A água de coco, como comercializada atualmente, é esterilizada e adicionada de conservante químico ou antioxidante, o que ocasiona a redução de suas qualidades sensorial e nutricional. Para evitar esses efeitos indesejados tem se estudado o aquecimento da água de coco através da radiação por micro-ondas, o que possibilitaria uma bebida de melhor qualidade sensorial e sem adição de conservante ou com menor quantidade dessa substância. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a viabilidade da pasteurização da água de coco por micro-ondas, utilizando esporos de B. coagulans como indicador biológico do processo. Esporos de B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 foram inoculados em amostras de água de coco, obtida diretamente de frutos verdes (Cocos nucífera L.) e previamente acidificada (ácido ascórbico e cítrico), seguida de pasteurização em micro-ondas com frequência de 2450 MHz. Os ensaios, provenientes de um Delineamento Central Composto Rotacional, com 4 variáveis (temperatura, quantidade e composição dos ácidos e potência do aparelho de micro-ondas) foram realizados aleatoriamente, com tempo de processo de até 20 minutos. Os testes foram conduzidos com 3 repetições do ponto central. Também foi realizado o processo em manta de aquecimento a fim de comparar os dois métodos. Os resultados da inativação foram expressos em log número de esporos/mL de água de coco. A temperatura é o fator preponderante para o processo de pasteurização da água de coco através da análise dos resultados obtidos pela DCCR. Também foi possível observar que, nas seguintes condições: a) potência de 120 W; b) 76 mg de ácidos adicionados à bebida e c) composição dos ácidos de 22% ascórbico e 78% cítrico, houve uma separação dos resultados em dois grupos. Um grupo à temperatura de 86 °C, em que, a redução da população de esporos foi menor (entre 0,5 log e 3,7 log número de esporos/mL de água de coco), e outro à temperatura de 92 °C, que apresentou maiores reduções logarítimicas do micro-organismo (entre 3,4 log e 7,0 log número de esporos/mL de água de coco). Realizado o teste ANOVA, ficou comprovado que o aumento predito foi significativo. Houve diferença estatisticamente significativa na comparação entre o aquecimento por micro-ondas e o convencional. Porém, essa diferença não foi considerada uma vez que microbiologicamente pode ser desprezada. Quanto ao tempo de processo, são necessários, em média, 10 a 15 minutos de retenção na temperatura desejada para atingir o maior nível de inativação de esporos nas condições do ponto central (89 °C, 125 W, 75 mg de ácidos adicionados à água de coco e a composição desses ácidos de 75% cítrico e 25% ascórbico). A pasteurização da água de coco por micro-ondas mostrou-se viável, mas outros estudos são necessários para otimizar o processamento. / Coconut water, as currently marketed, is sterilized and added with chemical preservative or antioxidant, which reduces its sensory and nutritional qualities. In order to avoid these undesired effects, the heating of coconut water through microwaves radiation has been studied, which would allow a drink of better sensorial quality and without addition of preservatives or with reduced amount of these substances. The objective of this study was to evaluate the viability of the pasteurization of coconut water by microwave, using spores of B. coagulans as biological indicator of the process. Spores of B. coagulans CCGB (LFB-FIOCRUZ) 1433 were inoculated in samples of coconut water, obtained directly from green fruits (Cocos nucífera L.) and previously acidified (ascorbic and citric acid), followed by pasteurisation using microwaves with frequency of 2450 MHz. The tests, from a Rotational Composite Central Design, with 4 variables (temperature, quantity and composition of the acids and power of the microwave apparatus) were carried out randomly, with a process time of up to 20 minutes. The tests were conducted with 3 replicates of the central point. The conventional heating process was also carried out in order to compare the two methods. Inactivation results were expressed as log of spores /mL of coconut water. Temperature is the preponderant factor for the process of pasteurization of coconut water through the analysis of the DCCR. It was also possible to observe that, under the following conditions: a) power of 120W; b) 76 mg of acids added to the beverage and c) composition of acids of 22% ascorbic and 78% citric acid, the results were separated into two groups: one group at a temperature of 86 °C, where the reduction of the spore population was lower (between 0,5 log and 3,7 log of spores/mL of coconut water), and another one at a temperature of 92 °C, which presented higher logarithmic reductions of the microorganism (between 3,4 log and 7,0 log of spores/mL of coconut water). Once the ANOVA test was performed, it was verified that the predicted increase was significant. There was a difference statistically significant between conventional and microwave heating. However, this difference was not taken into account because microbiologically it could be neglected. As for processing time, an average of 10 to 15 minutes of retention at the desired temperature is required to achieve the highest level of inactivation of spores at the center point conditions (89 °C, 125 W, 75 mg of acids added to the cocnut water and the composition of acids of 75% cítrico e 25% ascórbico). The pasteurisation of coconut water by microwave has proved to be feasible, but other studies are needed to optimize processing.

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T14:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Benitez_JefersonLuiz_M.pdf: 1285150 bytes, checksum: f415e987beef32dcbeef939567c5c29c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As propriedades do ganho cruzado em amplificadores ópticos semicondutores visando a geração de sinais de RF é investigada experimentalmente neste trabalho. Observou-se que a utilização de amplificadores ópticos altamente saturados e realimentados opticamente pode ter desempenho similar ao caso de vários amplificadores em cascata nas aplicações de geração de sinais de RF, oferecendo um ganho acima de 10 dB para duas portadoras ópticas moduladas e separadas de 8 nm. A saturação altera o mecanismo de ganho do amplificador, produzindo um efeito de mistura entre as componentes de modulação dos sinais ópticos. Para portadoras ópticas moduladas em 250 MHz e 400 MHz, produziu-se, após a fotodetecção, componentes eletrônicas com freqüências de batimento de 150 e 650 MHz. / Abstract: The gain-crossed properties of semiconductor optical amplifiers are experimentally investigated here. It was observed that optically feed-backed saturated amplifiers could achieve similar performance as that of cascaded amplifiers, offering up to 10 dB gain to two 8-nm-appart modulated optical carriers. Due to saturation the amplifier gain mechanism is altered leading to a mixing effect that causes the frequency components of the optical signals to be exchanged. For optical carriers modulated at 250 MHz and 400 MHz, this mixing effect produced, after photodetection, up and down-converted electronic components at 650 and 150 MHz, respectively. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-25T18:59:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_HugoAntonioLima_D.pdf: 1444066 bytes, checksum: 3d5347772ea33b0d3de910de803f9d23 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O camarão é um dos principais produtos da pesca e da aquicultura mundial. A salga e a secagem constituem um dos métodos de preservação mais comuns e baratos utilizados para pescados, contudo, esse método de preservação pode levar à oxidação dos lipídios do camarão, principalmente pela presença de ácidos graxos poli-insaturados. Durante a oxidação lipídica podem ser formados vários produtos, entre eles destacam-se os produtos voláteis de oxidação lipídica que são os principais responsáveis pelo "off-flavor" dos alimentos oxidados. Além dos ácidos graxos poli-insaturados, o camarão, ainda apresenta altos teores de colesterol, que também são suscetíveis à oxidação e os produtos dessa oxidação são associados a várias doenças degenerativas. Assim, os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um método para a determinação de produtos voláteis da oxidação lipídica (PVOLs) por micro-extração em fase sólida do headspace (HS-SPME); desenvolver um método de saponificação direta assistida por micro-ondas para a determinação simultânea de colesterol e óxidos de colesterol e avaliar o efeito da salga e da secagem na formação dos PVOLs, na oxidação dos ácidos graxos, e na formação de óxidos de colesterol. Um novo método para a determinação de PVOLs por HS-SPME foi desenvolvido utilizando a fibra com recobrimento de divinilbenzeno/carboxen/polidimetilsiloxano (DVB.CAR.PDMS). A melhor condição de análise obtida através de uma otimização sequencial foi a homogeneização de amostra em água destilada na proporção 1:3 em turrax e extração a 40 ºC por 30 minutos. O método otimizado e validado permitiu a extração rápida e simples dos PVOLs, com baixos limites de detecção (? 0,15 ng.g-1) e quantificação (? 0,50 ng.g-1), com alta precisão (? 12,67%) e eficiência de extração (? 96,11%). Para a determinação simultânea de colesterol e óxidos de colesterol com saponificação assistida por micro-ondas foi realizado um planejamento experimental seguido de uma cinética de saponificação. A melhor condição de saponificação foi utilizando 0,5 g de amostra com 20 mL de solução etanólica de KOH (1 mol/L) com as seguintes condições no micro-ondas: temperatura mantida a 45 °C, por 15 min, com potência máxima fixada em 200 w e velocidade de agitação magnética de 120 rpm. O método otimizado e validado permitiu uma redução significativa do tempo saponificação (75 vezes), com baixos limites de detecção (? 0,57 ?g.g-1) e quantificação (? 1,73 ?g.g-1), com boa precisão (? 10,50% intradia e ? 8,56% interdia) e eficiência de extração (? 