Neste trabalho, apresentamos as principais propriedades físicas de microplasmas de argônio/hidrogênio produzidos em pressão atmosférica, a partir de descargas elétricas excitadas por ondas de rádio-frequência (RF) de 144,0MHz. O gerador-RF utilizado no processo opera com potências de 5W, 10W, 20W ou 50W. Para cada uma destas potências aplicadas, caracterizamos as propriedades elétricas e espectroscópicas dos microplasmas. Para o caso de caracterização elétrica do sistema, determinamos as tensões, correntes elétricas e potências absorvidas no processo de formação dos microplasmas. Estes parâmetros elétricos estão relacionados com a impedância destes microplasmas formados, a qual é medida a partir de um analisador de rede de circuitos elétricos. Durante o estudo espectroscópico da radiação emitida pelos microplasmas, é utilizada uma fibra óptica conectada a um monocromador de alta resolução. Através desta técnica, são obtidos espectros com excelente relação sinal-ruído. Finalmente, ao longo do comprimento dos microplasmas em estudo, analisamos diversos espectros em diferentes regiões de comprimento de onda ( 3060-3120Å, 4854-4868Å, 6558-6568Å, 4000-5000Å e 7000-8200Å) a partir de vários métodos espectroscópicos. Este estudo permite a determinação dos perfis de distribuição axial de densidade eletrônica, bem como da temperatura rotacional (gás), temperatura de excitação eletrônica e temperatura atômica do hidrogênio, em função da potência e da posição de observação da fibra óptica ao longo do comprimento dos microplasmas.

Esta dissertação apresenta um estudo e caracterização da transmissão de sinais analógicos de radiofrequência por meio de fibras ópticas empregando dois tipos de modulação: direta e externa. Na análise desenvolvida para modulação direta é considerado um diodo laser DFB como fonte de modulação, enquanto que para enlaces envolvendo modulação externa, considera-se um modelo composto por um modulador eletro-óptico de tipo Mach-Zehnder com substrato de LiNbO3. Em ambos os casos se aplica a técnica de modulação de intensidade e detecção direta. Fundamentos básicos acerca dos dispositivos ópticos empregados e modulação eletro-óptica são abordados nos capítulos iniciais para conceituação básica sobre o assunto. Em seguida é considerado um estudo analítico dos parâmetros essenciais para caracterização de enlaces ópticos analógicos, os quais compreendem ganho de potência, figura de ruído e faixa dinâmica. Na modelagem das figuras de mérito são considerados parâmetros intrínsecos de elementos do sistema, de forma a permitir uma observação direta de sua influência no comportamento funcional de um enlace. Testes experimentais envolvendo diferentes arquiteturas de enlaces com modulação externa são realizados para verificação e validação do modelo teórico apresentado. Para a aplicação de sinais analógicos de RF com freqüências próximas a 1 GHz foi obtido um valor de faixa dinâmica livre de distorções de 103,6 dB.Hz2/3, para uma potência óptica de 19 mW. Valores de ganho de potência da ordem de -33 dB até +20 dB foram alcançados para as diferentes configurações de enlaces apresentados. A figura de ruído medida para os enlaces variou de 46 dB a 5,8 dB. Em todas as medidas o modulador foi ajustado para operação na região de quadratura.

Atualmente, empregam-se ferramentas computacionais para o desenvolvimento de estruturas eletromagnéticas, com o objetivo de eliminar os altos custos de prototipagem e de ensaios de conformidade. Para se garantir a confiabilidade dos resultados gerados nas simulações computacionais, faz-se necessária a submissão de bancos de dados com as propriedades eletromagnéticas dos materiais empregados. O Grupo de Sistemas Eletromagnéticos (GSE) do CNPq/IEAv realiza pesquisas na área de aplicações de materiais cerâmicos eletromagnéticos em sensores aeroespaciais, em especial para transdutores de pulso de corrente, de presença de rádio frequência (RF) e magnetoelásticos. De acordo com a literatura, as ferritas de cobalto têm potencial para aplicações nesses três tipos de sensores. No entanto, não são encontrados dados suficientes que possam cumprir as exigências de projeto para os seus desenvolvimentos. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi o estudo da dispersão eletromagnética dessas cerâmicas. Foram confeccionadas amostras de ferrita de cobalto em três diferentes temperaturas de sinterização: 1100 C, 1200 C e 1300 C. Medidas de DRX dessas amostras confirmaram a presença da esperada estrutura espinélio inverso. Foram realizadas medidas de permeabilidade magnética ( ) e da permissividade elétrica ( ), na faixa de frequência de 50 MHz a 5 GHz. Foi possível determinar a influência da temperatura de sinterização nas frequências de relaxação das amostras, cujos valores encontrados foram 3,35 GHz, 2,51 GHz e 2,92 GHz, respectivamente. O valor de foi menor que 2, e o valor de foi menor que 13. As perdas magnéticas ( ) foram desprezíveis, e as perdas dielétricas ( ) atingiram 12,07. A curva de dispersão dielétrica das amostras apresentou um comportamento típico de resposta de relaxação de Debye. Também são apresentadas curvas de histerese e medidas de magnetostricção.

