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Orientador: Hugo E. Hernandez Figueroa Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Metamateriais são estruturas ou arranjos geométricos feitos a partir de materiais comuns, dielétricos, condutores, magnéticos ou por combinação destes. Os metamateriais caracterizam-se principalmente por apresentarem propriedades especiais de permissividade ( e) e permeabilidade ( µ) não encontradas nos materiais em estado natural, cujo principal efeito é o índice negativo de refração (n < 0). Essas características permitem seu emprego em diversos tipos de aplicações em eletromagnetismo e óptica, tais como filtros passa-faixa e rejeita-faixa, espelhos dielétricos, super lentes etc. Normalmente, o equacionamento envolvido no cálculo de parâmetros dos metamateriais são complexos e, na maioria das vezes, necessitam de apoio computacional. Por este motivo, o presente trabalho traz um estudo experimental sobre dois tipos de comportamento metamaterial, o de permissividade quase-zero e negativa, analisando seu desempenho sob vários aspectos geométricos e de características dos materiais envolvidos, além de propor uma metodologia de desenvolvimento, a qual possibilita um rápido dimensionamento de diversos tipos de grades metamateriais, baseada em cálculos simples ou consulta direta a tabelas e curvas de projeto. Abstract: Metamaterials are structures or geometric arrangements made from common materials, dielectrics, conductors, magnetic or a combination of these. Metamaterials are characterized mainly because of their special characteristics of permittivity ( e) and permeability ( µ), not found in the materials at natural state, whose main effect is the negative index of refraction (n

Orientador: Hugo Enrique Hernandez-Figueroa Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Novos métodos de ensino devem ser inseridos nos cursos de graduação para motivar, capacitar e fundamentar os conhecimentos dos alunos. A relação entre a tecnologia e a educação deve ser o mais intrínseca possível, de forma que os ensinamentos sejam atrativos, eficazes e concretos. O sistema Identificação por Radiofrequência (Radio Frequency Identification - RFID) é um sistema complexo que envolve hardware e software. Para o seu correto funcionamento diversos conceitos técnicos devem ser empregados, principalmente, os que são abordados nos cursos de graduação de Engenharia Elétrica. Portanto, este sistema pode ser utilizado como ferramenta de aprendizagem, ou seja, pode ser considerado como um minilaboratório com vários conteúdos abordados nos cursos de Engenharia Elétrica em um único produto. RFID como uma ferramenta de ensino relaciona a tecnologia e a educação, atrai os alunos para aprenderem as ciências envolvidas e, enfim, contribui para uma aprendizagem mais lúdica Abstract: New teaching methods should be included in undergraduate courses to motivate, enable and support knowledge. The relationship between technology and education should be more intrinsic as possible, so that the teachings for the modern student are attractive and effective. The Radio Frequency Identification (RFID) system is a complex system involving hardware and software. For it works correctly several technical concepts should be employed, especially those that are covered in undergraduate courses of Electrical Engineering. So this system as a learning tool can be considered as a mini-lab containing various contents covered in Electrical Engineering courses on a single product. This tool for teaching makes a solid relationship between technology and education, attracts students to learn science involved and, consequently, contributes to a different learning experience Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutora em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A principal contribuição desta dissertação é a proposta de uma metodologia para localização de diferentes objetos, em locais abertos ou fechados, através do método de Multilateração com efetividade no processamento do sinal recebido, utilizando de Antenas Monopolo Impressas com Chanfro no Plano Terra, dimensionadas também em tese, como uma das principais ferramentas do processo. O método de Multilateração consiste na parametrização das soluções da posição, pré-determinadas por uma Central de Processamento, que recebe a potência das Componentes localizadas pelas denominadas Componentes de Canto, e as envia para uma Central de Ênfase, a qual possui uma velocidade maior de processamento para efetuar os devidos cálculos. Para a construção de um sistema de solução da posição com um erro mínimo, um procedimento baseado em resoluções de problemas de otimização e de algorítimos do método de Multilateração é proposto, resultando em sequências de relaxações que convergem para uma solução adequadamente aplicável em ambientes abertos ou fechados. Problemas de análise robusta são analisados em detalhes para as antenas aplicadas ao sistema. Várias especificações numéricas são apresentadas ilustrando a eficiência dos métodos propostos em termos da acurácia dos resultados e do esforço computacional quando comparados com outros métodos da literatura Abstract: This dissertation proposes, as main contribution, a new methodology to locating differents objects, in open or closed places, through the Multilateration method with effectiveness in the processing of the received signal, using Printed Monopole Antenna with Shape at Ground Plane, dimensioned also in thesis, as one of the main tools of the process. The Multilateration method consists of the parameterization of the solutions of the position, pre-determined by a Processing Center, which receives the power of the localized components by the so-called Corner Components, and sends them to a Emphasis Central, which has a higher processing speed to make the necessary calculations. For the construction of a positioning system with a minimum error, a procedure based on resolutions of optimization problems and algorithms of the Multilateration method is proposed, resulting in sequences of relaxations that converge to a solution appropriately applicable in open or closed environments. Problems of analysis are analyzed in detail for the antennas applied to the system. Numerical specifications are presented illustrating the efficiency of the proposed methods in terms of accuracy of results and computational effort when compared with other methods in the literature Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

