem os modelos tensoriais do tipo PARATUCK2 e Nested PARAFAC. Explorando as propriedades de unicidade destes modelos tensoriais estabelecidas nesta tese, vÃrios receptores semi-cegos sÃo derivados. Alguns destes receptores sÃo do tipo ALS, enquanto outros sÃo de soluÃÃes baseadas na factorizaÃÃo de produtos de Khatri-Rao. Resultados de simulaÃÃo sÃo apresentados para ilustrar os desempenhos dos receptores propostos em comparaÃÃo a alguns estimadores supervisionados. / In cooperative communication systems, two or more transmitting terminals are combined to increase the diversity and/or the power of the signals arriving at a particular receiver. Therefore, even if the devices do not have more than one antenna, or if a significant propaga- tion loss is present between the two communicating nodes, the various transmitting elements can act as a virtual antenna array, thus obtaining the benefits of the multiple antenna (MIMO) systems, especially the increase in the capacity. Recently, tensor decompositions have been introduced as an efficient approach for channel estimation in cooperative com- munication systems. However, among the few works devoted to this task, the utilization of the PARAFAC tensor decomposition for modeling the received signals did not allow the development of techniques for joint symbol and channel estimation. Aiming to avoid the use of pilot sequences, which limits the overall spectral efficiency by dedicating a portion of the bandwidth only for the channel estimation task, the objective of this thesis is to provide new tensor-based strategies, including transmission systems and semi-blind receivers, for one-way two-hop MIMO relaying systems. Based on a Khatri-Rao space-time coding at the source and two different Amplify-and-Forward (AF) relaying strategies, two transmission schemes are proposed. For these systems, named PT2-AF and NP-AF, the received signals at the destination node follow respectively a PARATUCK2 and a nested PARAFAC tensor model. Exploiting uniqueness properties of these tensor models which are established in the thesis, several semi-blind receivers are derived. Some of these receivers are of iterative form us- ing an ALS algorithm, whereas some other ones have closed-form solutions associated with Khatri-Rao factorizations. Some simulation results are finally presented to illustrate the per- formance of the proposed receivers which are compared to some state-of-the-art supervised techniques.

O presente trabalho trata do cálculo da força contra eletromotriz em carga de uma máquina síncrona com ímãs na superfície do rotor (cuja forma de onda de força contra eletromotriz é não senoidal) sendo esta alimentada por correntes de fase cujas forma de onda são quadradas. Para conduzir esta investigação e calcular a força contra eletromotriz da máquina em estudo, faz-se uma revisão sobre o Método da Permeabilidade Fixa, método este que permite a linearização do ponto de operação da máquina. Dessa forma, as simulações são conduzidas por meio do método dos elementos finitos e do Método da Permeabilidade Fixa, levando-se em conta a forma de onda da corrente de alimentação. Atenção especial é dada ao modo que se analisa o fluxo concatenado e a forma de obtenção da força contra eletromotriz uma vez que as formas de onda do fluxo concatenado sofrem variações abruptas a cada 60º elétricos. Além destes parâmetros, analisa-se também cada uma das parcelas do torque eletromagnético, i.e., torque mútuo, torque de relutância e torque de borda, sendo realizado ao final do trabalho, uma comparação entre a soma da estimativa de cada parâmetro com o valor do torque eletromagnético obtido por meio de uma simulação não linear. / This work deals with the assessment of a surface mounted magnet synchronous machine\'s parameters (whose back-EMF is approximately trapezoidal) and that is fed by an ideal square current waveform. In order to investigate and describe each machine\'s parameter, a review on Frozen Permeability Method is presented. Some simulation by means of finite element method with the aid of Frozen Permeability Method are carried out taking into account that the machine is fed by an ideal square current waveform. The results for flux-linkage wave-form and back-EMF waveform are shown and analyzed. A special attention is given to back-EMF calculation since the linkage flux of each phase has an abrupt change every sixty electrical degrees due to the phase commutation. In addition, an attention is given to each torque component on load condition, i.e., mutual torque, reluctance torque, cogging torque and a comparison between the electromagnetic torque and the summation of these components.