87,67%). Com os resultados obtidos pode-se concluir que os métodos desenvolvidos foram rápidos, simples, precisos e com boa eficiência de extração. Além disso, os processos de salga e secagem afetaram negativamente a qualidade dos lipídios do camarão, reduzindo o teor de ácidos graxos, além de aumentar os produtos voláteis de oxidação lipídica, principalmente o hexanal. Durante a salga também se observou um aumento significativo nos óxidos de colesterol, os quais sofreram redução após a etapa de secagem / Abstract: Shrimp is one of the main products of world fishing and aquaculture. Salting and drying are two common and inexpensive preservation methods used for fish products; however, these preservation methods can favor lipid oxidation in shrimp, especially of the polyunsaturated fatty acids. Several products can be formed during lipid oxidation, and among them the volatile products of lipid oxidation should be highlighted because they are the main responsible for the off flavor in oxidized food. In addition to the polyunsaturated fatty acids, shrimp also has a high content of cholesterol, which is also prone to oxidation and the cholesterol oxidation products have been associated to several degenerative diseases. Thus, the aims of this work were: develop a method to determinate the volatile lipid oxidation products (VLOPs) by headspace solid phase microextraction (HS-SPME); develop a direct microwave assisted saponification to determine cholesterol oxides and cholesterol simultaneously and evaluate the effects of salting and drying on the formation of VLOPs, on the oxidation of fatty acids, and on the formation of cholesterol oxides. A new method to determine the VLOPs by HS-SPME was developed using a divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane (DVB.CAR.PDMS) fiber, which was the most adequate among the four evaluated fibers. The best analysis condition achieved by a sequential optimization was sample homogenization with water (1:3) in a turrax and extraction at 40 ºC for 30 min. The optimized method was validated and allowed the simple and fast extraction of the VPLO with low detection (? 0.15 ng.g-1) and quantification (? 0.50 ng.g-1) limits, high precision (? 12.67%) and extraction efficiency (? 96.11%). An experimental design followed by saponification kinetics was carried out for the simultaneous determination of cholesterol and cholesterol oxides by microwave assisted saponification. The best extraction condition was achieved by using 0.5 g of sample with 20 mL of a 1 mol/L ethanolic KOH solution and the following microwave conditions: temperature held at 45 ºC for 15 min at maximum potency fixed at 200 W and magnetic stirring at 120 rpm. The optimized method was validated and allowed a significant reduction of the saponification time (75 times), with low detection (? 0.57 ?g/mL) and quantification (? 1.73 ?g/mL) limits, good precision (? 10.50% intermediate precision and ? 8.56% intraday) and extraction efficiency (? 87.67%). In conclusion, the developed methods were fast, simple, precise and showed good extraction efficiency. Salting and drying process negatively affected the quality of the shrimp lipids, decreasing the content of fatty acids and increasing the content of volatile products of lipid oxidation, mainly hexanal. After salting process a significant increase of cholesterol oxides was also observed, which were reduced after drying step / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Michel Zamboni Rached / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T18:12:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_MarianaCarolinade_M.pdf: 4298872 bytes, checksum: ce27e2667f0fc22efc1e8f0c842bebc1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O fenômeno da difração gera o alargamento espacial gradativo de feixes e pulsos não guiados durante a propagação, sendo, portanto, um fator limitante para qualquer aplicação onde se deseja que a onda em questão mantenha sua localização transversal - como em Pinças Ópticas, Comunicações Ópticas do Espaço Livre (FSO), entre outros. As chamadas ondas não difrativas são soluções especiais da equação de onda que se mostram resistentes ao fenômeno da difração por longas distâncias. Porém, as versões ideais destas ondas apresentam fluxo de potência infinito através do plano perpendicular à direção de propagação, portanto, impossibilitando sua geração. No entanto, é possível gerar as versões truncadas destes feixes que, apesar de não serem totalmente isentos da difração, eles se mostraram bem resistentes a este fenômeno, mantendo-se ao longo de distâncias consideráveis antes de perderem sua concentração transversal (por exemplo, quando comparados a um feixe gaussiano ordinário, podendo apresentar uma profundidade de campo dezenas de vezes maior). Neste trabalho, propõe-se a geração de feixes não difrativos usando um refletor parabólico tendo uma fonte de ondas esféricas posicionada num ponto ligeiramente deslocado de seu foco (no sentido de afastamento do refletor), a partir de uma abordagem escalar que se mostrou satisfatória como primeira aproximação. E apesar de serem analisados os regimes de infravermelho (comprimento de onda de 850nm) e limiar entre micro-ondas e ondas milimétricas (comprimento de onda de 1cm, 2cm e 3cm) - que, além da ampla aplicabilidade, propiciam uma montagem experimental relativamente simples dado que as dimensões apropriadas para o refletor podem ser encontradas em uma antena parabólica ordinária - os resultados obtidos também podem ser extrapolados para o espectro óptico / Abstract: The phenomenon of diffraction causes gradual spatial broadening of beams and pulses during propagation, and is characterized as a limiting factor for any application where it is desired that the wave maintains its transverse localization - as in Optical Tweezers, Freespace Optical Communications (FSO), among others. The so called nondiffracting waves are special solutions of the wave equation able to resist the diffraction effects for long distances. But the ideal versions of these waves have an infinite power flow through the perpendicular plane to the propagation direction, so being impossible their generation. However, it is possible generate the truncated versions of these beams that, although not being completely free of diffraction, they proved be quite resistants to this phenomenon, sustaining themselves over considerable distances before losing their transverse concentration (for example, when compared to an ordinary Gaussian beam, whose field depth can be dozens of times greater). In this work, we propose the generation of nondiffracting beams using a parabolic reflector having a source of spherical waves positioned at a point slightly displaced from its focus (moving away from the reflector), from a scalar approach which has proven to be satisfactory as first approximation. And despite being analyzed infrared (wavelength of 850nm) and threshold between microwave and millimeter wave spectra (wavelength of 1cm, 2cm and 3cm) - that, besides the wide applicability, allow a relatively simple experimental setup since the proper dimensions to the reflector can be found in an ordinary parabolic antenna - the results can be extrapolated to the optical spectrum / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Neura Bragagnolo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T21:30:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medina_AlineLisboa_D.pdf: 1555099 bytes, checksum: 5e3406d24ad9cc9e5db186ae2c4b697b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O uso da energia de micro-ondas tem sido explorado para extração de compostos e para aceleração de reações químicas em diferentes amostras. Os métodos convencionais utilizados para extração de lipídios possuem limitações, como longo tempo, grande volume de solventes, e ainda a possibilidade de degradação dos compostos de interesse. Neste estudo foram desenvolvidos, com o uso de delineamento composto central rotacional, novos métodos de extração de lipídios e de transesterificação de triacilgliceróis em carnes, assistidos por micro-ondas. As condições utilizadas no procedimento para extração de lipídios foram: 300 mg de amostra, 54 °C e 15 minutos. O método de extração de lipídios em carnes assistido por micro-ondas resultou na obtenção de teores de lipídios sem diferença estatística do método de Folch. Além disso, não foi observada alteração na composição de ácidos graxos e formação de produtos de oxidação lipídica durante a extração, o que permite o uso do método sem a possibilidade de alteração química dos compostos. Para a transesterificação dos triacilgliceróis foram desenvolvidos dois métodos, sendo que no primeiro, a transesterificação é realizada no lipídio previamente extraído e no segundo método, a transesterificação é realizada diretamente nas amostras de carne. Em ambos os métodos foi excluído o uso de trifluoreto de boro, utilizado em metodologias convencionais como catalizador da reação. Nesse estudo, o hidróxido de sódio em metanol a 0,5 % foi utilizado como catalizador, sendo a reação acelerada pela energia de micro-ondas. Para a transesterificação dos triacilgliceróis da amostra de lipídios foram necessários 5 minutos de irradiação a 60 °C enquanto que na transesterificação direta de triacilgliceróis da amostra de carne, 30 minutos a 60 °C porém, no último caso, não é necessária a etapa da extração dos lipídios. Com o uso da energia de micro-ondas foi possível desenvolver métodos precisos e exatos para a extração de lipídios e obtenção de ésteres metílicos de ácidos graxos em carne / Abstract: Microwave energy has been used for compound extractions and for accelerating chemical reactions in different samples. The conventional methods used for lipid extraction has limitations like long time required, large solvent volume, and the possibility of compound degradation. In this study were developed, with response surface method, new methods for microwave-assisted lipid extraction and microwave-assisted triacylglycerols transesterification from meat. The parameters used in this procedure were: 300 mg of sample, 54 °C and 15 minutes. The microwave-assisted lipid extraction method resulted in lipid content with no difference when compared to the Folch method. Furthermore, no oxidation products were observed during the extraction, enabling the use of this method with no chance of chemical alteration of the compounds. For the triacylglycerols transesterification were developed two methods, being the first one a lipid transesterification with a lipid previously extracted, and a second method that allows a direct sample transesterification. In both methods it was excluded the use of boron trifluoride, originally used in conventional methods as a reaction catalyst. In this study, methanol sodium hidroxide (0,5 %) was used as catalyst, with the reaction being accelerated by the microwave energy. For lipid transesterification it was necessary 5 minutes of irradiation at 60 °C, and for direct transesterification, 30 minutes at 60 °C, however, in the latter case, it is not necessary the lipid extraction step to obtain the fatty acids methyl esters. It can be concluded that the use of microwave energy provides accurate and precise methods, faster, with less solvent volumes and sample mass when compared to conventional methods / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Orientadores: Rafael Leonardo Xediek Consani, Janaína de Cássia Orlandi Sardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ManoelaCapladeVasconcellosdosSantosda_D.pdf: 1387678 bytes, checksum: 17ea18ac10fef54c8580345c3bba0454 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho avaliou o efeito do número de ciclos de desinfecção por energia de micro-ondas na dureza Knoop, rugosidade e brilho de resinas termopolimerizadas para prótese total. Foram confeccionados 20 corpos-de-prova de cada material medindo 20 mm de diâmetro por 2 mm de altura, os quais foram distribuídos em 6 grupos de acordo com as resinas: QC-20, Onda Cryl, Clássico, Vipi Cril, Vipi Wave e Vipi Caracterizada. Todos os corpos-de-prova foram submetidos aos ensaios de rugosidade, dureza e brilho antes (controle, dia 0) e em cada ciclo de desinfecção (7, 14, 21 e 28 dias). Os corpos-de-prova foram polimerizados de acordo com as recomendações dos fabricantes, desincluídos e o acabamento realizado com pedra abrasiva para resina, lixas de carbeto de silício e pastas para polimento. A desinfecção por micro-ondas foi realizada a 650 W por 3 minutos, uma vez por dia durante 28 dias. Entre as desinfecções, as amostras permaneceram imersas em água e armazenadas em estufa a 37°C. Nos ensaios de rugosidade e dureza Knoop foram realizadas três mensurações na superfície de cada corpo-de-prova, sendo registrada a média das leituras. Os valores de brilho foram mensurados com medidor de brilho e para cada corpo-de-prova foram realizadas quatro mensurações, uma em cada quadrante, com feixe de luz incidindo em 60 graus. Os valores obtidos foram submetidos à ANOVA dois fatores para medidas repetidas, e teste de Tukey (5%). Os resultados mostraram que a resina Clássico apresentou o maior e a Vipi Wave o menor valor de rugosidade. Quando se avaliou a dureza, a resina Onda Cryl apresentou os maiores valores nos ciclos de 14 e 21 dias e não houve diferença estatística nos valores de dureza Knoop entre as demais resinas. A resina QC-20 apresentou os maiores valores de brilho, sendo maiores no controle (dia 0) e nos ciclos de 7 e 14 dias, os quais foram diferentes estatisticamente dos ciclos de 21 e 28 dias. Concluiu-se que houve influência da desinfecção por micro-ondas na rugosidade e dureza de todas as resinas, independente do número de ciclos. Com exceção da Clássico, as demais resinas mostraram valores de brilho com diferença estatisticamente significativa entre controle e ciclos de desinfecção / Abstract: This study evaluated the effect of repeated disinfection by microwave irradiation on hardness, surface roughness and gloss of denture base acrylic resins. Twenty samples were prepared for each material measuring 20 mm in diameter and 2 mm in height, which were divided into six groups according to the resins: QC-20, Wave Cryl, Classico, Vipi Cril, Vipi Wave and Vipi Characterized. All samples were tested for roughness, hardness and gloss analysis before and after disinfection cycles. Samples were polymerized according to the manufacturers' recommendations, deflasked and finished with abrasive stones, silicon carbide abrasives and polishing slurry. Disinfection by microwave irradiation was made at 650 W for 3 minutes, one time by day during 28 days. Between disinfection cycles the samples were stored in an incubator at 37°C. Three roughness measurements were made on the polished surface and the average was recorded as the roughness value (Ra, mm) for each sample. Hardness was recorded with three Knoop penetrations with a load of 50 kgf for 10 seconds. Three readings of each sample were used to obtain arithmetic mean for each analysis. The gloss values were measured with glossmeter. Four measurements were performed in each sample, one in each quadrant focusing the light beam at 60 degrees. The readings were recorded as the value of unit gloss (Gloss Unit - GU) and the data were recorded in the software. The values obtained were subjected to two-way ANOVA for repeated measures and Tukey's test (5%). The results showed that Classico had the highest value and Vipi Wave the lowest for surface roughness. Onda Cryl showed the highest values for hardness at 14- and 21-day cycles and there was no statistical difference among other resins. For gloss, QC-20 resin showed the highest values being higher at control and 7- and 14-day cycles, statistically different from 21- and 28-day cycles. It was concluded that there was influence of microwave irradiation in the roughness and hardness for all resins, regardless the number of cycles. Whit exception of Classico, there was statistically significant difference in gloss for all acrylic resins / Doutorado / Protese Dental / Mestre em Clínica Odontológica

In this work  high gain antennas are investigated for the 60 GHz frequency. The goal is to produce a high bandwidth point-to-point wireless network that could enable improved and new features in embedded systems used to detect particles in high energy physics. A literature study was performed aiming at simple, high gain, highly polarised antennas. Complex designs were grouped into three different groups: flat antenna design, build-up design and multi-antenna design. The multi-antenna design was found to have the simplest design and manufacturing but also feature larger antenna area. Three different designs were produced and tested, standard patch antenna, long patch antenna and a Vivaldi antenna. Manufacturing of a 4-patch antenna was also tested. All three demonstrated expected properties, the Vivaldi shows the best gain while the long patch antenna is slightly below the standard patch antenna. A forth design implementation was also tested using a 3D-printed lens. A lens can increase gain and allow changing beam direction. A lens was design and tested, the results showed an increased gain but with varying results at angels. Antennas were designed and manufactured using simple etching technique showing that further research can be done using simple and easily accessible techniques. Both antenna and lens show good properties and should be further investigated and validated. / I det här arbetet har antenner med hög förstärkning vid frekvensen 60 GHz undersökts. Målet är att utveckla punkt-till-punkt nätverk med hög bandbredd för detektorer i partikelkolliderare. Idag används trådade nätvärk i detektorn, genom att byta till trådlös dataöverföring kan onödig massa minskas och kvalitet förbättras. En litteraturstudie genomfördes med inriktning mot enkla, starkt förstärkande och kraftigt polariserad antenner. Tre olika typer defineras: platta designer, uppbygda designer och antenngrupper. Antenngrupper var de med enklaste design och tillverkning men också de med störst area relativt de andra. Tre olika antenner tillverkades och testades: patchantenn, lång patchantenn och Vivaldiantenn. Även en 4-patch antenn tillverkades. Produktionen av alla antenner höll hög kvalitet och de testade egenskaperna var förväntade. Vivaldiantennen hade starkast förstärkning av de testade antennerna, den långa patchantennen presterade strax under standard patchantennen. Även tester av en antenngrupp bestående av en patch antenn oc hen antennlins gjordes. Genom att använda en lins kan förstärkningen ökas och riktningen ändras. En lins designades och tillverkades med en 3D-skrivare. Resultat från tester visade på en ökad förstärkning men med varierande resultat vid vinklar. Antenner designades och tillverkades med en enkel etsningsmetod, detta visar att forsatta undersökningar kan utnyttja enkel och lättilgänlig teknik. Goda resultat uppvisades med både antenner och lins. Framtida studier kan utföras för att vidarutveckla och validera konceptet.

Abstract A stripline structure is closed and therefore protected against surrounding EMI and it is easy to bury in multiplayer structures, which offer higher circuit density. This thesis focuses on the evaluation (and verification via actual structures) of the correct simulation of striplines and, as a new aspect, the advantages of using a dual-stripline. Multiple design methods and electromagnetic simulation systems were tested and properties of these are compared. For a reliable design it is still necessary to use at least two tools, at first a very fast tool having excellent circuit parameter optimization methods and then some electromagnetic simulator, which can be used to the complete the realizable layout. That is, because all the electromagnetic simulators suffer from the same limiting factors, the memory capacity of the computer and the unacceptable calculation time. It has been discovered through modelling that the "cat-eye" shape having many more and larger local inaccuracies at the thinned edge areas of the sintered conductor in LTCC structures increases the conductor losses. Therefore it is important to develop new manufacturing methods capable of producing better-shaped conductors. A combination of broadside coupled parallel connected striplines has been tested both in High Temperature Superconducting ( HTS ) and LTCC materials. A two-conductor stripline, a dual stripline, raises the power handling capability of a microwave bandpass HTS filter. In addition, it offers the possibility to use a normal metal protection layer at the surface of the superconductor without degradation of electrical properties, thus increasing the power handling capability even more. The dual stripline solution in LTCC would offer some preferable properties in high power filters only. The shape of the ground plane used for trimming the coupling between resonators was also found to have a remarkable influence on the quality factor of the resonator. A quite narrow ground strip can offer a much better quality factor with the same coupling level than a meshed or continuous ground plane, but it requires accurate design and manufacturing methods. It would help to design filters with lower loss in the passband without compromises in the attenuation outside the passband.

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[EN] Modern communications systems impose stringent requirements on the equipment that operates at microwave frequency, especially in the case of wireless communications. The design of passive components for these applications is contingent upon the availability of accurate electromagnetic (EM) modeling tools that can efficiently handle the complex geometry of these components. Despite the widespread use of mesh-based general-purpose computer-aided engineering (CAE) tools to perform final design verifications, their application during the optimization process is limited. Optimum designs require a large number of simulations, which are computationally expensive when performed by general purpose tools. Instead, microwave designers prefer to employ faster software tools tailored to specific geometries, such as waveguide components, multilayered structures, etc. Therefore, the development of faster and more efficient specialized EM tools has a direct impact on the design of microwave components, both quantitatively and qualitatively. Increasingly complex geometries are modeled more accurately, and may be incorporated into novel designs without penalizing development time and its associated costs. By doing so, passive components become more advanced and are able to fulfill stricter requirements. At the same time, new research and development opportunities arise in order to address the challenges posed by these advanced structures. The present thesis is focused on a specific type of waveguide cavity geometry: bi-dimensional structures of arbitrary shape. Most microwave components based on rectangular waveguides include these elements (bends, T-junctions, tapers, power-dividers, etc.), thus the scope of this work is wide. To characterize these structures, an efficient full-wave modal formulation is developed. Taking into account common properties of bi-dimensional structures, such as its electromagnetic symmetry, the resulting technique is very efficient and accurate. Thanks to the integration of this formulation into a CAE tool, a designer is able to solve complex systems that combine this type of element with components of vastly different shapes. The developed formulation is first applied to the analysis and design of passive components, such as filters, multiplexers and orthomode transducers. These examples are employed to validate the results, as well as to demonstrate the improvement that the proposed analysis technique represents over well-known commercial EM packages. Likewise, this formulation is combined with the tool SPARK3D to predict RF breakdown (multipactor and corona) in selected bi-dimensional structures. Then, novel implementations of waveguide quasi-elliptic filters, based on the interconnection of bi-dimensional cavities, are proposed. Special attention is paid to the realization of multiple transmission zeros (TZs) with tuning-less compact structures. First, a novel family of filters, known as hybrid-folded rectangular waveguide structures, is studied. Simple and flexible methods to prescribe the location of the transmission zeros realized by these structures are presented. Practical aspects related to their physical implementation are also discussed. Secondly, a compact and purely capacitive obstacle, capable of realizing multiple TZs, is presented and discussed. In both cases, multiple examples are given to illustrate the step-by-step process involved in the design of these structures. Finally, a systematic procedure for the design of wideband manifold-coupled multiplexers is proposed. To preven the generation of undesired resonances, stubs that connect the filters to the manifold are removed. Likewise, the manifold length is kept as short as possible. Following a simple procedure, based on analytical formulas and EM simulations, a good starting point for the final optimization of these structures is obtained. It has been applied to a wideband quadruplexer for passive intermodulation measurement at C-band. / [ES] Actualmente, los sistemas de comunicaciones imponen unos requisitos muy estrictos sobre el equipamiento en la banda de microondas. El diseño de estos componentes está supeditado, frecuentemente, a la disponibilidad de herramientas de modelado electromagnético (EM) que sean capaces de analizar geometrías complejas. A pesar del amplio uso de herramientas CAE (computer-aided engineering) de propósito general para la verificación final de prototipos, su potencial aplicación durante el proceso de diseño es limitada. Los diseños óptimos exigen realizar una gran cantidad de simulaciones EM. Dado que las simulaciones con estas técnicas tienen un alto coste computacional, los diseñadores suelen optar por emplear herramientas software especializadas en las estructuras que diseñan. Por tanto, el desarrollo de nuevas herramientas más precisas y eficientes ayudará a reducir el tiempo de diseño de estos productos, y con ello los costes asociados. Además, permitirá abrir nuevas líneas de investigación para responder a los retos que plantean geometrías cada vez más complejas. Esta tesis se centra en el desarrollo de una herramienta de análisis EM para un tipo concreto de estructuras: cavidades bidimensionales de sección arbitraria. Es habitual encontrar este tipo de estructuras en la mayoría de componentes implementados en guía rectangular. Por tanto, el rango de aplicación de la teoría desarrollada en esta tesis es muy amplio. En concreto, se ha desarrollado una nueva formulación basada en métodos modales que permite realizar una caracterización de onda completa de estas estructuras de forma eficiente y precisa. Al aprovechar su simetría geométrica y electromagnética, la herramienta desarrollada puede minimizar los cálculos a realizar, consiguiendo grandes velocidades de computación pero manteniendo una alta precisión. Gracias a la integración de esta formulación dentro de una herramienta CAE basada en métodos modales, se ofrece la posibilidad a los diseñadores de resolver sistemas muy