Orientador: Hugo Enrique Hernández-Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Embora a teoria geral de filtros de micro-ondas, e em particular os filtros interdigitais, têm sido um tema amplamente pesquisado; ainda há uma variedade de estudos a serem realizados principalmente no desenvolvimento de técnicas que permitem de forma analítica, computacional e experimental, desenvolver mecanismos de supressão de harmônicos. A principal contribuição desta tese é, por um lado, dar uma proposta metodológica, matemática e computacional para a concepção de um filtro interdigital padrão, pela tecnologia de stripline, e por outro lado, o estudo de uma técnica que permite a supressão do terceiro harmónico para este tipo de dispositivo, por meio de ressonadores de linhas paralelas. Esta técnica baseia-se nas velocidades de fase de calibração dos modos ímpares e pares que aparecem em tais filtros. O filtro interdigital deste trabalho será projetado por simulação para a frequência de 3 GHz e largura de banda de 600 MHz, logo usando a técnica de deslocamento, a estrutura será modificada e assim atingir os níveis desejados de rejeição, a tal ponto que eles são comparáveis com as obras de outros autores Abstract: Although the general theory of microwave filters, particularly the interdigital filters, has been a widely researched topic, there are still a variety of studies to be carried out mainly in the development of techniques for, so an analytical, computational and manufactured, mechanisms for suppression of higher harmonics. The main contribution of this thesis is on the one hand to provide a methodological, mathematics and computing proposal for designing a standard interdigital stripline filter using the proposed technology, and secondly, the study of a technique that allows the suppression of the third harmonic in this type of arrangement, by sliding parallel lines resonators relative to each other. This technique is based on the calibration of the phase velocities of the even and odd modes in this type of filters. A projected by simulation to the side 3GHz and 600MHz bandwidth filter will be presented to validate the work and rejection levels will be compared with the works of other authors Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CAPES

Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta o estudo, o projeto e a caracterização de estruturas de cristal fotônico bidimensionais na faixa de micro-ondas para arranjos cilíndricos dielétricos em simetria triangular e quadrada, com e sem curvas, na faixa de 2 a 4 GHz. A escolha dos arranjos foi feita baseando-se no cálculo do diagrama de bandas e dos modos guiados no cristal após ser removida uma linha de elementos. Foram projetadas estruturas casadoras que tornaram possível caracterizar esses guias de onda com o auxílio de um analisador de rede. As montagens das estruturas de cilindros dielétricos com as placas metálicas e as estruturas casadoras, foram simulada no programa comercial CST Microwave Studio 2010®. Uma vez construída e caracterizada as estruturas, os resultados foram analisados e comparados. A banda passante apresentou um deslocamento em frequência, coerente com os erros da montagem construída Abstract: This work presents the study, design and measurements of microwave twodimensional photonic crystal waveguides, for square and triangular arrays of dielectric roads, with and without bend, in the 2-4 GHz band. The choice of the arrays was based on the calculated band diagrams of the crystals and guided modes for the waveguide which arises when a line of roads is removed from the crystal structure. Matching structures were projected to enable the corresponding measurements using a network analyzer. The entire structure: dielectric roads, metallic plates and matching structures, was simulated using the CST Microwave Studio 2010®, constructed and measured, and the results were analyzed and compared. The measured guided band frequency exhibits a shift when compared with the simulated one, consistent with the imprecision of the setup Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica