Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-14T21:36:46Z No. of bitstreams: 1 AlbanisaFelipeDosSantos_DISSERT.pdf: 4703287 bytes, checksum: e882be5f3bf32915ca0f8f6710487c3d (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-16T17:33:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AlbanisaFelipeDosSantos_DISSERT.pdf: 4703287 bytes, checksum: e882be5f3bf32915ca0f8f6710487c3d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-16T17:33:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlbanisaFelipeDosSantos_DISSERT.pdf: 4703287 bytes, checksum: e882be5f3bf32915ca0f8f6710487c3d (MD5) Previous issue date: 2013-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Neste trabalho, as propriedades de auto-similaridade dos fractais s?o exploradas para o desenvolvimento de superf?cies seletivas de frequ?ncia (Frequency Selectives Surfaces - FSS) com v?rias bandas de rejei??o. Em particular, s?o considerados fractais de Gosper, na defini??o dos formatos dos elementos das FSS. Por conta da dificuldade de impress?o de detalhes dos elementos das FSS, s?o considerados apenas elementos pr?-fractais, com at? tr?s itera??es fractais. As simula??es foram realizadas com o uso do programa comercial Ansoft Designer. Para fins de valida??o de resultados, foram constru?dos v?rios prot?tipos de FSS com elementos pr?-fractais. No processo de fabrica??o, os formatos dos elementos pr?-fractais foram desenhados com aux?lio do programa Corel Draw. Os prot?tipos constru?dos foram medidos atrav?s de um analisador de redes vetorial (modelo N3250A, da Agilent Technologies). A utiliza??o de elementos pr?-fractais nas estruturas de FSS consideradas, permitiu verificar que o aumento do n?vel fractal possibilita a redu??o do tamanho dos elementos, por?m reduz a largura de banda das mesmas. Neste sentido, ? tamb?m investigado o efeito produzido pelo cascateamento de estruturas de FSS na largura de banda. Foi observado que o uso de estruturas cascateadas, al?m de aumentar a largura de banda, permitiu, em alguns casos, a obten??o de at? respostas em frequ?ncia com tr?s bandas de opera??o entre 6 GHz e 15 GHz. / The fractal self-similarity property is studied to develop frequency selective surfaces (FSS) with several rejection bands. Particularly, Gosper fractal curves are used to define the shapes of the FSS elements. Due to the difficulty of making the FSS element details, the analysis is developed for elements with up to three fractal levels. The simulation was carried out using Ansoft Designer software. For results validation, several FSS prototypes with fractal elements were fabricated. In the fabrication process, fractals elements were designed using computer aided design (CAD) tools. The prototypes were measured using a network analyzer (N3250A model, Agilent Technologies). Matlab software was used to generate compare measured and simulated results. The use of fractal elements in the FSS structures showed that the use of high fractal levels can reduce the size of the elements, at the same time as decreases the bandwidth. We also investigated the effect produced by cascading FSS structures. The considered cascaded structures are composed of two FSSs separated by a dielectric layer, which distance is varied to determine the effect produced on the bandwidth of the coupled geometry. Particularly, two FSS structures were coupled through dielectric layers of air and fiberglass. For comparison of results, we designed, fabricated and measured several prototypes of FSS on isolated and coupled structures. Agreement was observed between simulated and measured results. It was also observed that the use of cascaded FSS structures increases the FSSs bandwidths and, in particular cases, the number of resonant frequencies, in the considered frequency range. In future works, we will investigate the effects of using different types of fractal elements, in isolated, multilayer and coupled FSS structures for applications on planar filters, high-gain microstrip antennas and microwave absorbers

