Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Este programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (SAR) na cabeça de um usuário de transceptores portáteis como os telefones celulares. Como introdução ao problema é realizada uma revisão dos efeitos biológicos e das recomendações para a exposição humana a radiofreqüências e microondas. Os principais resultados obtidos com simulações realizadas com o programa desenvolvido. São mostrados e comparados com os resultados simulados e medidos por outros autores, assim como com as recomendações nacionais e internacionais. A título de recomendação final e como alternativa visando minimizar os riscos que a absorção do campo pode representar para a saúde dos usuários, é proposta a utilização de antenas que emitem mais no sentido oposto à cabeça. Este conceito é testado com o desenvolvimento de uma antena simples em microstrip.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338907.pdf: 22234026 bytes, checksum: ee7cb18eda96aa8dbf5c67d881a36510 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho investiga os efeitos combinados da radiação e interferência eletromagnética em sistemas embarcados críticos baseados em dispositivos reconfiguráveis (FPGAs). Os efeitos investigados podem ser resultantes de interferência eletromagnética, conduzida ou radiada, ou através de radiação ionizante, por acúmulo de dose total (Total Ionizing Dose, ou TID) ou por efeitos de evento único, denominados de Single Event Effects (SEE). Dispositivos do tipo FPGA têm sido cada vez mais utilizados em sistemas críticos, devido a sua versatilidade, desempenho e robustez. O presente estudo contribui para a caracterização e qualificação de dispositivos FPGAs quando em funcionamento em ambientes ruidosos. O cenário descrito motivou a proposta deste trabalho, que contempla três objetivos principais: (1) O projeto, desenvolvimento e validação de uma plataforma para ensaios combinados de radiação e de interferência eletromagnética (conduzida e radiada) usando como referência o conjunto de normas IEC 62.132. (2) Desenvolver uma metodologia para qualificar sistemas em chip (SoCs) implementados em FPGA levando-se em conta os efeitos combinados da radiação (TID e SEE) e da interferência eletromagnética (EMI radiada e conduzida); (3) Demonstrar a utilização integrada da metodologia e plataforma para qualificação destes dispositivos e os sistemas em chip utilizados no que diz respeito à dose de radiação, tempo de atraso entre entrada e saída, tensão mínima de funcionamento, consumo de corrente dinâmico, nível de campo eletromagnético máximo suportado antes da falha, a faixa de frequências em que os dispositivos apresentaram falhas com outros valores de campo e a sensibilidade à Single Event Upsets (SEU) tendo seus efeitos combinados com TID e EMI. Cabe salientar que estas plataformas de testes deste nível e para este propósito não foram encontradas na literatura nem no Brasil nem no exterior, nos motivando ainda mais a pesquisa e o desenvolvimento pela sua originalidade e grande utilidade para projetos que envolvem sistemas em chip utilizando FPGAs quando submetidos à radiação e à EMI. Principalmente quando aplicado a sistemas embarcados para aplicações críticas. A plataforma desenvolvida é baseada em três placas específicas e complementares em duas versões. A primeira é dedicada para ensaios com radiação ionizante, e pode ser utilizada em uma câmara aceleradora de partículas ou em uma Gamma Cell (para exposição a raios gama) ou ainda em equipamentos de raios X. A segunda placa é dedicada para o teste de imunidade à EMI radiada utilizando uma Giga-hertz Transverse Electromagnetic Cell (GTEM Cell) de acordo com a norma IEC 62.132-2 e a terceira é uma placa de injeção de EMI conduzido pelas linhas de alimentação do circuito, e usou como referência a norma IEC 61.000-4-29. Com a plataforma e metodologia apresentadas neste trabalho foi possível comprovar que quanto maior a dose de radiação recebida, mais susceptível o dispositivo fica quando exposto à EMI, aumentando em pelo menos 30% a quantidade de falhas, em até 230% o tempo de atraso entre entrada e saída e em até 19% o consumo de corrente dinâmico do dispositivo. Assim como quanto maior a dose de radiação sofrida, maior será a sensibilidade à SEU. Com os limites de operação apresentados para os FPGAs em teste, o projetista pode decidir se o dispositivo está ou não qualificado para o seu uso em determinada aplicação.<br> / Abstract : The combined effects of radiation and electromagnetic interference in reconfigurable devices (FPGAs) are explored in this work. The investigated effects can originate from radiated or conducted electromagnetic interference, through ionizing radiation, by accumulation of total dose (Total Ionizing Dose TID) or by Single Event Effects also known as SEE. Since FPGA devices have been increasingly used in critical systems, due to their versatility, performance and robustness, this study contributes to the characterization and qualification of FPGAs devices when operating in noisy environments. The described scenario resulted in a proposal with three main objectives: (1) The design, development and validation of a platform for combined tests for radiation and electromagnetic interference (conducted and radiated) with reference to IEC 62.132 standards. (2) Development of a methodology to qualify systems on chip (SoC) implemented in FPGA taking into account the combined effects of radiation (TID and SEE) and electromagnetic interference (EMI radiated and conduced); (3) Demonstrate the combined use of the methodology and platform for qualifications of these devices and SoC used with respect to radiation dose, time delay between input and output, minimum operating voltage, the dynamic power consumption, electromagnetic field level supported before failure, the frequency range in which the devices had failures with other field values and sensitivity to Single Event Upsets (SEU) with TID and EMI combined effects. It should be emphasized that these test platforms, at this level and for this purpose have not been found in the literature either in Brazil or in other countries, motivating this research and development for its originality and use in projects involving systems on chip on FPGAs when exposed to radiation and EMI. Especially when applied to embedded systems for critical applications. The developed platform is based on three specific and complementary boards in two versions. The first one is dedicated to radiation immunity test according to the IEC 62132-2 standard, and can be used in a particle accelerator chamber (e.g. protons) Gamma Cell (for gamma rays exposure) or in X ray equipment s. The second board is dedicated to radiated noise immunity testing in a Giga- Hertz Transverse Electromagnetic Cell (GTEM Cell) referenced by the IEC 62.132-2 standard. The third one is a board for conducted EMI injection by the circuit supply lines referenced by the IEC 61.000-4-29 standard. With the platform and methodology presented in this work it was possible to prove that the higher radiation dose received, the more susceptible when exposed to EMI the device is, increasing by at least 30 % the number of failures, up to 230 % the time delay between input and output and up to 19 % dynamic current consuming of the device. As well as the higher the radiation dose suffered, the more sensitivity to SEU is. With operating limits presented for FPGAs under test, the designer can decide if the device is qualified or not for use in a particular application.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Este programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (SAR) na cabeça de um usuário de transceptores portáteis como os telefones celulares. Como introdução ao problema é realizada uma revisão dos efeitos biológicos e das recomendações para a exposição humana a radiofreqüências e microondas. Os principais resultados obtidos com simulações realizadas com o programa desenvolvido. São mostrados e comparados com os resultados simulados e medidos por outros autores, assim como com as recomendações nacionais e internacionais. A título de recomendação final e como alternativa visando minimizar os riscos que a absorção do campo pode representar para a saúde dos usuários, é proposta a utilização de antenas que emitem mais no sentido oposto à cabeça. Este conceito é testado com o desenvolvimento de uma antena simples em microstrip.