Esta dissertação é um estudo de caso em uma indústria aeronáutica, cujos principais produtos concentram-se em quatro áreas de negócio e mercados, notadamente, Aviação Comercial, Aviação Executiva, Defesa & Governo e Serviços Aeronáuticos. A alta suscetibilidade a crises desse tipo de industria aliada à cada vez mais iminente entrada de novos concorrentes faz com que as mesmas procurem cada vez mais revisar seus processos em busca de um aumento de produtividade como maneira de aumentar suas margens. A integração da área de gestão de materiais com a função manufatura é vista, neste trabalho, como uma área onde grandes oportunidades tem surgido em decorrência da utilização de novas tecnologias. Neste sentido, aborda-se a possibilidade da integração de práticas e conceitos de Manufatura Enxuta com a tecnologia de Identificação por Rádio Frequencia, mais conhecida como RFID (Radio-Frequency Identification) utilizando-se o modelo de análise SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats) como ferramenta para uma avaliação prévia. Num segundo momento, monta-se um comparativo entre o sistema de suprimento JIT/KANBAN tradicional e o mesmo sistema, porém dotado da funcionalidade do RFID , através da criação de um ambiente simulado desta última solução. A performance é então mensurada pelo tempo de atendimento da demanda e pela redução em custos operacionais proporcionada pela reconfiguração do sistema através da utilização do RFID.

Esta tese explora o tema de fotônica em RF visando a transmissão e o processamento de sinais radar em fibra óptica. Realiza-se um estudo teórico e experimental de um enlace analógico a fibra óptica com faixa de frequência de 0,5 a 18 GHz, considerando seu emprego como linha de transmissão de RF isoladamente, bem como usando pré-amplificação e pós-amplificação de RF. O enlace a fibra óptica é caracterizado com relação ao ganho de potência, à figura de ruído e à faixa dinâmica livre de sinais espúrios de intermodulação de terceira ordem. Valores experimentais de figura de ruído de até 4,2 dB e faixa dinâmica de 107,5 dB.Hz2/3 são obtidos, com ganho médio de 10 dB em toda faixa de frequência do enlace. A transmissão em fibra óptica de um sinal radar pulsado é analisada em condições de laboratório e também em uma rede de fibra óptica externa, que é usada como "backbone" de comunicações digitais do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da Aeronáutica (DCTA). Uma análise comparativa do uso de fibra óptica e cabos coaxiais para transmissão de sinais de RF é realizada. Duas novas técnicas de controle fotônico da fase de RF em um enlace analógico a fibra óptica são apresentadas. A primeira técnica é baseada no controle da polarização da luz acoplada em um percurso de fibra óptica mantenedora de polarização. A segunda técnica baseia-se no controle da intensidade de duas fontes laser, com comprimentos de onda distintos, moduladas com o sinal de RF. Faixas de variação de fase de 180 são obtidas. Duas topologias de linhas de alimentação de RF com controle amplitude, fase e tempo de retardo são apresentadas, usando os defasadores fotônicos apresentados nesta tese em associação com linhas de retardo de RF com chaveamento de comprimento de fibra.

Face ao crescente uso de dispositivos eletrônicos portáteis, a Comissão Radio Técnica para Aeronáutica (RTCA) formulou um documento (DO-307) com orientações para o design e certificação de aeronaves para tolerância a dispositivos portáteis. Dentre os tipos possíveis de interferência desses dispositivos, são as emissões espúrias de radiofrequência que apresentam risco para o correto funcionamento da aeronave. A DO-307 estabelece um procedimento de teste e níveis de atenuação de sinal para cada faixa de frequência de operação de dispositivos críticos da aeronave. O presente trabalho aborda esse procedimento, e propõe pequenas alterações, e discute os resultados de um ensaio piloto realizado pela EMBRAER.