Neste trabalho, foi estudado a aplicação de novas heteroestruturas semicondutoras para detecção de radiação na região do infravermelho médio. Pontos quânticos de submonocamada, detectores de cascateamento quântico e pontos quânticos de InAlAs foram testados como opção para corrigir as deficiências em responsividade, corrente de escuro e temperatura de operação, comuns nas heteroestruturas convencionais baseadas em poços quânticos e pontos quânticos de InAs obtidos no regime de crescimento Stranski-Krastanov. Também foi projetado, fabricado e testado um circuito eletrônico de leitura de sinal misto para integração com matrizes de sensores e produção de imagens. Esse tipo de circuito possui uma série de vantagens em relação aos dispositivos convencionais que costumam ser completamente analógicos. / In this work, we studied the application of new types of semiconductor heterostructures for mid-infrared detection. Submonolayer quantum dots (SML-QDs), quantum-cascade detectors (QCDs) and InAlAs quantum dots were tested as an option to circumvent the common shortcomings of responsivity, dark current and operating temperature of the usual heterestructures based on quantum wells (QWs) and InAs Stranski-Krastanov quantum dots. We also designed, fabricated and tested a mixed-signal read-out circuit aiming the fabrication of focalplane arrays (FPAs) for applications to infrared imaging. This kind of architecture has several advantages over a fully analog design.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RobsonHCM.pdf: 3964230 bytes, checksum: b66d62a3ab0ff3d24888963581fbde31 (MD5) Previous issue date: 2009-08-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work presents a theoretical and numerical analysis for the cascading of frequency selective surfaces, which uses rectangular patches and triangular Koch fractals as elements. Two cascading techniques are used to determine the transmission and reflection characteristics. Frequency selective surfaces includes a large area of Telecommunications and have been widely used due to its low cost, low weight and ability to integrate with others microwaves circuits. They re especially important in several applications, such as airplane, antennas systems, radomes, rockets, missiles, etc.. FSS applications in high frequency ranges have been investigated, as well as applications of cascading structures or multi-layer, and active FSS. Furthermore, the analyses uses the microwave circuit theory, with the Floquet harmonics, it allows to obtain the expressions of the scattering parameters of each structure and also of the composed structure of two or more FSS. In this work, numeric results are presented for the transmission characteristics. Comparisons are made with experimental results and simulated results using the commercial software Ansoft Designer? v3. Finally, some suggestions are presented for future works on this subject / Este trabalho apresenta uma an?lise te?rica e num?rica do cascateamento de superf?cies seletivas de frequ?ncia, que usa patches retangulares e fractais de Koch triangular como elementos. Para isto, s?o utilizadas duas t?cnicas de cascateamento, visando ? determina??o das caracter?sticas de transmiss?o e de reflex?o. Superf?cies seletivas de frequ?ncia abrangem uma grande ?rea das Telecomunica??es e t?m sido largamente utilizadas devido a seu baixo custo, peso reduzido e possibilidade de se integrar com outros circuitos de microondas. Elas s?o especialmente importantes em diversas aplica??es, como avi?es, sistemas de antenas, radomes, foguetes, m?sseis, etc. Aplica??es de FSS em faixas de freq??ncia elevadas t?m sido investigadas, assim como aplica??es destas estruturas em cascata ou multicamadas, e FSS ativas. Especificamente, as an?lises usam a teoria de circuitos de microondas, em conjunto com os harm?nicos de Floquet, permite a obten??o das express?es dos par?metros de espalhamento de cada estrutura e tamb?m da estrutura composta por duas ou mais FSS. Nesse trabalho, s?o apresentados resultados num?ricos para as caracter?sticas de transmiss?o. S?o feitas compara??es com resultados experimentais e tamb?m com resultados simulados utilizando o software comercial Ansoft Designer? v3. S?o apresentadas, ainda, sugest?es de continuidade do trabalho

Neste trabalho, foi estudado a aplicação de novas heteroestruturas semicondutoras para detecção de radiação na região do infravermelho médio. Pontos quânticos de submonocamada, detectores de cascateamento quântico e pontos quânticos de InAlAs foram testados como opção para corrigir as deficiências em responsividade, corrente de escuro e temperatura de operação, comuns nas heteroestruturas convencionais baseadas em poços quânticos e pontos quânticos de InAs obtidos no regime de crescimento Stranski-Krastanov. Também foi projetado, fabricado e testado um circuito eletrônico de leitura de sinal misto para integração com matrizes de sensores e produção de imagens. Esse tipo de circuito possui uma série de vantagens