complejos que combinan este tipo de cavidades con otros componentes de geometrías distintas. Esta formulación se aplica, en primer lugar, al análisis y diseño de componentes pasivos comunes, tales como filtros, multiplexores y OMTs. Estos ejemplo validan la herramienta desarrollada, y demuestran la significativa mejora que supone el uso de esta nueva técnica con respecto a otros paquetes software de análisis electromagnético. Asimismo, al combinar esta formulación con la herramienta SPARK3D se abre la posibilidad de predecir la aparición de fenómenos de descarga de alta potencia en determinadas estructuras bidimensionales. A continuación, se proponen nuevas formas de implementar filtros cuasi-elípticos basados en la interconexión de cavidades bi-dimensionales. Se hace especial hincapié en la realización de múltiples ceros de transmisión mediante estructuras compactas que no requieran sintonía. Por una parte se estudian los filtros hybrid-folded rectangular waveguide. Este trabajo incluye una discusión en profundidad sobre distintas implementaciones de este tipo de filtros. En ella se consideran aspectos prácticos relacionados con su uso e implementación física, que ofrecen al diseñador unos criterios claros para elegir la estructura que más se ajuste a sus especificaciones. Por otra parte se presenta un nuevo obstáculo de naturaleza capacitiva muy compacto, que permite la realización de múltiples ceros de transmisión incluso en estructuras en línea. En ambos casos se incluyen ejemplos de aplicación y se describe la metodología seguida para su diseño. Finalmente, se expone un procedimiento sistemático para diseñar multiplexores de banda ancha. Para prevenir la generación de resonancias indeseadas se evitan, en la medida de lo posible, las interconexiones mediante tramos cortos de guía. Siguiendo una metodología simple se consigue un excelente punto inicial para su optimización. La te / [CAT] Els actuals sistemes de comunicacions sense fils imposen uns requisits molt estrictes sobre l'equipament de la banda de microones. El disseny d'aquests components està supeditat, frequentment, a la disponibilitat de ferramentes de modelatge electromagèntic (EM) que siguen capaços de gestionar geometries complexes. Tot i l'ampli ús de ferramentes CAE (computer-aided engineering) de propòsit general per a la verificació final de prototips, la seua aplicació durant el procés de disseny és limitada. Els dissenys òptims exigeixen realitzar una gran quantitat de simulacions. Les simulacions amb aquestes tècniques tenen un alt cost computacional, per tant els dissenyadors solen optar per utilitzar ferramentes software especialitzades en les estructures que dissenyen. Per tant, el desenvolupament de noves tècniques d'anàlisi més precises i eficients ajudarà a reduir el temps de desenvolupament d'aquests productes, i dels seus costos associats. A més permetrà obrir noves línies d'investigació per respondre els reptes que plantegen geometries cada vegada més complexes. Aquesta tesi es centra en el desenvolupament d'una ferramenta d'anàlisi EM per a un tipus concret d'estructures: cavitats bidimensionals de forma arbitraria. És habitual trobar aquestes estructures en la majoria de components implementats en guia rectangular. Per tant, l'àmbit d'aplicació de la teoria presentada en esta tesi és molt ampli. En concret, s'ha desenvolupat una nova formulació basada en mètodes modals que permet realitzar una caracterització d'ona completa d'aquestes estructures de forma eficient i precisa. Aprofitant la seua simetria geomètrica i electromagnètica, la ferramenta desenvolupada pot minimitzar els càlculs a realitzar, aconseguint grans velocitats de càlcul mantenint una alta precisió. Gràcies a la integració d'aquesta formulació dins d'una ferramenta CAE basada en mètodes modals, s'ofereix la possibilitat als dissenyadors de resoldre sistemes molt complexos que combinen aquest tipus de cavitats amb altres components de diferent geometria. Aquesta formulació s'aplica, en primer lloc, a l'anàlisi i disseny de components passius comuns: filtres, multiplexors i OMTs. Aquests exemples serveixen per a validar la ferramenta desenvolupada, així com demostrar la significativa millora que suposa l'ús d'aquesta nova tècnica respecte d'altres paquets software d'anàlisi electromagnètic. Així mateix, mitjançant la combinació d'aquesta formulació amb la ferramenta SPARK3D s'obri la possibilitat de predir l'aparició de fenòmens de descàrrega d'alta potència en estructures bidimensionals. A continuació, es proposen noves formes d'implementar filtres quasi el-líptics en guia d'ona basats en la interconnexió de cavitats bidimensionals. Es fa especial èmfasi en la realització de múltiples zeros de transmissió mitjançant estructures compactes que no requereixen de sintonia. D'una banda s'estudien els filtres hybrid folded rectangular waveguide. Aquest treball inclou una discussió en profunditat sobre diferents implementacions d'aquest tipus de filtres. S'hi consideren aspectes pràctics relacionats amb el seu ús i implementació física, que ofereixen al dissenyador uns criteris clars per triar l'estructura que més s'ajuste a les seues especificacions. D'altra banda es presenta un nou obstacle de naturalesa capacitiva extremadament compacte, que permet la realització de múltiples zeros de transmissió fins i tot en estructures en línia. En els dos casos s'inclouen exemples d'aplicació i es descriu la metodologia seguida per al seu disseny. Finalment, s'exposa un procediment sistemàtic per dissenyar multiplexors de banda ampla. Per prevenir la generació de ressonàncies no desitjades s'eviten les interconnexions amb trams de guia curts. Seguint una metodologia simple, basada en fórmules analítiques i simulacions electromagnètiques, s'aconsegueix un excel-lent punt inicial per a l'optimització. / Carceller Candau, C. (2016). Full-wave characterization of bi-dimensional cavities and its application to the design of waveguide filters and multiplexers [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/64089 / TESIS