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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Eng de Sistemas Eletrônicos
 
Disciplina: PSI3483 - Ondas Eletromagnéticas em Meios Guiados
Electromagnetic Waves in Guided Media

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2017 Desativação:

Objetivos
Aprendizado de fundamentos teóricos de propagação de ondas eletromagnéticas em frequências de micro-ondas e ópticas em meios guiados, aplicado a problemas de engenharia. 
 
To learn the fundamentals of Optical and Microwave Systems.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
285012 - Ariana Maria da Conceição Lacorte Caniato Serrano
1101168 - Fatima Salete Correra
30477 - Jose Kleber da Cunha Pinto
 
Programa Resumido
Guias de ondas retangulares e cilíndricos. Fibras ópticas. Cabos coaxiais. Linhas de transmissão planares. Cavidades ressonantes. Parâmetros de espalhamento.
 
Rectangular and cylindrical waveguides. Optical fibers. Coaxial cables. Planar transmission lines. Resonant cavities. Scattering parameters.
 
 
Programa
Introdução: espectro de frequência; exemplos de sistemas de micro-ondas e sistemas ópticos. 
Guias de ondas retangulares: modos de propagação TM e TE; frequência de corte, impedância, velocidades de fase e de grupo; configurações dos campos elétrico e magnético; atenuação – perdas nos condutores e no dielétrico.
Guias de ondas cilíndricos: modos de propagação; frequência de corte, impedância, velocidades de fase e de grupo; configurações dos campos elétricos e magnético; atenuação – perdas nos condutores e no dielétrico.
Fibras ópticas: propagação de ondas em dois dielétricos; equações de ondas; soluções das equações de ondas; equação modal; modos de propagação e frequências de corte; carta de modos; tipos de fibras ópticas e suas vantagens e desvantagens; fibras monomodo, fibras multimodos, atenuação e dispersão em fibras ópticas.
Cabos coaxiais: modos de propagação; impedância característica; atenuação em função da frequência; modos espúrios.
Linhas de transmissão planares: tipos de linhas de transmissão planares; equações da linha de microfita; constante dielétrica efetiva; comprimento de onda efetivo; velocidade de propagação; impedância característica.
Cavidades ressonantes: cavidades coaxiais; cavidades em guia de ondas retangular; cavidades em guia de ondas cilíndrico; ressoadores dielétricos; frequências de ressonância; índice de mérito.
Parâmetros de espalhamento: conceito, equacionamento e aplicações.
Aulas práticas: medida de perdas de inserção e de retorno de cabos coaxiais e guias de ondas usando analisador escalar de redes; medida de parâmetros de espalhamento; simulação de circuitos de micro-ondas usando ferramentas de CAD de micro-ondas.
 
Introduction: frequency spectrum; examples of microwave and optical systems. Rectangular waveguide: TE and TM propagation modes; cutoff frequency, impedance, phase and group velocities; configurations of electric and magnetic fields; attenuation - losses in conductors and dielectric. Cylindrical waveguide: propagation modes; cutoff frequency, impedance, phase and group velocities; configurations of the electric and magnetic fields; attenuation - losses in conductors and dielectric. Optical fiber: wave propagation in two dielectrics; wave equations; solutions of wave equations; modal equation; propagation modes and cut-off frequencies; chart of modes; types of optical fibers and their advantages and disadvantages; single-mode fiber, multi-mode fiber, attenuation and dispersion in optical fibers. Coaxial cables: propagating modes; characteristic impedance; attenuation as a function of frequency; spurious modes. Planar transmission lines: types of planar transmission lines; microstrip line equations; effective dielectric constant; effective wavelength; propagation velocity; characteristic impedance. Resonant cavities: coaxial cavities; rectangular waveguide cavity; cylindrical waveguide cavity; dielectric resonators; resonant frequencies; merit index. Scattering parameters: concept, equation and applications. Practical classes: measurement of insertion and return losses of coaxial cables and wave guides using scalar network analyzer; measurement of scattering parameters; microwave circuit simulation using microwave CAD tools.
 
 
Avaliação
     
Método
Exercícios de aplicação, testes e provas.
Critério
Média ponderada de exercícios de aplicação, testes e provas.
Norma de Recuperação
Uma prova.
 
Bibliografia
     
1. Fuller, A. J. B.; Microwaves: an introduction to microwave theory and techniques. Oxford - Elsevier Science & Technology Books.1990.
2. Staniforth, J. A.;  Microwave Transmission. English Universities Press, 1972.
3. Collin, R. E.;  Foundations for Microwave Engineering. Wiley-IEEE Press, 2001
4. Pozar, D. M.;  Microwave Engineering. 4th ed. John Wiley & Sons, Inc, 2012.
5. Freire, G. F. O.; Diniz, A. B.;  Ondas Eletromagnéticas, LTC-EDUSP, 1973.
6. Ramo, S.; Whinnering, J. R.; Van Duzer, T.;  Fields and Waves in Communication Electronics. 3rd. John Wiley & Sons, Inc. 1994.
7. Mooijweer, H.;  Microwave techniques. Ed. Macmillan, 1971.
8. Harrington, R. F.;  Time Harmonic Electromagnetic Field. McGraw IEEE Press. 2001.
9. Rody, D.; Coolen, J.;  Electronic Communications. Prentice Hall. 1995.
10. Keiser, G.;  Comunicações por Fibras Ópticas. 4ª. ed. MacGraw Hill Education – Bookman. 2014.
 

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