em relação aos dispositivos convencionais que costumam ser completamente analógicos. / In this work, we studied the application of new types of semiconductor heterostructures for mid-infrared detection. Submonolayer quantum dots (SML-QDs), quantum-cascade detectors (QCDs) and InAlAs quantum dots were tested as an option to circumvent the common shortcomings of responsivity, dark current and operating temperature of the usual heterestructures based on quantum wells (QWs) and InAs Stranski-Krastanov quantum dots. We also designed, fabricated and tested a mixed-signal read-out circuit aiming the fabrication of focalplane arrays (FPAs) for applications to infrared imaging. This kind of architecture has several advantages over a fully analog design.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TercioLS_DISSERT.pdf: 2173183 bytes, checksum: 0473c9e56e2e2ec2462372a52af84fd3 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 / This work presents a theoretical analysis and numerical and experimental results of the scattering characteristics of frequency selective surfaces, using elements of type patch perfectly conductor. The structures are composed of two frequency selective surfaces on isotropic dielectric substrates cascaded, separated by a layer of air. The analysis is performed using the method of equivalent transmission line in combination with the Galerkin method, to determine the transmission and reflection characteristics of the structures analyzed. Specifically, the analysis uses the impedance method, which models the structure by an equivalent circuit, and applies the theory of transmission lines to determine the dyadic Green's function for the cascade structure. This function relates the incident field and surface current densities. These fields are determined algebraically by means of potential incidents and the imposition of the continuity of the fields in the dielectric interfaces. The Galerkin method is applied to the numerical determination of the unknown weight coefficients and hence the unknown densities of surface currents, which are expanded in terms of known basis functions multiplied by these weight coefficients. From the determination of these functions, it becomes possible to obtain numerical scattered fields at the top and bottom of the structures and characteristics of transmission and reflection of these structures. At work, we present numerical and experimental results for the characteristics of transmission and reflection. Comparisons were made with other results presented in literature, and it was observed a good agreement in the cases presented suggestions continuity of the work are presented / Esse trabalho apresenta uma an?lise te?rica e resultados num?ricos e experimentais das caracter?sticas de espalhamento de superf?cies seletivas em frequ?ncia, que usam elementos do tipo patch perfeitamente condutor. As estruturas s?o compostas por duas superf?cies seletivas em frequ?ncia sobre substratos diel?tricos isotr?picos cascateadas, separadas por uma camada de ar. A an?lise ? efetuada utilizando-se o m?todo da linha de transmiss?o equivalente em combina??o com o m?todo de Galerkin, visando determinar as caracter?sticas de transmiss?o e reflex?o das estruturas analisadas. Especificamente, a an?lise usa o m?todo da imped?ncia, que modela a estrutura por meio de um circuito equivalente e, aplica-se a teoria de linhas de transmiss?o para determinar a fun??o di?dica de Green, para a estrutura em cascata. Esta fun??o relaciona os campos incidentes e as densidades superficiais de corrente. Estes campos s?o determinados algebricamente por meio dos potenciais incidentes e da imposi??o da continuidade dos campos nas interfaces diel?tricas. O m?todo de Galerkin ? aplicado na determina??o num?rica dos coeficientes pesos desconhecidos e, consequentemente, das densidades superficiais de correntes desconhecidas, que s?o expandidas em termos de fun??es de base conhecidas multiplicadas por esses coeficientes peso. A partir da determina??o destas fun??es, torna-se poss?vel a obten??o num?rica dos campos espalhados no topo e na base das estruturas e das caracter?sticas de transmiss?o e de reflex?o destas estruturas. No trabalho, s?o apresentados resultados num?ricos e experimentais para as caracter?sticas de transmiss?o e de reflex?o. Foram efetuadas compara??es com outros resultados apresentados na literatura, tendo-se observado uma boa concord?ncia nos casos analisados Sugest?es de continuidade do trabalho s?o apresentadas