A modificação da superfície de materiais poliméricos demonstra-se extremamente útil em inúmeras áreas em que propriedades superficiais do material (molhabilidade, biocompatibilidade, adesividade, microestrutura, etc.) regem seus usos e aplicações, em setores como na tecnologia de membranas, aplicações medicinais e biotecnológicas e na tecnologia de materiais de recobrimentos. Muitas técnicas de tratamento superficiais já conhecidas apresentam bons resultados reportados na literatura, como descarga em corona, tratamentos com plasma, enxertia por meio químico e tratamentos com UV-VUV/ ozônio. As superfícies de dois polímeros sintéticos (poliestireno e polissulfona) e de um polímero natural (polihidroxibutirato), que inicialmente demonstravam superfícies hidrofóbicas foram modificadas utilizando-se radiação UV em presença de oxigênio ou vapores reativos (ácido acrílico ou trimetoxi propil silano), atribuindo-se características hidrofílicas e superhidrofílicas, sendo que em alguns tratamentos observou-se um processo de fotopolimerização com formação de um filme fino de poliácido acrílico sobre o polímero original. A caracterização das modificações produzidas nas superfícies poliméricas deu-se por técnicas de análise de superfícies (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, MEV). A utilização da radiação síncrotron monocromática como agente de excitação seletiva foi investigada irradiando-se superfícies de poliestireno sob condições de ultra alto vácuo e posterior exposição à atmosfera de O2. Os resultados demonstram funcionalização seletiva e eficiente de grupos COO e C=O (até 70%) pelo enxerto destes grupos no anel aromático, ocorrendo sobre as camadas mais superficiais do filme, comprovados por análise de XPS e NEXAFS. A funcionalização superficial induzida por radiação eletromagnética (UV ou SR) em presença de gases e ou vapores reativos mostrou excelentes resultados, com vantagens como a grande seletividade química aliada à isenção do emprego de reagentes tóxicos e à simplicidade experimental. / The modification of a polymer surface proves to be extremely useful in several areas in which the surface properties of a material (wettability, biocompatibility, adhesion, microstructure, etc.) controls their uses and applications. Areas such as membrane technology, biotechnology and medical applications and materials and coatings technology depends on surface properties. Many surface treatment techniques well known in the literature report good results, such as corona discharge, plasma treatments, grafting by chemical treatments and UV-VUV / ozone. Surfaces of two synthetic polymers (polystyrene and polysulphone) and one natural polymer (polyhidroxibutirato) were modified by ultraviolet-assisted modification in the presence of reactive Oxygen or vapors (acrylic acid or trimetoxi propil silane). Pristine hydrophobic surfaces were modified to hydrophilic or superhidrofilic. Some treatments led to a process of photo-polymerization with formation of a thin polyacrílic acid film formed on top of the original polymer. Characterization of the treated surfaces was carried out using sensitive surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, and SEM). The use of monochromatic synchrotron radiation for selective excitation was investigated by irradiation of polystyrene films under conditions of ultra high vacuum and subsequent Oxygen exposure to one atmosphere. The results showed efficient functionalization of COO and C = O groups (up to 70%) by grafting the functionalities mainly onto the aromatic rings. XPS and NEXAFS results showed that the grafting occurred on the most top monolayer of the polymers. Surface functionalization induced by electromagnetic radiation (UV or SR) in the presence of reactive gases or vapors showed excellent results. The main advantages are set-up simplicity, no need of toxic reagents and high chemical selectivity when synchrotron radiation is used as excitation source.

Orientadores: Mauro Sergio Miskulin, Luciano Martins Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T14:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bispo_Decio_D.pdf: 3324995 bytes, checksum: 4a5345ec8a99272ab9ea5a6014658984 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: No estudo das máquinas elétricas muitas vezes é necessário verificar o comportamento das máquinas, considerando o efeito da saturação magnética. A representação deste efeito no modelo matemático desenvolvido, é obtido através da não linearidade da curva de magnetização, que associado aos parâmetros físicos, e em conjunto com as equações diferenciais da máquina, soluciona-se através de um processo de integração numérica, o modelo proposto. Este trabalho apresenta um modelo matemático considerando a saturação magnética no transformador e na máquina de indução trifásica. Utilizando-se de simulações computacionais, e testes experimentais, comprova-se a validade dos modelos / Abstract: The effect of magnetic saturation is an important aspect to be taken into account when studying the behaviour of electrical machines. In the mathematical model developed throughout this work, the representation of that effect was based on the non-linearity of the magnetization curve, along with the physical parameters and the differential equations of the machine. That method, based on a process of numeric integration, was used to solve the proposed model in so doing, this work shows a mathematical model, which takes into account the effect of magnetic saturation for a transformer and for a tri-phasic induction machine. The model was validated through computer simulations and comparisons with experimental results / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Sergio Santos Muhlen / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T20:07:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cabral_SuzyCristinaBruno_M.pdf: 3471062 bytes, checksum: fedd09ee4d3952c9154ed128a3a877c9 (MD5) Previous issue date: 2001 / Mestrado

Orientadores: Jose Augusto Chinellato, Armando Turtelli Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Biral_AntonioRenatoPerissinotto_M.pdf: 3327845 bytes, checksum: 50851fead06d6bd397f7127742853ac9 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

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.

Orientador: Hugo E. Hernandez Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T23:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sartori_EduardoJose_D.pdf: 11903812 bytes, checksum: 6e06f001155d33b841c61ae93464c897 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Metamateriais são estruturas ou arranjos geométricos feitos a partir de materiais comuns, dielétricos, condutores, magnéticos ou por combinação destes. Os metamateriais caracterizam-se principalmente por apresentarem propriedades especiais de permissividade ( e) e permeabilidade ( µ) não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração (n < 0). Essas características permitem seu emprego em diversos tipos de aplicações em eletromagnetismo e óptica, tais como filtros passa-faixa e rejeita-faixa, espelhos dielétricos, super lentes etc. Normalmente, o equacionamento envolvido no cálculo de parâmetros dos metamateriais são complexos e, na maioria das vezes, necessitam de apoio computacional. Por este motivo, o presente trabalho traz um estudo experimental sobre dois tipos de comportamento metamaterial, o de permissividade quase-zero e negativa, analisando seu desempenho sob vários aspectos geométricos e de características dos materiais envolvidos, além de propor uma metodologia de desenvolvimento, a qual possibilita um rápido dimensionamento de diversos tipos de grades metamateriais, baseada em cálculos simples ou consulta direta a tabelas e curvas de projeto. / Abstract: Metamaterials are structures or geometric arrangements made from common materials, dielectrics, conductors, magnetic or a combination of these. Metamaterials are characterized mainly because of their special characteristics of permittivity ( e) and permeability ( µ), not found in the materials at natural state, whose main effect is the negative index of refraction (n <0). These characteristics allow its use in several types of applications in electromagnetism and optics, such as band-pass and band-stop filters, dielectric mirrors, super lenses etc.. Typically, the equations involved in the calculation of parameters of metamaterials are complex and, in most cases, require high capability computational methods. For this reason, this work presents an experimental study on two types of metamaterial behavior, near-zero and negative permittivity, examining its performance in several geometric aspects and characteristics of the materials involved, and propose a development methodology, which allows a fast scaling of various types of metamaterials grids, based on simple calculations or direct consultation tables and curves design. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Pissolato Filho, Geraldo Peres Caixeta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zago_Fernando_M.pdf: 1023949 bytes, checksum: a9e2ed41c92d7bd1c7195f2383431f75 (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado