Mestrado em Engenharia Elétrica

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    Antena mimo na frequência sub 6-GHZ aplicado à tecnologia 5G
    (2022-05-31) Assis, Katiane Estevam Gurgel de; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; Medeiros Filho, Francisco César de; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; Medeiros Filho, Francisco César de; Fernandes Neto, André Pedro; Paiva, José Lucas da Silva
    Os sistemas de comunicação modernos baseados em antenas de Múltiplas Entradas e Múltiplas Saídas (MIMO - Multiple Input-Multiple Output), representam um importante avanço para os sistemas de telecomunicação. Além de proporcionar alta capacidade de rede com maior quantidade de dados entregues a vários usuários de forma simultânea, ainda consegue uma maior cobertura de sinal. Tal tecnologia é uma das principais aliadas para os dispositivos móveis da quinta geração, onde a faixa de 3,5GHz será exclusiva para o 5G no Brasil. Diante deste contexto, aqui foram produzidas antenas MIMO 2x2 para atuar na faixa de 3,5GHz, utilizando o substrato dielétrico de FR4 de 1,57 mm, com geometrias retangular, circular e dipolo, para analisar as mudanças nos parâmetros de desempenho, em decorrência do tipo de geometria. As antenas projetadas foram simuladas através do software comercial Ansoft Designer-HFSS, e têm dimensões globais de 100,5x100,5 mm, 100,5x100,5 mm e 50,5x50,5 mm, para as geometrias retangular, circular e dipolo, respectivamente. Os resultados apresentaram leves deslocamentos da frequência de ressonância entre os valores simulados e medidos, com destaque para a geometria dipolo que ressoou em 3,57 GHz. Para o coeficiente de correlação de envoltória (ECC), as três geometrias mostram valores abaixo de 0,50, já em relação ao ganho de diversidade, as geometrias, retangular e circular apresentaram-se melhor que a dipolo, com valores superiores a 8 dB para toda a faixa de operação
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    Estudo da influência de fatores externos no desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede de BT utilizando o software ATP
    (2022-08-12) Nascimento, Vitória Caroline Carvalho do; Rocha, Ednardo Pereira da; Varella, Fabiana Karla de Oliveira Martins; Rocha, Ednardo Pereira da; Varella, Fabiana Karla de Oliveira Martins; Cruz, Melinda Cesianara Silva da; Monteiro, Roana D'Avila Souza
    O desempenho dos sistemas fotovoltaicos é fundamentalmente impactado por fatores externos, dentre eles variáveis climáticas como a irradiância solar e a temperatura do local de instalação, e o sombreamento dos módulos do arranjo. De modo que, diante de condições desfavoráveis, pode-se reduzir significativamente a eficiência do sistema. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um modelo computacional, através da utilização de técnicas de modelagem, do sistema de controle TACS (Transient Analysis of Control Systems) e da linguagem MODELS no software ATP (Alternative Transient Program) e na sua interface ATPDraw, para a realização de simulações e do estudo do funcionamento e do desempenho de sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica de BT (Baixa Tensão), sob a influência dos fatores externos irradiância solar, temperatura e sombreamento. A metodologia utilizada neste trabalho contém cinco etapas: levantamento de dados, modelagem matemática e computacional, simulações do sistema modelado sob a influência de fatores externos, comparação dos resultados com os dados de referência e validação do modelo. Foram plotados os gráficos de corrente, tensão e potência dos componentes: módulos fotovoltaicos operando isoladamente; módulos fotovoltaicos, conversor boost, MPPT (Maximum Power Point Tracking) e PWM (Pulse Width Modulation) para o chaveamento do conversor boost; PLL (Phase Locked Loop) e a rede elétrica de BT; inversor, PLL, controle de corrente, PWM para o chaveamento do inversor, indutor de acoplamento e a rede elétrica de BT; e do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT. Foi possível analisar o funcionamento do sistema modelado, com a verificação da influência dos fatores externos estudados, e verificar a confiabilidade e a validade da modelagem do sistema fotovoltaico conectado à rede elétrica de BT, diante da sua eficiência de, aproximadamente, 96%
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    Análise paramétrica de antena de microfita regonfigurável com metassuperfície do tipo anel circular fendido complementar
    (2021-12-20) Oliveira, Hevla Kezia Mendonça; Queiroz Junior, Idalmir de Souza; Silva, Isaac Barros Tavares da; Queiroz Junior, Idalmir de Souza; Silva, Isaac Barros Tavares da; Holanda, Samanta Mesquita de; Souza Neto, Marinaldo Pinheiro de
    O crescente desenvolvimento das tecnologias em sistemas de comunicação sem fio, bem como a variedade de dispositivos com operação em várias faixas de frequência, trazem o conceito de antenas reconfiguráveis para funcionamento com múltiplos dispositivos receptores. As antenas reconfiguráveis possuem a capacidade de irradiar mais de um padrão em diferentes frequências que sejam necessárias nos sistemas de radar e de comunicação modernos. Algumas antenas reconfiguráveis funcionam com alteração da frequência de funcionamento mantendo suas características de radiação, outras funcionam a partir da reconfiguração do padrão de radiação e também da polarização. Esse trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma antena de microfita reconfigurável utilizando o Ressonador de Anel Fendido Complementar (Complementary Split Ring Resonator - CSRR), com intuito de analisar possíveis alterações nos parâmetro de frequência de operação. Para tanto, foi realizada uma análise paramétrica do metamaterial inserido no plano de terra de uma antena de microfita retangular para verificar um comportamento de reconfiguração. Os parâmetros simulados, foram também comparados com resultados de medições da antena e feita uma análise sobre a reconfiguração da antena. Os resultados mostram uma boa correspondência entre simulação e medição. Para a antena retangular padrão, a simulação mostra uma frequência de ressonância de 6,43 GHz e perda de retorno de -13,02 dB, com largura de banda de 6,14 GHz a 6,78 GHz e os resultados da medição mostram uma frequência de ressonância de 6,64 GHz, perda de retorno de -11,96 dB com largura de banda de 6,41 GHz a 6,80 GHz
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    Controle robusto via LMIs aplicado a estabilização de sistemas de potência
    (2022-05-31) Rezende, Jefferson da Costa; Costa, Marcus Vinicius Silvério; Fortes, Elenilson de Vargas; Costa, Marcus Vinicius Silvério; Fortes, Elenilson de Vargas; Aguiar, Victor de Paula Brandão; Moura, Adriano Aron Freitas de; Reis, Francisco Everton Uchoa
    Esta pesquisa propõe a aplicação de um controlador de realimentação estados conhecido como Linear Quadratic Regulator com observador de estados via Linear Matrix Inequalities utilizando o conceito de D-estabilidade com o objetivo de adicionar amortecimento as oscilações eletromecânicas de baixa frequência e garantir a estabilidade dos sistemas elétricos de potência conhecidos na literatura por Single Machine Infinite Bus e Stagg, que foram modelados por meio do Modelo de Sensibilidade de Corrente considerando incertezas politópicas. O propósito é inserir um sinal estabilizante ao sistema por meio do Regulador Automático de Tensão acoplado ao gerador síncrono. Nas simulações, foram consideradas variações paramétricas nas cargas dos sistemas, bem como pertubações exógenas na forma de uma elevação da potência mecânica de entrada sobre o eixo do gerador. Além disso, foi considerado um controlador ótimo LQR do trabalho de Fortes et al. (2020) com o objetivo de comparar a nova aplicação deste trabalho. Nesse contexto, os resultados são comparados e analisados por meio de respostas no domínio do tempo e da frequência, bem como a utilização dos índices de desempenho IAE, ISE, ITAE e ITSE para comparar de forma quantitativa os resultados obtidos. Por fim, conforme os resultados obtidos, constatou-se que os controladores propostos para o caso do SMIB conseguiram estabilizar o sistema, destacando-se o controlador DLQR com o observador, que por sua vez obteve os melhores índices de desempenho. Por outro lado, o controlador com observador não conseguiu estabilizar o sistema Stagg, todavia os controladores LQR e DLQR obtiveram desempenhos satisfatórios nesta pesquisa. Portanto, conclui-se que os controladores estudados são importantes no estudo da estabilidade de Sistemas Elétricos de Potência
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    Estudo das propriedades eletromagnéticas de materiais vítreos para desenvolvimento de superfície seletiva em frequência com substrato de vidro para aplicação em comunicação indoor