A comunicação óptica no espaço livre (Free Space Optical Communication - FSO) é atualmente uma área na fotônica de grande interesse, demonstrado pelos estudos realizados por diversos grupos de pesquisas da área, devido aos benefícios oferecidos como a imunidade a bloqueio e interferência, facilidade de instalação, mobilidade, inexistência de uma regulamentação oficial para emprego, grande largura de banda, velocidade de transmissão e permitir o acesso a ultima milha (last mile). Para aplicações do FSO na área de defesa, estes benefícios citados são de grande importância, principalmente a imunidade a bloqueio e interferência. O fator limitante no desempenho do enlace FSO são os efeitos atmosféricos causados pela atenuação, composta pelo fenômeno de absorção e espalhamento, a turbulência atmosférica, representada principalmente pelo efeito da cintilação, além do fenômeno da dispersão atmosférica, pouco comentado na literatura. A conseqüência destes efeitos atmosféricos é a degradação do sinal óptico, reduzindo sua intensidade e alcance de propagação. Com isso, a fim de analisar o desempenho do enlace analógico de FSO, este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo teórico do enlace empregando modulação externa através do modulador eletroóptico Mach-Zehnder de dupla entrada, detecção direta e sem amplificação, recorrendo aos conceitos de efeito eletroóptico, propagação do feixe óptico na atmosfera sob o efeito da atenuação, turbulência e dispersão atmosférica e as técnicas de detecção óptica através da fotodetecção. A partir dos conceitos, são modeladas expressões analíticas do sinal óptico na modulação analógica tipo banda lateral dupla (Double Side Band - DSB) e banda lateral simples (Single Side Band - SSB) na saída do transmissor e o modelo analítico do sinal de RF na saída do receptor sob influência dos fenômenos atmosféricos em questão. Definido os modelos citados, realiza-se a análise de desempenho do enlace a partir de dados atmosféricos de Manaus/AM e parâmetros de dispositivos disponíveis no mercado. O resultado deste estudo é apresentado através do balanço de potência óptica do enlace, da potência de RF em relação ao comprimento do enlace e das figuras de mérito, através da combinação das equações do ganho de RF, figura de ruído e da faixa dinâmica livre de espúrios. No fim desta dissertação, são apresentadas as conclusões com base nos conceitos apresentados e resultados obtidos, além da sugestão de trabalhos futuros para esta linha de pesquisa.

Este trabalho apresenta um estudo da transmissão de sinais de micro-ondas baseada em enlaces ópticos com modulação externa. Após contextualizar os enlaces ópticos e discutir sobre as características gerais de seus principais componentes, tais como fonte laser, modulador, fibra óptica e fotodetector é apresentada uma análise detalhada da função de transferência de um modulador óptico do tipo Mach-Zehnder (MZM), com apenas uma entrada de RF (single drive). A análise realizada serviu de base para a implementação de uma ferramenta computacional no ambiente MATLAB. O programa desenvolvido, permitiu analisar diversos parâmetros do enlace, tais como ganho de potência, figura de ruído e faixa dinâmica livre de espúrios em função do valor de tensão VDC, usado para ajustar o ponto de operação do modulador MZM ao longo da sua função de transferência. Com uma potência óptica entre 10 mW e 15 mW e usando sinal de teste de 1 GHz é apresentada a verificação experimental em termos dos parâmetros analisados. Foram obtidos valores de ganho de potência da ordem de -33 dB e faixa dinâmica livre de espúrios de 84 dB.Hz2/3. Em termos da aplicação do enlace óptico de micro-ondas o presente trabalho teve como aplicação um sistema dedicado para modulação por deslocamento de fase binária (BPSK).

Apresentamos um estudo e a implementação de três técnicas destinadas a seleção de múltiplos planos, com objetivo de otimizar a tomografia por RMN. A primeira utiliza a excitação simultânea de múltiplos planos, sendo cada plano codificado com uma fase pré-determinada e a informação destes decodificada a posteriori através da combinação linear dos dados de n experimentos realizados. A segunda utiliza-se da excitação simultânea de múltiplos planos, como na técnica anterior, porém esses planos são adquiridos na presença de um gradiente de leitura oblíquo, que permite a obtenção simultânea dos sinais destes planos sem necessidade de pós-processamento. A terceira técnica usa a multiplexação de freqüências de excitação no tempo, isto é, diferentemente das teorias anteriores, excitam-se diferentes planos sucessivamente, durante o tempo de repetição de uma seqüência de aquisição, permitindo a aquisição de vários planos ao tempo de um único. A construção e o uso de um phantom destinado a caracterização do equipamento também é discutida. Esse phantom possibilita por exemplo: a determinação da largura do plano selecionado, o espaçamento entre os planos e o perfil destes, entre outros. Abordamos também, vários aspectos técnicos necessários a uma melhor performance do tomógrafo, tais como: circuitos de recepção e ressoadores. Apresentamos finalmente, uma discussão introdutória e os primeiros resultados experimentais já obtidos com a técnica de excitação adiabática com gradiente modulado (GMAX), utilizando bobinas de superfície / We present the study and the implementation of three techniques HIS for the selection of multi-slice, aiming the optimization of the NMR tomography . The first technique uses the simultaneous excitation of multiple slices, being each plane encoded with a pre determined phase for a latter decodification of the information by the linear combination of n experiments. The second one makes use of the multi-slice simultaneous excitation, like the first one, but the slices are acquired in the presence of an oblique reading gradient , which provides us the multi-slice signal without any further computer processing. The third technique uses frequency multiplexed excitation, that is, different slices are successively excited during the repetition time of an acquisition sequence, making possible multi-slice acquisition at the same time of a single slice The construction and the use of a phantom for the equipment characterizations are discussed too. With this phantom we can determine the thickness of the selected slice, the spacing between the slices and the their shapes. Many technical aspects necessary for an improvement of the tomography performance, like reception circuits and resonators, are discussed. At last, we present a brief introduction to the gradient modulated adiabatic excitation (GMAX) technique and the first results ever obtained with it, using surface coils

Orientador: Eduardo Paciência Godoy / Banca: Galdenoro Botura Junior / Banca: Anderson Marcos Henriques / Resumo: O conceito da Indústria 4.0 está relacionado à evolução dos sistemas produtivos através da interconexão e integração total entre tecnologias de automação industrial e tecnologia da informação visando a obtenção de maior eficiência, qualidade e produtividade. Nesse contexto, uma tendência recente no ambiente industrial tem sido a utilização conjunta da Identificação por Rádio Frequência (RFID) e a da Internet das Coisas (IoT) na busca da melhoria dos seus processos de manufatura. O principal desafio é promover a integração entre essas tecnologias, de forma que os dados estejam disponíveis sob demanda e em tempo hábil para que as melhores decisões de produção sejam alcançadas. Este trabalho utilizou o RFID e a IoT para o desenvolvimento de uma solução para o monitoramento da produção e da eficiência de um sistema de manufatura flexível (FMS). O desenvolvimento do projeto consistiu em três etapas: aquisição dos dados RFID, processamento para obtenção dos parâmetros de produção e eficiência requeridos e disponibilização em nuvem para a IoT. Etiquetas RFID alocadas nas peças e nos pallets de movimentação permitiram o monitoramento da produção por meio da medição dos tempos de produção e transporte de cada peça produzida no FMS. O cálculo do indicador OEE (Overall Equipment Effectiveness), através dos índices de Performance, Qualidade e Disponibilidade, permitiu o monitoramento da eficiência das estações de trabalho e do FMS. A disponibilização dos dados da aplicação em nuvem de fo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Industry 4.0 concept is related to the evolution of production systems through the interconnection and integration between industrial automation and information technology in order to obtain greater efficiency, quality and productivity. In this context, a recent trend in the industrial environment has been the joint use of Radio Frequency Identification (RFID) and Internet of Things (IoT) seeking for improvement in their manufacturing processes. The main challenge is to promote the integration between these technologies, so that the data is available on demand and in real time so that the best production decisions are achieved. This work used the RFID and IoT for the development of a solution for the monitoring of the production and the efficiency of a Flexible Manufacturing System (FMS). The development of the project consisted of three steps: acquisition of RFID data, processing to obtain the required production and efficiency parameters and availability of this data in the Cloud for the IoT. RFID tags allocated in the parts and conveyor pallets allowed production monitoring by measuring the production and transport times of each produced part in the FMS. The calculation of the OEE (Overall Equipment Effectiveness) indicator, through Performance, Quality and Availability indexes, enabled the monitoring of the efficiency of workstations and the FMS. The real-time availability of application data in the cloud in a standardized and accessible form to other systems was perf... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre