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Propomos uma aplicação de EBG (Electromagnetic Band Gap) para supressão ou redução de modos ressoantes de ordem superior em FSS (Superfícies Seletivas em Frequência), ainda não estudado na literatura. O estudo consiste na aplicação de um arranjo periódico retangular de furos circulares de ar em um substrato dielétrico FSS para criar bandas de rejeição e suprimir ou reduzir modos de frequências ressonantes específicos. Outro tipo de furo de ar não convencional utilizado foi o furo em formato quadrado, visando reduzir o esforço computacional durante as simulações. Para obter o diâmetro dos furos e as dimensões do patch retangular foi utilizado um algoritmo de otimização baseado em Algoritmos Genéticos (AG). Esse procedimento foi necessário objetivando a supressão ou redução de modos espúrios na frequência de interesse do projeto. Para comprovar que as bandas proibidas ocorreram nas faixas de frequências desejadas, um diagrama de dispersão de Brillouin foi construído constatando que as estruturas atuaram como EBG. Sete protótipos foram fabricados e os resultados medidos foram comparados com os resultados simulados obtidos no Ansoft HFSS ®. Uma boa concordância entre os resultados é observada. Simulações e medições mostram níveis de supressão de até 6 dB. O tempo de simulação da FSS com EBG de furos quadrados mostrou uma redução de 70% em relação ao tempo de simulação do FSS com EBG de furos cilíndricos. We propose an application of EBG (Electromagnetic Band Gap) for suppression or reduction of higher order resonant modes in FSS (Frequency Selective Surfaces), not yet studied in the literature. The study consists of the application of a rectangular periodic array of circular air holes in an FSS dielectric substrate to create rejection bands and to suppress or reduce specific resonant frequency modes. Another type of unconventional air hole used was the square shaped hole, aiming to reduce the computational effort during the simulations. To obtain the diameter of the holes and the dimensions of the rectangular patch, an optimization algorithm based on Genetic Algorithms (AG) was used. This procedure was necessary in order to suppress or reduction spurious modes in the frequency of interest of the project. In order to prove that the prohibited bands occurred in the desired frequency bands, a Brillouin dispersion diagram was constructed verifying that the structures acted as EBG. Seven prototypes were manufactured and the measured results were compared with the simulated results obtained in Ansoft HFSS ®. A good agreement between the results is observed. Simulations and measurements show suppression levels of up to 6 dB. The simulation time of FSS with EBG of square holes showed a reduction of 70% in relation to the simulation time of FSS with EBG of cylindrical holes.

O poli(ácido láctico) (PLA) é um dos principais polímeros biodegradáveis, exibindo alto módulo elástico e biocompatibilidade. Porém, sua baixa tenacidade demanda a modificação com a adição de elastômeros termoplásticos (TPEs) para atender a requisitos de projetos. A baixa compatibilidade entre PLA e TPEs requer o uso de agente compatibilizante (AgC) para melhor interação entre fases e, consequentemente, suas propriedades mecânicas e viscoelásticas. O comportamento reológico, as propriedades de interface e a processabilidade governam a formação da fase dispersa em uma blenda, afetando seus comportamentos viscoelástico e mecânico. Neste trabalho investigou-se a modificação das características mecânicas, morfológicas e viscoelásticas do PLA pela incorporação dos TPEs poliuretano termoplástico (TPU) e elastômero de etileno (EEt) sem e com a presença do AgC terpolímero etileno-acrilato de butila-metacrilato de glicidila (EBG) por mistura física. As blendas PLA/TPEs foram preparadas nas proporções mássicas de 10 e 30% em misturador interno, sendo as blendas PLA/TPEs (70/30) aditivadas com 5%EBG, e a blenda PLA/TPU (70/30) aditivada com os teores com 2,5 e 7,5%EBG. PLA, TPEs e EBG foram caracterizados quanto ao comportamento reológico, propriedades de superfície e miscibilidade. As blendas PLA/TPEs (sem e com EBG) foram caracterizadas quanto à sua processabilidade, propriedades reológicas, térmicas, mecânicas, viscoelásticas, morfológicas e de interface. A compatibilização com EBG reduziu a tensão interfacial e aumentou a espessura da interface da blenda PLA/TPU. A adição de 10% de TPE aumentou a viscosidade do PLA de 2123 para até 2300 Pa.s, enquanto que 30% de TPE acresceu a viscosidade para até 2650 Pa.s. O uso de 7,5%EBG reduziu o diâmetro das partículas de TPU na blenda PLA/TPU (70/30) de 3,9 para 2,3 μm. O uso de baixo %EEt retardou a degradação térmica do PLA, enquanto a presença de EBG nas blendas PLA/TPU retardou a decomposição dos segmentos de TPU. A temperatura de transição vítrea no PLA (medida por DSC) foi 61 ºC, não tendo sido afetada pela presença/%TPE e de EBG. A Energia Mecânica Específica (EME) aumentou com o aumento do %TPE nas blendas PLA/TPE. A tan δdiminuiu com o aumento do %TPE, aumentando o caráter elástico do PLA. O PLA apresentou aumento da resistência ao impacto de 1,9 para 5,0 kJ/m² com 30%TPU e para 7,0 kJ/m² com 7,5%EBG. A presença de TPE promoveu aumento da deformação no escoamento e melhora no balanço módulo-tenacidade do PLA. EBG mostrou-se um compatibilizante efetivo para as blendas PLA/TPU, sendo o teor de 7,5% o mais adequado. Palavras-chave: PLA, TPE, EBG, blendas, compatibilização, tenacificante. Poly (lactic acid) is one of the main biodegradable polymers, exhibiting high elastic modulus and biocompatibility. However, its low tenacity demands modification with the addition of thermoplastic elastomers (TPEs) to fulfill project requirements. The low compatibility between PLA and TPEs requires the use of a compatibilizer agent (AgC) for better interaction between phases and, consequently, their mechanical and viscoelastic properties. Rheological behavior, interface properties, and processability govern the formation of the dispersed phase in a blend, affecting its viscoelastic and mechanical behaviors. In this work, the modification of the mechanical, morphological and viscoelastic characteristics of PLA was investigated by the incorporation of TPEs thermoplastic polyurethane (TPU) and ethylene elastomer (EEt) without and with the presence of the AgC ethylene-butyl methacrylate-ethylene acrylate (EBG) by physical mixing. The PLA/TPEs blends were prepared in the weighted proportions of 10 and 30%, while PLA/TPEs (70/30) blends were prepared with 5% w/w EBG, and PLA/TPU (70/30) blend were also prepared with 2.5 and 7.5%EBG. PLA, TPEs, and EBG were characterized by rheological behavior, surface properties, and miscibility. The PLA/TPEs blends (without and with EBG) were characterized by their processability, rheological, thermal, mechanical, viscoelastic, morphological and interface properties. The use of EBG reduced the interfacial tension and increased the thickness of the PLA/TPU blend interface. The addition of 10% TPE increased the PLA viscosity from 2123 to up to 2300 Pa.s, while 30%TPE rose the viscosity to up to 2650 Pa.s. The use of 7.5%EBG reduced the TPU particle diameter in the PLA/TPU (70/30) blend from 3.9 to 2.3 μm. The use of low %EEt delayed the thermal degradation of the PLA, while the presence of EBG in the PLA/TPU blends delayed the decomposition of the TPU segments. The glass transition temperature in the PLA (measured by DSC) was 61 ºC, not being affected by the presence/%TPE and EBG. Specific Mechanical Energy (EME) rose with the increase of %TPE in the PLA/TPE blends. Tan δ decreased with the increase of %TPE, increasing the elastic behavior of PLA. PLA increased its impact resistance from 1.9 to 5.0 kJ/m² (with 30%TPU) and to 7.0 kJ/m² (with 7.5% EBG). The presence of TPE promoted an increase in the yield strain and an improvement in the PLA modulus-toughness balance. EBG proved to be an effective compatibilizer for PLA/TPU blends, with 7.5% content being the most appropriate.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O objetivo desta tese é apresentar a análise de novas topologias de filtros coplanar stripline (CPS), substrate integrated E-plane waveguide (SIEW) e frequency selective surfaceelectromagnetic bandgap (FSS-EBG) para aplicações em sistemas de comunicações sem fio. A configuração CPS consiste de duas fitas condutoras carregadas por duas células split ring resonators (SRRs) formando um filtro CPS. O filtro SIEW baseia-se na tecnologia substrate integrated E-plane waveguide, sendo formado por várias camadas dielétricas empilhadas com dois elementos ressonantes em seu interior, alcançando seletividade com polarização horizontal. A terceira configuração é constituída por dois arranjos periódicos formados por uma FSS e uma EBG, compondo uma estrutura integrada. A investigação dessas estruturas foi realizada mediante análise numérica da resposta em frequência devido à variação dos parâmetros físicos das geometrias, elencando as potencialidades atrativas para diversas aplicações na faixa de micro-ondas. Os resultados simulados foram obtidos com o software comercial Ansoft HFSS e exibiram características atrativas como: reconfiguração, ampla largura de banda, banda dupla, projeto simples, peso reduzido e fácil fabricação em grande escala. Protótipos dos filtros propostos foram fabricados e medidos. Uma boa concordância é observada entre os resultados medidos e simulados. The objective of this thesis is to present the analysis of new topologies of coplanar stripline (CPS) filters, substrate integrated E-plane waveguide (SIEW) filter, and frequency selective surface electromagnetic bandgap (FSS-EBG) for applications in wireless systems. The CPS configuration consists of two conducting strips carried by two split ring resonator (SRR) cells forming a CPS filter. The SIEW filter is based on the substrate integrated E-plane waveguide technology, being composed of several dielectric layers stacked with two resonant elements inside, enabling selectivity with horizontal polarization. The third configuration consists of two periodic arrays formed by an FSS and an EBG, composing an integrated structure. The investigation of these structures was carried out by numerical analysis of the frequency response due to the variation of the physical parameters of the geometries, highlighting the attractive potentialities for several applications in the microwave range. The simulated results were obtained with the commercial software Ansoft HFSS and exhibited attractive characteristics, such as: reconfiguration, wide bandwidth, dual band, simple design, light weight and easy manufacturing on a large scale. Prototypes of the proposed filters were manufactured and measured. A good agreement is observed between measured and simulated results.

The modern society depends on an efficient communications system able to of transmitting and receiving information with a higher speed and reliability every time. The need for ever more efficient devices raises optimization techniques of microstrip devices, such as techniques to increase bandwidth: thicker substrates and substrate structures with EBG (Electromagnetic Band Gap) and PBG (Photonic Band Gap). This work has how aims the study of the application of PBG materials on substrates of planar structures in microstrip, more precisely in directional quadrature couplers and in rat-race and impedance of transformers. A study of the planar structures in microstrip and substrates EBG is presented. The PBG substrates can be used to optimize the radiation through the air, thus reducing the occurrence of surface waves and the resulting diffraction edge responsible for degradation of radiation pattern. Through specific programs in FORTRAN Power Station obtained the frequencies and couplings for each structure. Are used the program PACMO - Computer Aided Design in Microwave. Results are obtained of the frequency and coupling devices, ranging the frequency band used (cellular communication and Wimax systems) and the permittivity of the substrate, comparing the results of conventional material and PBG materials in the s and p polarizations. A sociedade moderna depende de um eficiente sistema de comunicações, capaz de transmitir e receber informações com uma velocidade e confiabilidade maiores a cada momento. A necessidade de dispositivos cada vez mais eficientes faz surgir técnicas de otimização dos dispositivos em microfita, como por exemplo, técnicas para aumentar a largura de banda: substratos mais espessos e estruturas com substratos de Banda Eletromagnética Proibida - EBG (Electromagnetic Band Gap) e Banda Fotônica Proibida - PBG (Photonic Band Gap). Este trabalho tem como objetivo o estudo da aplicação de materiais EBG/PBG em substratos de estruturas planares em microfita, mais precisamente em acopladores direcionais em quadratura e em anel e em transformadores de impedâncias. É apresentado um estudo das estruturas planares em microfita e dos substratos EBG/PBG. Substratos PBG podem ser usados para otimizar a irradiação pelo ar, reduzindo assim a ocorrência de ondas superficiais e a conseqüente difração de borda responsável pela degradação do diagrama de radiação. Através de programas específicos em FORTRAN obtiveram-se as freqüências e acoplamentos para cada estrutura. Foi utilizado o programa PACMO Projeto Auxiliado por Computador para Microondas. São obtidos resultados da freqüência e acoplamentos dos dispositivos, variando-se banda de freqüência utilizada (sistemas de comunicação celular e Wimax) e a permissividade do substrato, comparando-se os resultados de materiais convencionais e materiais PBG nas polarizações s e p.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico This work presents a theoretical and numerical analysis of structures using frequency selective surfaces applied on patch antennas. The FDTD method is used to determine the time domain reflected fields. Applications of frequency selective surfaces and patch antennas cover a wide area of telecommunications, especially mobile communications, filters and WB antennas. scattering parameters are obteained from Fourier Transformer of transmited and reflected fields in time domain. The PML are used as absorbing boundary condition, allowing the determination of the fields with a small interference of reflections from discretized limit space. Rectangular patches are considered on dielectric layer and fed by microstrip line. Frequency selective surfaces with periodic and quasi-periodic structures are analyzed on both sides of antenna. A literature review of the use of frequency selective surfaces in patch antennas are also performed. Numerical results are also compared with measured results for return loss of analyzed structures. It is also presented suggestions of continuity to this work Este trabalho apresenta uma análise teórica e numérica de estruturas que utilizam superfícies seletivas de frequência aplicadas a antenas do tipo patch. Para isso, é utilizado o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) visando determinar os campos refletidos a partir de uma onda plana incidente no domínio do tempo. As aplicações das superfícies seletivas de freqüência e antenas patch abrangem uma grande área das Telecomunicações, principalmente em comunicações móveis e vão desde filtros até as antenas banda larga. Especificamente, a análise usa os campos transmitidos e refletidos obtidos no domínio do tempo, em conjunto com transformada de Fourier permitindo a obtenção dos parâmetros de transmissão da antena. A condição de contorno absorvedora utilizada foi a de camada perfeitamente casada (PML), permitindo a determinação numérica dos campos com uma quantidade menor de interferências provenientes de reflexões nos limites do espaço discretizado. São considerados patches retangulares condutores sobre uma camada dielétrica e alimentados por linha de microfita. Foram analisadas superfícies seletivas de frequência periódicas e quase periódicas tanto no plano de terra quanto no plano do próprio patch. É realizada uma revisão bibliográfica a respeito da utilização de superfícies seletivas de frequência em antenas patch. Também são comparados resultados numéricos e medidos para a perda de retorno das estruturas analisadas. São apresentadas, ainda, sugestões de continuidade para este trabalho