    (2021-12-17) Lima, José Filipe de; Andrade, Humberto Dionísio de; Sombra, Antônio Sérgio Bezerra; Andrade, Humberto Dionísio de; Sombra, Antônio Sérgio Bezerra; Campos, Antonio Luiz Pereira de Siqueira; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza
    Superfícies Seletivas em Frequência (FSS) vem sendo utilizadas nas mais diversas aplicações, atuando como filtros espaciais para ondas eletromagnéticas. Tais estruturas podem ser empregadas na melhoria do conforto térmico em ambientes, por meio do bloqueio na troca de calor entre ambientes externos e internos. Também podem ser aplicadas na melhoria da segurança e qualidade de sinal em redes de comunicação sem fio, em ambientes indoors. Logo, houve um aumento nos estudos e desenvolvimento de FSS aplicadas em superfícies de vidro, para o desenvolvimento de janelas capazes de realizar a filtragem de sinais. Assim, este trabalho tem o objetivo de realizar o estudo e o desenvolvimento de uma FSS com substrato de vidro, que realize o bloqueio de sinais na frequência de 2,4 GHz, seguindo os padrões IEEE 802.11b/g, para aplicação em ambientes de comunicação indoor. Para projetar a estrutura com desempenho satisfatório, foi realizado um estudo de alguns parâmetros eletromagnéticos do substrato de vidro e o efeito do tratamento térmico nos mesmos. Foram construídas duas FSS, uma com substrato de vidro comum e outra com substrato tratado termicamente. O elemento escolhido foi à espira quadrada simples, sendo a mesma projetada por meio do Modelo de Circuito Equivalente (MCE), modelada e simulada usando-se o Ansoft software High Frequency Structure Simulator (HFSS®). As estruturas foram medidas por meio do método de transmissão e reflexão no espaço livre. As FSS apresentaram desempenho satisfatório, atuando como filtro rejeita-faixa no intervalo especificado para a maioria dos ângulos de incidência, sendo observada uma melhora da estabilidade angular da FSS após o tratamento térmico do substrato, com exceção para o ângulo de 10° na polarização vertical. A estrutura proposta apresenta potencial para aplicação na melhoria da qualidade do sinal e segurança dos usuários de redes WLAN
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    Análise dos efeitos da adição de catio3 em lafeo3 e a aplicação de soluções sólidas desses materiais como antenas ressoadoras dielétricas
    (Universidade Federal Rural do Semi-Árido, 2021-12-17) Azevedo, Lucas Oliveira de; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Sombra, Antônio Sérgio Bezerra; http://lattes.cnpq.br/6034251420222926; Sombra, Antônio Sérgio Bezerra; http://lattes.cnpq.br/6034251420222926; Queiroz Júnior, Idalmir de Souza; http://lattes.cnpq.br/8047604543096116; Andrade, Humberto Dionísio de; http://lattes.cnpq.br/1253785596446469; Araujo, Eudes Borges de; http://lattes.cnpq.br/6725982228402054
    With the advancement of technology and telecommunications, becomes more necessary the effort for the research and development of suitable antennas to meet the various technological demands. In this environment, compact, efficient antennas having high thermal stability are required, thus, dielectric resonator antennas (DRAs) are shown to be a viable option. The objective of this work is to study dielectric solid solutions samples of lanthanum ferrite (LaFeO3 or LFO) and calcium titanate (CaTiO3 or CTO): LFO(1-m)CTO(m), for different weight fractions m, as resonators for dielectric resonator antennas operating in HEM11δ mode in the microwave range of frequencies, due to the scarcity of studies of these materials in this range. For this, the theoretical resonance frequencies of the samples were calculated based on the equations available in the literature and measurements of their dielectric and antenna parameters were performed to observe the behavior of the samples as electromagnetic energy radiators; soon after, simulations were performed for comparation with the measured results. For the DRAs, it was possible to obtain resonance frequencies in the C, S and L bands of the frequency spectrum, having broadside and directional radiation diagram, with good gain in addition to good impedance match, operating properly. Furthermore, it was found that as the mass fraction m increases, the resonant frequency tends to reduce its value and that antennas with a smaller mass fraction tend to be more efficient. It was also possible to observe the counterclockwise rotation of the impedances pattern in the Smith chart for some of the resonators in two different setups