Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-12T18:05:35Z No. of bitstreams: 1 2016 - Felipe Augusto da Silva.pdf: 12688361 bytes, checksum: 9f1ec0867eb071ebf8dbb7f89606cf25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T18:05:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Felipe Augusto da Silva.pdf: 12688361 bytes, checksum: 9f1ec0867eb071ebf8dbb7f89606cf25 (MD5) Previous issue date: 2016-09-29 / To understand the behavior of molecules in liquid fase is fundamental for comprihend many chemical and physical process, became reference to severa! areas of scientific and tecnologic knowledge. Methods using polarizable continuum model (PCM) have been proposed and revised to achieve more acurated results and the aplicability of the method. MultiPatch is a analitic and eficient molecular smface tesselation method. This smface is necessary to calcule the eletrostatic component of the interaction energy between solute and solvent Delta G s. The method was tested by comparing the results for the smface area and the energy Delta G s obtained using internai methods of the software GAMESS. / Entender o comportamento de mol?culas em fase l?quida ? fundamental para o compreender diversos processos qu?micos e f?sicos, sendo assim refer?ncia para diversas ?reas do conhecimento cient?fico e tecnol?gico. M?todos usando o modelo de cont?nuo polariz?vel (PCM) tem sido propostos e revisados com o objetivo de melhorar a acur?cia dos resultados e a aplicabilidade desse modelo. MultiPatch ? um m?todo anal?tico e eficiente para se obter uma tessela??o da superf?cie molecular necess?ria para o computo de uma das componentes, de origem eletrost?tica, da energia de intera??o entre soluto e solvente Delta G s:. O m?todo foi testado comparando seus resultados para ?rea da superf?cie e a energia Delta G s com o m?todos internos do software GAMESS.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2016-09-06T21:52:27Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o Pablo Lu?s dos Santos Portela - PPGDCI.pdf: 2083854 bytes, checksum: 8c858517946ff2bca9099ced306d99db (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-06T21:52:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o Pablo Lu?s dos Santos Portela - PPGDCI.pdf: 2083854 bytes, checksum: 8c858517946ff2bca9099ced306d99db (MD5) Previous issue date: 2015-12-08 / The purpose of this study is to introduce the palm, Bahia cultural symbolic element, in a different context from the culinary, and bring it to the area of the textile surface design, by authorial creation of standards in a contemporary language. To this end, it sought theoretical and conceptual support in authors who discuss surface design, textile design, printing, fashion, Bahian culture. He tried to understand the involvement of the pattern into two categories of analysis, which were: language and differentiation; cultural and symbolic device. The character of this research highlighted by the interdisciplinary approach, experimental and qualitative, which provided support throughout the trodden path. The study, to build the methodology of deconstruction and reinterpretation, was to follow, explore, play, interpret the palm from the decomposition of its morphological structure for seven months. This procedure was based on the method of decontextualization and recontextualization of contemporary surface design. To place the palm with the culture, fashion and Bahian art, selected authors and by conducting interviews with artists and designers Bahia. Research has developed a long creative process from the palm that has gone through different stages, experiments and records, such as intervention with the collective participation of students enrolled of discipline Artistic Design of UEFS; palm fixation test on paper and fabric; palm dyeing fabric; construction cloths; detailing the period of decomposition of the formal structure of the palm; creation of manuals oil palm observation drawings. Then came the composition of the standards that resulted in the series of prints named "The palm vein", with their respective analyzes of the printed fabrics and discussions of the results. / A proposta deste estudo ? apresentar o dend? enquanto elemento simb?lico cultural baiano, em outro contexto diferente do culin?rio, e traz?-lo para a ?rea do design de superf?cie t?xtil, atrav?s da cria??o autoral de padr?es, numa linguagem contempor?nea. Para tanto, buscou-se apoio te?rico-conceitual em autores que discutem o design de superf?cie, o design t?xtil, a estamparia, a moda e a cultura baiana. Procurou-se compreender o envolvimento da estampa em duas categorias de an?lise, que foram: linguagem e diferencia??o; dispositivo cultural e simb?lico. O car?ter desta pesquisa destacou-se pela abordagem interdisciplinar, experimental e qualitativa, que proporcionou sustenta??o em todo o percurso trilhado. O estudo, para construir a metodologia da desconstru??o e ressignifica??o, consistiu em acompanhar, explorar, interpretar o dend?, desde a decomposi??o da sua estrutura morfol?gica no per?odo de sete meses. Esse procedimento foi fundamentado no m?todo da descontextualiza??o e recontextualiza??o do design de superf?cie contempor?neo. Para situar o dend? na cultura, na moda e na arte baiana, contou-se com autores selecionados e atrav?s da realiza??o de entrevistas com artistas e designers baianos. A pesquisa desenvolveu um longo processo criativo a partir do dend? que passou por diferentes est?gios, experimentos e registros, como: atividade de interven??o com a participa??o coletiva entre alunos matriculados da disciplina Desenho Art?stico da UEFS; testes de fixa??o do dend? em papel e tecido; tingimento do dend? em tecido; constru??o de pan?s; detalhamento do per?odo de decomposi??o da estrutura formal do dend?; cria??o de desenhos manuais de observa??o do dend?. Em seguida, ocorreu a composi??o dos padr?es que resultou na s?rie de estampas nomeada ?Na veia do dend??, com as respectivas an?lises sobre os tecidos impressos e as discuss?es dos resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThercioHCC_TESE.pdf: 3355689 bytes, checksum: 0848bf4db8c96f8922893ef41d7b36f0 (MD5) Previous issue date: 2010-03-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work reports the influence of the poly (ethylene terephthalate) textile and films surface modification by plasmas of O2 and mixtures (N2 + O2), on their physical and chemical properties. The plasma surface polymeric modification has been used for many researchs, because it does not affect the environment with toxic agents, the alterations remains only at nanometric layers and this technique shows expressive results. Then, due to its good acceptance, the treatment was carried out in a vacuum chamber. Some parameters remained constant during all treatment, such as: Voltage 470 V; Pressure 1,250 Mbar; Current: 0, 10 A and gas flow: 10 cm3/min, using oxygen plasma alternating the treatment time 10 to 60 min with an increase of 10 min to each subsequent treatment. Also, the samples were treated with a gas mixture (nitrogen + oxygen) which was varied only the gas composition from 0 to 100% leaving the treatment time remaining constant to all treatment (10 min). The plasma treatment was characterized in-situ with Optics Emission Spectroscopy (OES), and the samples was characterized by contact angle, surface tension, Through Capillary tests, Raman spectroscopy, Infrared attenuated total reflection (IR-ATR) and atomic force microscopy, scanning electronic Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The results showed that oxygen treated fabrics presented high wettability, due to the hydrophilic groups incorporation onto the surface formed through spputering of carbon atoms. For the nitrogen atmosphere, there is the a film deposition of amine groups. Treatment with small oxygen concentration in the mixture with nitrogen has a higher spputered species of the samples / Neste trabalho, investigou-se a influ?ncia do tratamento superficial a plasma utilizando como gases de trabalho o oxig?nio e uma mistura de nitrog?nio + oxig?nio, sobre as propriedades f?sicas e qu?micas de tecidose filmes de Poli?ster. A modifica??o superficial de superf?cies polim?ricas por plasma tem sido bastante utilizada, pois a mesma n?o apresenta agentes nocivos ao ambiente, ?s altera??es promovidas no material s?o de escala nanom?tricas, e comprovadamente ? a t?cnica que tem apresentado resultados mais expressivos. Ent?o, tendo em vista a boa aceitabilidade do uso do plasma em materiais polim?ricos, O tratamento foi realizado em uma c?mara contendo os gases de trabalho sob baixa press?o (~ 1 mbar) mantendo-se constante durante todo ensaio alguns par?metros do plasma, tais como, voltagem: 470 V; press?o: 1,250 mbar; corrente: 0,10 A e fluxo de g?s: 10 cm3/min, usando plasma com atmosfera gasosa de oxig?nio variando-se o tempo de tratamento de 10 - 60 min com incremento de 10 min a cada tratamento subseq?ente, e tamb?m usou-se a atmosfera gasosa composta por uma mistura de nitrog?nio e oxig?nio, variando a concentra??o gasosa dos mesmos (de 0 100%), para um tempo de tratamento de 10 min. O tratamento por plasma foi caracterizado in-situ com o auxilio da Espectroscopia de Emiss?o ?tica,e as amostras foram caracterizadas por medidas de ?ngulo de contato, tens?o superficial, arraste capilar, espectroscopia Raman, Espectroscopia de infravermelho de reflex?o total atenuada (IR-ATR), e microscopia de for?a at?mica (AFM), Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e por espectroscopia de fotoel?trons excitados por raios-X (XPS). Os resultados mostraram que tecidos tratados com atmosfera de oxig?nio apresentaram elevada molhabilidade, devido a incorpora??o de grupos hidrof?licos na superf?cie formados com o arrancamento de ?tomos de carbono. Para a atmosfera de nitrog?nio, tem-se a deposi??o de um filme com base em em grupos aminas. Tratamentos com a concentra??o pequena de Oxig?nio numa mistura com Nitrog?nio tem-se maior arrancamento de esp?cies das amostras

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PolianaRFS_DISSERT.pdf: 3998823 bytes, checksum: e0480a4a5d6b04450e748434898535a9 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The technique of plasma nitriding by the cathode cage mainly stands out for its ability to produce uniform layers, even on parts with complex geometries. In this study, it was investigated the efficiency of this technique for obtaining duplex surface, when used, simultaneously, to nitriding treatment and thin film deposition at temperatures below 500?C. For this, were used samples of AISI 41 0 Martensitic Stainless Steel and performed plasma treatment, combining nitriding and deposition of thin films of Ti and/or TiN in a plasma atmosphere containing N2-H2. It was used a cathodic cage of titanium pure grade II, cylindrical with 70 mm diameter and 34 mm height. Samples were treated at temperature 420?C for 2 and 12 hours in different working pressures. Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) with micro-analysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and analysis of Vickers Microhardness were used to investigate coating properties such as homogeneity and surface topography, chemical composition, layer thickness, crystalline phase, roughness and surface microhardness. The results showed there is a direct proportionality between the presence of H2 in plasma atmosphere and the quantity of titanium in surface chemical composition. It was also observed that the plasma treatment at lowpressure is more effective in formation of TiN thin film / A t?cnica de nitreta??o a plasma por gaiola cat?dica vem se destacando, principalmente, pela sua capacidade de produzir camadas uniformes mesmo em pe?as com geometria complexa. Neste trabalho, investigou-se a efici?ncia desta t?cnica para obten??o de superf?cie duplex, quando utilizada, simultaneamente, para tratamento de nitreta??o e deposi??o de filmes finos em temperaturas inferiores a 500?C. Para tal, foram utilizadas amostras do a?o inoxid?vel martens?tico AISI 410 e realizados tratamentos a plasma, combinando a nitreta??o e deposi??o de filmes finos de Ti e/ou TiN, em uma atmosfera contendo N2-H2. Foi utilizada uma gaiola cat?dica de tit?nio puro grau II em forma cil?ndrica, com 70 mm de di?metro e 34 mm de altura. As amostras foram tratadas numa temperatura de 420?C, com dura??o de 2 e 12 horas e em diferentes press?es de trabalho. Microscopia ?ptica (MO), Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) com microan?lise por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difra??o de Raios-X (DRX), Microscopia de For?a At?mica (MFA) e ensaio de Microdureza Vickers foram empregados para investigar as propriedades do revestimento, tais como homogeneidade e topografia superficial, composi??o qu?mica, espessura da camada, fases cristalinas, rugosidade e microdureza superficial. Os resultados mostraram existir uma proporcionalidade direta entre a presen?a de H2 na atmosfera do plasma e a quantidade do elemento qu?mico tit?nio na composi??o qu?mica superficial. Observou-se, tamb?m, que o tratamento a plasma em baixa press?o ? mais eficaz na forma??o do filme fino de nitreto de tit?nio

Made available in DSpace on 2015-03-13T17:08:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PeryclysROA_Cap1.pdf: 1534050 bytes, checksum: 88145cdf2e8bbe54b546fb696fea947a (MD5) Previous issue date: 2005-06-17 / Due to its high resolution, Ground Penetrating Radar (GPR) has been used to image subsurface sedimentary deposits. Because GPR and Seismic methods share some principles of image construction, the classic seismostratigraphic interpretation method has been also applied as an attempt to interpret GPR data. Nonetheless some advances in few particular contexts, the adaptations from seismic to GPR of seismostratigraphic tools and concepts unsuitable because the meaning given to the termination criteria in seismic stratigraphy do not represent the adequate geologic record in the GPR scale. Essentially, the open question relies in proposing a interpretation method for GPR data which allow not only relating product and sedimentary process in the GPR scale but also identifying or proposing depositional environments and correlating these results with the well known Sequence Stratigraphy cornerstones. The goal of this dissertation is to propose an interpretation methodology of GPR data able to perform this task at least for siliciclastic deposits. In order to do so, the proposed GPR interpretation method is based both on seismostratigraphic concepts and on the bounding surface hierarchy tool from Miall (1988). As consequence of this joint use, the results of GPR interpretation can be associated to the sedimentary facies in a genetic context, so that it is possible to: (i) individualize radar facies and correlate them to the sedimentary facies by using depositional models; (ii) characterize a given depositional system, and (iii) determine its stratigraphic framework highligthing how it evolved through geologic time. To illustrate its use the proposed methodology was applied in a GPR data set from Galos area which is part of the Galinhos spit, located in Rio Grande do Norte state, Northeastern Brazil. This spit presents high lateral sedimentary facies variation, containing in its sedimentary record from 4th to 6th cicles caused by high frequency sea level oscillation. The interpretation process was done throughout the following phases: (i) identification of a vertical facies succession, (ii) characterization of radar facies and its associated sedimentary products, (iii) recognition of the associated sedimentary process in a genetic context, and finally (iv) proposal of an evolutionay model for the Galinhos spit. This model proposes that the Galinhos spit is a barrier island constituted, from base to top, of the following sedimentary facies: tidal channel facies, tidal flat facies, shore facies, and aeolic facies (dunes). The tidal channel facies, in the base, is constituted of lateral accretion bars and filling deposits of the channels. The base facies is laterally truncated by the tidal flat facies. In the foreshore zone, the tidal flat facies is covered by the shore facies which is the register of a sea transgression. Finally, on the top of the stratigraphic column, aeolic dunes are deposited due to areal exposition caused by a sea regression / O Radar Penetrante no Solo (Ground Penetrating Radar GPR) tem sido utilizado para mapear em detalhe dep?sitos sedimentares, devido ? sua alta resolu??o. Pelo fato de que os m?todos GPR e S?smico t?m princ?pios de forma??o de imagens muito semelhantes, o modelo cl?ssico de interpreta??o s?smica, baseado na sismoestratigrafia, tem sido tentativamente utilizado para interpretar dados de GPR. N?o obstante os grandes avan?os j? realizados em contextos particulares, as adapta??es propostas das ferramentas e conceitos da sismoestratigrafia, para o GPR, ainda s?o inadequadas; isto acontece basicamente porque as interpreta??es atribu?das aos padr?es de termina??o, extra?dos da sismoestratigrafia convencional, n?o representam o registro geol?gico na escala de opera??o do GPR. O problema conceitual reside, pois, em propor um m?todo de interpreta??o que permita n?o s? relacionar produto e processo sedimentar, na escala do GPR, mas tamb?m identificar ou propor ambientes deposicionais e correlacionar estes resultados com os blocos construtores da Estratigrafia de Seq??ncias. O objetivo desse trabalho ? propor uma metodologia de interpreta??o de dados de GPR capaz de realizar esta tarefa, pelo menos no contexto de dep?sitos silicicl?sticos. Para este fim, prop?e-se uma interpreta??o de dados de GPR, baseada na adapta??o de termos e conceitos herdados da sismoestratigrafia, em conjunto com uma metodologia de hierarquiza??o de superf?cies limitantes (bounding surfaces), a exemplo da metodologia proposta por Miall (1988). Como conseq??ncia direta desta combina??o, a interpreta??o dos dados de GPR pode ser associada ?s f?cies sedimentares, dentro de um contexto gen?tico, possibilitando assim: (i) individualizar as radarf?cies e correlacion?-las ?s f?cies sedimentares, com base em modelos de f?cies sedimentares; (ii) caracterizar um determinado sistema deposicional e, principalmente, (iii) determinar seu arcabou?o estratigr?fico, mostrando como ele evoluiu no tempo geol?gico. Para exemplificar a utiliza??o desta metodologia de interpreta??o foram utilizados os dados de GPR adquiridos na ?rea de Galos, que faz parte do spit de Galinhos, localizado no Estado do Rio Grande do Norte. Este spit apresenta grande variedade lateral de f?cies sedimentares e cont?m registros sedimentares que s?o sens?veis ?s varia??es de freq??ncia mais alta do n?vel relativo do mar (ciclos de 4? a 6? ordens). O processo de interpreta??o constou das seguintes fases: (i) estabelecimento de uma sucess?o vertical de f?cies, (ii) caracteriza??o dos produtos sedimentares (radarf?cies), (ii) atribui??o de processos sedimentares dentro de um cunho gen?tico, e finalmente (iv) estabelecimento de um modelo evolutivo para o spit de Galinhos. O modelo prop?e que este spit constitui um sistema do tipo Ilhas Barreiras que ? materializado, da base para o topo, por f?cies de estreito de mar? (tidal inlet), f?cies de plan?cie de mar?, f?cies de praia e f?cies e?lica (dunas). A f?cies de estreito de mar?, na base, ? representada por barras de acres??o lateral que preencheram os estreitos de mar?. Estes dep?sitos s?o truncados lateralmente pela f?cies de plan?cie de mar?. Na zona de intermar? antiga, a f?cies de intermar? encontra-se sobreposta pela f?cies de praia, marcando assim um avan?o relativo da linha de costa. Por fim, no topo da coluna estratigr?fica, est?o depositadas dunas e?licas, denotando o recuo da linha de costa e conseq?ente exposi??o a?rea

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:54:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RossanaMSC.pdf: 3237270 bytes, checksum: 01cfb4de4da5c1c94fba895ebbbdddb1 (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The bidimensional periodic structures called frequency selective surfaces have been well investigated because of their filtering properties. Similar to the filters that work at the traditional radiofrequency band, such structures can behave as band-stop or pass-band filters, depending on the elements of the array (patch or aperture, respectively) and can be used for a variety of applications, such as: radomes, dichroic reflectors, waveguide filters, artificial magnetic conductors, microwave absorbers etc. To provide high-performance filtering properties at microwave bands, electromagnetic engineers have investigated various types of periodic structures: reconfigurable frequency selective screens, multilayered selective filters, as well as periodic arrays printed on anisotropic dielectric substrates and composed by fractal elements. In general, there is no closed form solution directly from a given desired frequency response to a corresponding device; thus, the analysis of its scattering characteristics requires the application of rigorous full-wave techniques. Besides that, due to the computational complexity of using a full-wave simulator to evaluate the frequency selective surface scattering variables, many electromagnetic engineers still use trial-and-error process until to achieve a given design criterion. As this procedure is very laborious and human dependent, optimization techniques are required to design practical periodic structures with desired filter specifications. Some authors have been employed neural networks and natural optimization algorithms, such as the genetic algorithms and the particle swarm optimization for the frequency selective surface design and optimization. This work has as objective the accomplishment of a rigorous study about the electromagnetic behavior of the periodic structures, enabling the design of efficient devices applied to microwave band. For this, artificial neural networks are used together with natural optimization techniques, allowing the accurate and efficient investigation of various types of frequency selective surfaces, in a simple and fast manner, becoming a powerful tool for the design and optimization of such structures / As estruturas planares peri?dicas bidimensionais, conhecidas como Superf?cies Seletivas de Frequ?ncia, t?m sido bastante estudadas por causa da propriedade de filtragem de frequ?ncia que apresentam. Similares aos filtros que operam na faixa tradicional de radiofrequ?ncia, tais estruturas podem apresentar caracter?sticas espectrais de filtros rejeitafaixa ou passa-faixa, dependendo do tipo de elemento do arranjo (patch ou abertura, respectivamente) e podem ser utilizadas em uma variedade de aplica??es, tais como radomes, refletores dicr?icos, filtros de micro-ondas, condutores magn?ticos artificiais, absorvedores etc. Para melhorar o desempenho de tais dispositivos eletromagn?ticos e investigar suas propriedades, muitos estudiosos t?m analisado v?rios tipos de estruturas peri?dicas: superf?cies seletivas de frequ?ncia reconfigur?veis, filtros de m?ltiplas camadas seletivas, al?m de arranjos peri?dicos impressos sobre substratos diel?tricos anisotr?picos e que utilizam geometrias fractais na sua forma??o. Em geral, n?o existe uma solu??o anal?tica diretamente extra?da a partir da resposta em frequ?ncia de um dispositivo; desta forma, a an?lise de suas caracter?sticas espectrais requer a aplica??o de t?cnicas de onda completa rigorosas, como o m?todo da equa??o integral, por exemplo. Al?m disso, devido ? complexidade computacional exigida para a implementa??o destes m?todos, muitos estudiosos ainda utilizam a investiga??o por tentativa e erro, para alcan?ar crit?rios satisfat?rios ao projeto dos dispositivos. Como este procedimento ? muito trabalhoso e dependente do homem, faz-se necess?rio o emprego de t?cnicas de otimiza??o que acelerem a obten??o de estruturas peri?dicas com especifica??es de filtragem desejadas. Alguns autores t?m utilizado redes neurais artificiais e algoritmos de otimiza??o natural, como os algoritmos gen?ticos e a otimiza??o por enxame de part?culas no projeto e otimiza??o das superf?cies seletivas de frequ?ncia. Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo mais aprofundado sobre o comportamento eletromagn?tico das estruturas peri?dicas seletivas de frequ?ncia, possibilitando a obten??o de dispositivos eficientes e aplic?veis na faixa de micro-ondas. P ra isto, redes neurais artificiais s?o utilizadas em conjunto com t?cnicas de otimiza??o baseadas na natureza, permitindo a investiga??o precisa e eficiente de v?rios tipos de superf?cies seletivas de frequ?ncia, de forma simples e r?pida, tornando-se, portanto, uma poderosa ferramenta de projeto e otimiza??o de tais estruturas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HertzWCL_TESE.pdf: 4465162 bytes, checksum: b8574ba7e4819cb59386ad0ba99ebd86 (MD5) Previous issue date: 2012-10-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The frequency selective surfaces, or FSS (Frequency Selective Surfaces), are structures consisting of periodic arrays of conductive elements, called patches, which are usually very thin and they are printed on dielectric layers, or by openings perforated on very thin metallic surfaces, for applications in bands of microwave and millimeter waves. These structures are often used in aircraft, missiles, satellites, radomes, antennae reflector, high gain antennas and microwave ovens, for example. The use of these structures has as main objective filter frequency bands that can be broadcast or rejection, depending on the specificity of the required application. In turn, the modern communication systems such as GSM (Global System for Mobile Communications), RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth, Wi-Fi and WiMAX, whose services are highly demanded by society, have required the development of antennas having, as its main features, and low cost profile, and reduced dimensions and weight. In this context, the microstrip antenna is presented as an excellent choice for communications systems today, because (in addition to meeting the requirements mentioned intrinsically) planar structures are easy to manufacture and integration with other components in microwave circuits. Consequently, the analysis and synthesis of these devices mainly, due to the high possibility of shapes, size and frequency of its elements has been carried out by full-wave models, such as the finite element method, the method of moments and finite difference time domain. However, these methods require an accurate despite great computational effort. In this context, computational intelligence (CI) has been used successfully in the design and optimization of microwave planar structures, as an auxiliary tool and very appropriate, given the complexity of the geometry of the antennas and the FSS considered. The computational intelligence is inspired by natural phenomena such as learning, perception and decision, using techniques such as artificial neural networks, fuzzy logic, fractal geometry and evolutionary computation. This work makes a study of application of computational intelligence using meta-heuristics such as genetic algorithms and swarm intelligence optimization of antennas and frequency selective surfaces. Genetic algorithms are computational search methods based on the theory of natural selection proposed by Darwin and genetics used to solve complex problems, eg, problems where the search space grows with the size of the problem. The particle swarm optimization characteristics including the use of intelligence collectively being applied to optimization problems in many areas of research. The main objective of this work is the use of computational intelligence, the analysis and synthesis of antennas and FSS. We considered the structures of a microstrip planar monopole, ring type, and a cross-dipole FSS. We developed algorithms and optimization results obtained for optimized geometries of antennas and FSS considered. To validate results were designed, constructed and measured several prototypes. The measured results showed excellent agreement with the simulated. Moreover, the results obtained in this study were compared to those simulated using a commercial software has been also observed an excellent agreement. Specifically, the efficiency of techniques used were CI evidenced by simulated and measured, aiming at optimizing the bandwidth of an antenna for wideband operation or UWB (Ultra Wideband), using a genetic algorithm and optimizing the bandwidth, by specifying the length of the air gap between two frequency selective surfaces, using an optimization algorithm particle swarm / As superf?cies seletivas de freq??ncia, ou FSS (Frequency Selective Surfaces), s?o estruturas constitu?das por arranjos peri?dicos de elementos condutores, denominados patches, geralmente muito finos e impressos sobre camadas diel?tricas, ou de aberturas, perfuradas em superf?cies met?licas muito finas, para aplica??es nas faixas de microondas e ondas milim?tricas. Estas estruturas s?o frequentemente utilizadas em aeronaves, m?sseis, sat?lites, radomes, antenas de refletor, antenas de alto ganho e fornos de microondas, por exemplo. A utiliza??o destas estruturas tem como objetivo principal filtrar bandas de freq??ncia, que podem ser de transmiss?o ou de rejei??o, dependendo da especificidade da aplica??o desejada. Por sua vez, os sistemas de comunica??o modernos, tais como GSM (Global System for Mobile Communications), RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth, Wi-Fi e WiMAX, cujos servi?os s?o altamente demandados pela sociedade, t?m requerido o desenvolvimento de antenas que apresentem, como caracter?sticas principais, baixo custo e perfil, al?m de peso e dimens?es reduzidas. Neste contexto, a antena de microfita se apresenta como uma excelente op??o para os sistemas de comunica??es atuais, pois (al?m de atenderem intrinsicamente aos requisitos mencionados) s?o estruturas planares de f?cil fabrica??o e integra??o com outros componentes de circuitos de microondas. Em consequ?ncia, a an?lise e principalmente a s?ntese destes dispositivos, em face da grande possibilidade de formas, dimens?es e periodicidade de seus elementos, tem sido efetuada atrav?s de modelos de onda completa, tais como o m?todo dos elementos finitos, o m?todo dos momentos e o m?todo das diferen?as finitas no dom?nio do tempo. Entretanto, estes m?todos apesar de precisos requerem um grande esfor?o computacional. Neste contexto, a intelig?ncia computacional (IC) tem sido utilizada com sucesso nos projetos e na otimiza??o de estruturas planares de microondas, como uma ferramenta auxiliar e muito adequada, dada a complexidade das geometrias das antenas e das FSS consideradas. A intelig?ncia computacional ? inspirada em fen?menos naturais como: aprendizado, percep??o e decis?o, utilizando t?cnicas como redes neurais artificiais, l?gica fuzzy, geometria fractal e computa??o evolucion?ria. Este trabalho realiza um estudo de aplica??o de intelig?ncia computacional utilizando metaheur?sticas como algoritmos gen?ticos e intelig?ncia de enxames na otimiza??o de antenas e superf?cies seletivas de frequ?ncia. Os algoritmos gen?ticos s?o m?todos computacionais de busca baseados na teoria da sele??o natural proposta por Darwin e na gen?tica utilizados para resolver problemas complexos como, por exemplo, problemas em que o espa?o de busca cresce com as dimens?es do problema. A otimiza??o por enxame de part?culas tem como caracter?sticas a utiliza??o da intelig?ncia de forma coletiva sendo aplicada em problemas de otimiza??o em diversas ?reas de pesquisa. O objetivo principal deste trabalho consiste na utiliza??o da intelig?ncia computacional, na an?lise e s?ntese de antenas e de FSS. Foram consideradas as estruturas de um monopolo planar de microfita, do tipo anel, e de uma FSS de dipolos em cruz. Foram desenvolvidos os algoritmos de otimiza??o e obtidos resultados para as geometrias otimizadas de antenas e FSS consideradas. Para a valida??o de resultados foram projetados, constru?dos e medidos v?rios prot?tipos. Os resultados medidos apresentaram excelente concord?ncia com os simulados. Al?m disso, os resultados obtidos neste trabalho foram comparados com os simulados atrav?s de um software comercial, tendo sido observada tamb?m uma excelente concord?ncia. Especificamente, a efici?ncia das t?cnicas de IC utilizadas foram comprovadas atrav?s de resultados simulados e medidos, objetivando a otimiza??o da largura de banda de uma antena para opera??o em banda ultralarga, ou UWB (Ultra Wideband), com a utiliza??o de um algoritmo gen?tico e da otimiza??o da largura de banda, atrav?s da especifica??o do comprimento do gap de ar entre duas superf?cies seletivas de frequ?ncia, utilizando um algoritmo de otimiza??o por enxame de part?culas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClarissaLN_TESE.pdf: 4153617 bytes, checksum: 6a9b7ed40b1f66da758afee4efaf74e9 (MD5) Previous issue date: 2013-04-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this thesis, a frequency selective surface (FSS) consists of a two-dimensional periodic structure mounted on a dielectric substrate, which is capable of selecting signals in one or more frequency bands of interest. In search of better performance, more compact dimensions, low cost manufacturing, among other characteristics, these periodic structures have been continually optimized over time. Due to its spectral characteristics, which are similar to band-stop or band-pass filters, the FSSs have been studied and used in several applications for more than four decades. The design of an FSS with a periodic structure composed by pre-fractal elements facilitates the tuning of these spatial filters and the adjustment of its electromagnetic parameters, enabling a compact design which generally has a stable frequency response and superior performance relative to its euclidean counterpart. The unique properties of geometric fractals have shown to be useful, mainly in the production of antennas and frequency selective surfaces, enabling innovative solutions and commercial applications in microwave range. In recent applications, the FSSs modify the indoor propagation environments (emerging concept called wireless building ). In this context, the use of pre-fractal elements has also shown promising results, allowing a more effective filtering of more than one frequency band with a single-layer structure. This thesis approaches the design of FSSs using pre-fractal elements based on Vicsek, Peano and teragons geometries, which act as band-stop spatial filters. The transmission properties of the periodic surfaces are analyzed to design compact and efficient devices with stable frequency responses, applicable to microwave frequency range and suitable for use in indoor communications. The results are discussed in terms of the electromagnetic effect resulting from the variation of parameters such as: fractal iteration number (or fractal level), scale factor, fractal dimension and periodicity of FSS, according the pre-fractal element applied on the surface. The analysis of the fractal dimension s influence on the resonant properties of a FSS is a new contribution in relation to researches about microwave devices that use fractal geometry. Due to its own characteristics and the geometric shape of the Peano pre-fractal elements, the reconfiguration possibility of these structures is also investigated and discussed. This thesis also approaches, the construction of efficient selective filters with new configurations of teragons pre-fractal patches, proposed to control the WLAN coverage in indoor environments by rejecting the signals in the bands of 2.4~2.5 GHz (IEEE 802.11 b) and 5.0~6.0 GHz (IEEE 802.11a). The FSSs are initially analyzed through simulations performed by commercial software s: Ansoft DesignerTM and HFSSTM. The fractal design methodology is validated by experimental characterization of the built prototypes, using alternatively, different measurement setups, with commercial horn antennas and microstrip monopoles fabricated for low cost measurements / Nesta tese, uma superf?cie seletiva de frequ?ncia (FSS) consiste de uma estrutura peri?dica bidimensional montada sobre um substrato diel?trico, que ? capaz de selecionar sinais em uma ou mais faixas de frequ?ncias de interesse. Em busca da obten??o de um melhor desempenho, dimens?es mais compactas, baixo custo de fabrica??o, entre outras caracter?sticas, estas estruturas peri?dicas t?m sido continuamente otimizadas ao longo do tempo. Devido ?s suas caracter?sticas espectrais, que s?o similares as de filtros rejeita-faixa ou passa-faixa, as FSSs t?m sido estudadas e usadas em aplica??es diversas por mais de quatro d?cadas. O projeto de uma FSS com uma estrutura peri?dica composta de elementos pr?fractais facilita a sintonia destes filtros espaciais e o ajuste de seus par?metros eletromagn?ticos, possibilitando uma constru??o compacta, que, em geral, apresenta uma resposta est?vel em frequ?ncia e desempenho superior em rela??o ? sua contrapartida euclidiana. As propriedades ?nicas dos fractais geom?tricos t?m-se mostrado bastante ?teis, principalmente para a constru??o de antenas e superf?cies seletivas de frequ?ncia, permitindo solu??es inovadoras e aplica??es comerciais na faixa de micro-ondas. Em aplica??es mais recentes, as FSSs modificam os ambientes de propaga??o indoor (conceito emergente chamado de wireless building ). Neste contexto, o uso de elementos pr?-fractais tamb?m tem apresentado resultados promissores, tornando mais efetiva a filtragem de mais de uma faixa de frequ?ncias com uma estrutura de camada simples. Esta tese aborda o projeto de FSSs com elementos pr?-fractais baseados nas geometrias de Vicsek, Peano e dos ter?gonos, que funcionam como filtros espaciais do tipo rejeita-faixa. As propriedades de transmiss?o das superf?cies peri?dicas s?o analisadas para a concep??o de dispositivos eficientes, compactos e com respostas est?veis em frequ?ncia, aplic?veis na faixa de micro-ondas e adequados para utiliza??es em comunica??es indoor. Os resultados s?o discutidos em termos do efeito eletromagn?tico decorrente da varia??o de par?metros como, n?mero de itera??es fractais (ou n?vel do fractal), fator de escala, dimens?o fractal e periodicidade da FSS, de acordo com o elemento pr?-fractal utilizado. A an?lise da influ?ncia da dimens?o fractal sobre as propriedades de resson?ncia de uma FSS ? uma contribui??o nova no que diz respeito ?s pesquisas com dispositivos de micro-ondas que utilizam geometrias fractais. Devido ?s caracter?sticas pr?prias e a forma geom?trica dos elementos pr?-fractais de Peano, a possibilidade de reconfigura??o destas estruturas tamb?m ? investigada e discutida. Esta tese aborda ainda, a constru??o de filtros seletivos eficientes com novas configura??es de patches pr?-fractais do tipo ter?gonos, propostos para controle de cobertura WLAN em ambientes indoor, rejeitando os sinais nas faixas de 2,4~2,5 GHz (IEEE 802.11b) e 5,0~6,0 GHz (IEEE 802.11a). As FSSs s?o analisadas inicialmente por meio de simula??es executadas pelos programas comerciais Ansoft DesignerTM e HFSSTM. A metodologia de projeto ? validada atrav?s da caracteriza??o experimental dos prot?tipos constru?dos utilizando, alternativamente, diferentes setups de medi??o, com antenas corneta comerciais e monopolos de microfita de fabrica??o pr?pria para medi??es de baixo custo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloRS_TESE.pdf: 2113878 bytes, checksum: 1cc62a66f14cc48f2e97f986a4dbbb8d (MD5) Previous issue date: 2014-01-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This thesis describes design methodologies for frequency selective surfaces (FSSs) composed of periodic arrays of pre-fractals metallic patches on single-layer dielectrics (FR4, RT/duroid). Shapes presented by Sierpinski island and T fractal geometries are exploited to the simple design of efficient band-stop spatial filters with applications in the range of microwaves. Initial results are discussed in terms of the electromagnetic effect resulting from the variation of parameters such as, fractal iteration number (or fractal level), fractal iteration factor, and periodicity of FSS, depending on the used pre-fractal element (Sierpinski island or T fractal). The transmission properties of these proposed periodic arrays are investigated through simulations performed by Ansoft DesignerTM and Ansoft HFSSTM commercial softwares that run full-wave methods. To validate the employed methodology, FSS prototypes are selected for fabrication and measurement. The obtained results point to interesting features for FSS spatial filters: compactness, with high values of frequency compression factor; as well as stable frequency responses at oblique incidence of plane waves. This thesis also approaches, as it main focus, the application of an alternative electromagnetic (EM) optimization technique for analysis and synthesis of FSSs with fractal motifs. In application examples of this technique, Vicsek and Sierpinski pre-fractal elements are used in the optimal design of FSS structures. Based on computational intelligence tools, the proposed technique overcomes the high computational cost associated to the full-wave parametric analyzes. To this end, fast and accurate multilayer perceptron (MLP) neural network models are developed using different parameters as design input variables. These neural network models aim to calculate the cost function in the iterations of population-based search algorithms. Continuous genetic algorithm (GA), particle swarm optimization (PSO), and bees algorithm (BA) are used for FSSs optimization with specific resonant frequency and bandwidth. The performance of these algorithms is compared in terms of computational cost and numerical convergence. Consistent results can be verified by the excellent agreement obtained between simulations and measurements related to FSS prototypes built with a given fractal iteration / Esta tese descreve metodologias de projeto para superf?cies seletivas de frequ?ncia (FSSs) compostas por arranjos peri?dicos de patches met?licos pr?-fractais impressos em camadas diel?tricas simples (FR4, RT/duroid). As formas apresentadas pelas geometrias correspondentes ? ilha de Sierpinski e ao fractal T s?o exploradas para o projeto simples de filtros espaciais rejeita-faixa eficientes com aplica??es na faixa de micro-ondas. Resultados iniciais s?o discutidos em termos do efeito eletromagn?tico decorrente da varia??o de par?metros como, n?mero de itera??es fractais (ou n?vel do fractal), fator de itera??o fractal, e periodicidade da FSS, dependendo do elemento pr?-fractal utilizado (ilha de Sierpinski ou fractal T). As propriedades de transmiss?o destes arranjos peri?dicos propostos s?o investigadas atrav?s de simula??es realizadas pelos programas comerciais Ansoft DesignerTM e Ansoft HFSSTM, que executam m?todos de onda completa. Para validar a metodologia empregada, prot?tipos de FSS s?o selecionados para fabrica??o e medi??o. Os resultados obtidos apontam caracter?sticas interessantes para filtros espaciais de FSS, tais como: estrutura compacta, com maiores fatores de compress?o de frequ?ncia; al?m de respostas est?veis em frequ?ncia com rela??o ? incid?ncia obl?qua de ondas planas. Esta tese aborda ainda, como enfoque principal, a aplica??o de uma t?cnica alternativa de otimiza??o eletromagn?tica (EM) para an?lise e s?ntese de FSSs com motivos fractais. Em exemplos de aplica??o desta t?cnica, elementos pr?-fractais de Vicsek e Sierpinski s?o usados no projeto ?timo das estruturas de FSS. Baseada em ferramentas de intelig?ncia computacional, a t?cnica proposta supera o alto custo computacional proveniente das an?lises param?tricas de onda completa. Para este fim, s?o desenvolvidos modelos r?pidos e precisos de rede neural do tipo perceptron de m?ltiplas camadas (MLP) utilizando diferentes par?metros como vari?veis de entrada do projeto. Estes modelos de rede neural t?m como objetivo calcular a fun??o custo nas itera??es dos algoritmos de busca populacional. O algoritmo gen?tico cont?nuo (GA), a otimiza??o por enxame de part?culas (PSO), e o algoritmo das abelhas (BA), s?o usados para a otimiza??o das FSSs com valores espec?ficos de frequ?ncia de resson?ncia e largura de banda. O desempenho destes algoritmos ? comparado em termos do custo computacional e da 13 converg?ncia num?rica. Resultados consistentes podem ser verificados atrav?s da excelente concord?ncia obtida entre simula??es e medi??es referentes aos prot?tipos de FSS constru?dos com uma dada itera??o fractal

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdezAAF_TESE.pdf: 2001050 bytes, checksum: d0f0b88178102c3f48880303c1c6d765 (MD5) Previous issue date: 2014-03-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work aims to show how the application of frequency selective surfaces (FSS) in planar antenna arrays become an alternative to obtain desired radiation characteristics from changes in radiation parameters of the arrays, such as bandwidth, gain and directivity. In addition to analyzing these parameters is also made a study of the mutual coupling between the elements of the array. To accomplish this study, were designed a microstrip antenna array with two patch elements, fed by a network feed. Another change made in the array was the use of the truncated ground plane, with the objective of increasing the bandwidth and miniaturize the elements of the array. In order to study the behavior of frequency selective surfaces applied in antenna arrays, three different layouts were proposed. The first layout uses the FSS as a superstrate (above the array). The second layout uses the FSS as reflector element (below the array). The third layout is placed between two FSS. Numerical and experimental results for each of the proposed configurations are presented in order to validate the research / Este trabalho tem como objetivo apresentar como a aplica??o de superf?cies seletivas em frequ?ncia (FSS) em arranjos de antenas planares se torna uma alternativa interessante para se obter caracter?sticas de radia??o desejadas, a partir de altera??es em par?metros de radia??o dos arranjos, tais como largura de banda, ganho e diretividade. Al?m de analisar esses par?metros, tamb?m ? feito o estudo do acoplamento m?tuo entre os elementos do arranjo. Para realizar tal estudo, foi projetado um arranjo de antenas de microfita, com dois elementos do tipo patch, alimentado por uma rede de alimenta??o. Outra modifica??o feita no arranjo foi a utiliza??o do plano de terra truncado, com o objetivo de aumentar a largura de banda e miniaturizar os elementos do arranjo. Para poder estudar o comportamento das superf?cies seletivas em frequ?ncia aplicadas em arranjos de antenas, foram propostos tr?s layouts diferentes. O primeiro layout consiste em utilizar a FSS como superstrato (acima do arranjo). O segundo consiste em utilizar a FSS como elemento refletor (abaixo do arranjo). O terceiro layout consiste em colocar o arranjo entre duas camadas de FSS, tanto em cima quanto abaixo. Resultados num?ricos e experimentais para cada uma das configura??es propostas s?o apresentados