Área de Concentração em
Microondas e Eletroóptica - PG-EEC/M
Coordenador: Alberto José de Faro Orlando
CTA-ITA-IEE
Pça. Mal. Eduardo Gomes, 50 - V. das Acácias
12228-900 - São José dos Campos - SP
Tel: (12) 3947-6812 (coordenador)
Secretaria: Tel: (12) 3947-5878 - Fax: (12) 3947-6930
| Lin.Pesq | Docentes | Currículo | Matérias PG-EEC/M | Matérias Grad. IEEC |
1. LINHAS DE PESQUISA DO PG-EEC/M
A área de Microondas e Eletroóptica é umas cinco áreas do Curso de Pós Graduação em Engenharia Eletrônica e Computação do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). As linhas de pesquisa na área de Microondas e Eletroóptica são direcionadas para a ciência, tecnologia e aplicações das Microondas e do Laser. As atividades de pesquisa enfatizam aplicações no setor aeroespacial, podendo também ser direcionadas a outros setores correlatos tais como telecomunicações. Além da formação sólida em ciências exatas, bom domínio de Eletromagnetismo é recomendado ao candidato que deseje ingressar no programa de pós-graduação em Microondas e Eletroóptica.
Dispositivos Eletroópticos e Acustoópticos: Análise e desenvolvimento de dispositivos eletroópticos e acustoópticos para aplicações em telecomunicações e instrumentação óptica.
Antenas para Aplicações Aeroespaciais: Análise, projeto e implementação de antenas e redes de antenas de microlinha para aplicações no setor aeroespacial.
Circuitos de Microondas: Gerar capacitação em análise, projeto e implementação dos principais circuitos de microondas, incluindo não-lineares e em meios não recíprocos, para aplicações no setor aeroespacial e telecomunicações.
Alberto José de Faro Orlando: - PhD Sheffield Un., GBR, 1976. Áreas de interesse: dispositivos a ferrites; ondas guiadas, estruturas periódicas; cicuitos de microondas, eletromagnetismo aplicado.
E-mail: faro@ele.ita.brJosé Edimar Barbosa de Oliveira. - PhD, McGill Un., CAN, 1986. Áreas de interesse: dispositivos acusto-opto-eletrônicos (sensores, moduladores ópticos); comunicações ópticas; instrumentação a laser. E-mail: edimar@ele.ita.br José Carlos da Silva Lacava - DC ITA, BRA, 1985.Áreas de interesse: antenas (especialmente antenas de microlinhas); meios complexos (substratos para antenas de microlinhas com propriedades especiais)
E-mail: lacava@ele.ita.br
ESTRUTURA CURRICULAR DO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM MICROONDAS E ELETROÓPTICA
Sigla Título Crédito Máximo EC-107 Eletromagnetismo I 0 EC-108 Eletromagnetismo II 0
b) Matérias Obrigatórias
Sigla Título Crédito Máximo EC-212 Teoria eletromagnética 3
Sigla Título Crédito Máximo EC-111 Antenas 2 ELE-175 Fundamentos de Engenharia Fotônica 2 ELE-176 Processamento Óptico de Sinais 2 EC-213 Engenharia de microondas 3 EC-214 Medidas em microondas 3 EC-220 Fibras ópticas: teoria e aplicações 3 EC-221 Dispositivos eletroópticos e acustoópticos 3 EC-225 Circuitos integrados ópticos 3 EC-240 Comunicações ópticas 3 EC-241 Dispositivos especiais em fibra óptica 3 EC-242 Métodos analíticos em fibra óptica 3 EC-243 Óptica não-linear 3 EC-260 Teoria de antenas 3 EC-262 Antenas de microlinha 3 EC-266 Dispositivos a semicondutores em microondas e eletroóptica 3 EC-273 Ondas guiadas 3 EC-274 Tópicos avançados em ondas guiadas 3 EC 277 Circuitos passivos em microlinha 3 EC-278 Circuitos ativos em microondas 3 EC-300 Métodos numéricos em microondas 1
Observações:
1) Outras matérias coerentes com o trabalho de tese poderão compor o programa de estudos de mestrado ou de doutorado.
INÍCIO
EMENTAS DE MATÉRIAS OFERECIDAS PELO DEPARTAMENTO DE CIRCUITOS E MICROONDAS - IEEC
EC-107 - ELETROMAGNETISMO I. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3- 1-6. Eletrodinâmica. Representação complexa das grandezas eletromagnéticas. Equações de Maxwell. Condições de contorno. Teorema de Poynting. Ondas eletromagnéticas planas: propagação em meios dielétricos. Polarização. Reflexão e refração de ondas eletromagnéticas planas. Propagação em meios bons condutores. Efeito pelicular. Ondas TEM guiadas. Linhas de transmissão de radiofreqüência: regime e transitório. Linhas de fita. Transformador de um quarto de onda e casamento com toco simples. Bibliografia: KRAUSS, J.D. , CARVER, K.R. Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978. DINIZ, A.B. , FREIRE, G.F.O. Ondas eletromagnéticas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1973. RAMO, S. et al. Fields and waves in communication electronics. 3. ed. New York: John Wiley, 1994.
EC-108 - ELETROMAGNETISMO II. Requisito recomendado: EC-107 . Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3-2-6. Diagrama de Smith e aplicações: casamento com tocos duplo e triplo. Casamento faixa larga. Modos de transmissão TE e TM. Guias de onda: conceituação de tensão, corrente, impedância e constante de propagação. Guias de ondas retangulares, circulares, coaxiais e dielétricos. Relações energéticas em sistemas de transmissão. Cavidades ressonantes. Elementos de circuitos para sistemas de transmissão. Junções em microondas. Multipolos. Métodos matriciais de representação. Bibliografia: RAMO, S. et al. Fields and waves in communication electronics. 3. ed. New York: John Wiley, 1994. COLLIN, R.E. Foundations for microwave engineering, 2. ed. Singapore: McGraw-Hill, 1992. DINIZ, A.B. , FREIRE, G.F.O. Ondas eletromagnéticas. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1973.
EC-111 - ANTENAS E PROPAGAÇÃO. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-1-6. Revisão de conceitos básicos do eletromagnetismo. Estudo de irradiadores simples. Características e propriedades elétricas das antenas. Impedância de antenas lineares finas. Teoria das redes lineares. Antenas de abertura. Antenas com refletores. Antenas faixa larga. Antenas receptoras. Projetos e medidas de antenas. Propagação em meios naturais: ondas ionosféricas, troposféricas e terrestres. Bibliografia: BALANIS, C.A. Antenna theory: analysis and design. New York: John Wiley, 1982. STUTZMAN, W.L. , THIELE, G.A. Antenna theory and design. New York: John Wiley, 1981. COLLIN, R.E. Antennas and radiowave propagation. New York: McGraw-Hill, 1985.
ELE-175 - FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA FOTÔNICA. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EMO-09. Horas semanais: 3-0-6. Fundamentos de laser semicondutor: Interação entre radiação e matéria, emissão estimulada, emissão espontânea, absorção e inversão de população; Cavidade Fabry - Perot, modos de oscilação, equações de taxa, curva característica, coerência e representação circuital. Parâmetros típicos de laser semicondutor: eficiência, largura de faixa, potência óptica, corrente de limiar e divergência de feixe. Fotodetectores: princípios de operação, eficiência quântica, sensibilidade, representação circuital e largura de faixa. Fibras ópticas monomodo e multimodo: perfis de índice de refração, modos de propagação, dispersão, atenuação e retardo de grupo. Dispositivos fotônicos: divisores de potência, acopladores direcionais, filtros, moduladores e amplificadores. Projeto de moduladores ópticos à óptica integrada. Enlace de comunicação óptica: enlaces analógicos e digitais. Redes ópticas de comunicações. Medições em sistemas ópticos. Bibliografia: Christopher C. Davis, "Laser and Electro - Optics: Fundamentals and Engeeniring ", Cambridge University Press, New York, NY, 1996. Amnon Yariv, "Optical lectronics in Modern Communications ", Fifth Edition , Oxford University Press, New York, NY, 1997. Philip C. D. Hobbs, " Building Electro - Optical Systems: Making it all Work ",Johh Wiley & Sons, Inc., New York, NY, 2000.
ELE-176 - PROCESSAMENTO ÓPTICO DE SINAIS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EMO-09. Horas semanais: 3-0-6. Sistemas ópticos lineares bidimensionais: fundamentos teóricos, convolução, correlação e transformadas de Fourier e de Fresnel bidimensionais. Teoria de difração: formulações de Kirchoff, Rayleigh - Summerfeld e Fresnel. Difração acusto - óptica:células Bragg isotrópica e anisotrópica. Analise de lentes delgadas:transformada de Fourier espacial e formação de imagem. Moduladores e filtros ópticos espaciais. Analisador de espectro e correlatore acusto-ópticos. Aplicações de processamento óptico de sinais: processamento radar e reconhecimento de padrões. Fundamentos de holografia. Bibliografia: Bradley G. Boone, "Signal Processing Using Optics : Fundamentals, Devices, Architectures and Applications", Oxford University Press, New York, 1998. Max Born e Emil Wolf , "Principle of Optics : Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light ", Sixth Edition, Cambridge University Press, New York, 1980. A. B. Van der Luggt "Optical Signal Processing ", John Wiley& Sons, Inc. New York, 1993.
EC-212 - TEORIA ELETROMAGNÉTICA. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-6. Conceitos fundamentais. Ondas eletromagnéticas: propagação, polarização, reflexão e transmissão. Vetores auxiliares. Teoremas e princípios eletromagnéticos. Ondas planas, cilíndricas e esféricas. Radiação e espalhamento. Técnicas variacionais e das perturbações. Bibliografia: HARRINGTON, R.F. Time-harmonic electromagnetic fields. New York: McGraw-Hill, 1961. BALANIS, C.A. Advanced enginnering electromagnetics. New York: John Wiley, 1989. KONG, J.A. Theory of electromagnetic waves. New York: John Wiley, 1975.
EC-213 - ENGENHARIA DE MICROONDAS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 4-0-6. Elementos de teoria eletromagnética. Linhas de transmissão e guias de onda. Teoria circuital para sistemas guiados. Casamento de impedância. Dispositivos passivos em microondas. Ressonadores eletromagnéticos. Estruturas periódicas e filtros. Válvulas e dispositivos semicondutores. Bibliografia: COLLIN, R.E. Foundations for microwave engineering. 2. ed. Singapore: McGraw-Hill, 1992. RAMO, S. et al. Fields and waves in communication electronics. 3. ed. New York: John Wiley, 1994. POZAR, D.M. Microwave engineering. Reading: Addison- Wesley, 1990.
EC-214 - MEDIDAS EM MICROONDAS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EC-213 ou consentimento do professor. Horas semanais: 1-4-6. Linhas de transmissão naturais e artificiais. Técnicas de casamento de impedância. Medidas básicas em microondas. Características de guias de onda, cavidades ressonantes e junções. Geração de microondas. Técnicas dinâmicas de medidas. Bibliografia: LAVERGHETTA, T.S. Modern microwave measurements and techniques. Dedham: Artech House, 1988. SUCHER, M. , FOX, J. Handbook of microwave measurements. New York: Polytechnic Press of P.I.B., 1963. ADAM, S.F. Microwave theory and applications. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1969.
EC-220 - FIBRAS ÓPTICAS: TEORIA E APLICAÇÕES. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3-2-6. Guias ópticos dielétricos. Teoria dos modos. Fibras ópticas monomodo circulares. Aproximação para modos fracamente guiados. Fibras altamente bi-refringentes. Técnicas de emendas. Dispositivos a fibras (acopladores, moduladores, polarizadores). Circuitos ópticos a fibra (interferômetros de Mach-Zehnder, Sagnac) e suas aplicações como sensores. Bibliografia: MARCUSE, D. Theory of dielectric optical guides. New York: Academic Press, 1974. SNYDER, A. W. , LOVE, J.D. Optical waveguide theory. London: Chapman & Hall, 1983. OKOSHI, T. Optical fibers. New York: Academic Press, 1982.
EC-221 - DISPOSITIVOS ELETROÓPTICOS E ACUSTOÓPTICOS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3-0-6. Propagação de ondas eletromagnéticas e elásticas em cristais anisotrópicos. Os efeitos eletroóptico e acustoóptico. Moduladores de fase, amplitude e freqüência. Defletores ópticos, filtros ópticos e dispositivos biestáveis. Bibliografia: NELSON, D. F. Electric, optic, and acoustic interactions in dielectrics. New York: John Wiley, 1979. YARIV, A. , YEH, P. Optical waves in crystals. New York: John Wiley, 1984.
EC-225 - CIRCUITOS INTEGRADOS ÓPTICOS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3-0-6. Guias ópticos planares e guias ópticos de tipo canal. Modos guiados e modos de radiação. Teoria de modos acoplados. Acopladores direcionais. Moduladores de fase, amplitude e freqüência. Filtros ópticos. Circuitos ópticos biestáveis. Amplificadores ópticos. Bibliografia: YARIV, A. Optical electronics. 4. ed. San Francisco: Saunders College Publishing, 1991. NISHIHARA, H. et al. Optical integrated circuits. New York: McGraw-Hill, 1989. YARIV, A. , YEH, P. Optical waves in crystals. New York: John Wiley, 1984.
EC-240- COMUNICAÇÕES ÓPTICAS. Requisito recomendado: EC 212 ou equivalente. Requisito exigido: Não há. Horas semanais: 3-0-6. Teoria básica de fibras ópticas. Perdas em fibras ópticas, não-linearidades e dispersão. Fontes ópticas e transmissores. Foto-detetores ópticos e receptores. Projeto de sistemas ópticos. Sistemas de comunicação de múltiplos canais. Amplificadores ópticos. Não-linearidades ópticas. Bibliografia:G. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, New York, John Wiley and Sons, 1992.G. Keiser, Optical Fiber Communications, New York, Mc Graw Hill, 1983. J. M. Senior, Optical Fiber Communications, New York, Prentice Hall, 1985. D. J. G. Mestdagh, Fundamentals of Multiaccess Optical Fiber Networks, Norwood, Artech House, 1995..
EC-241- DISPOSITIVOS ESPECIAIS EM FIBRA ÓPTICA. Requisito recomendado: EC 212 ou equivalente. Requisito exigido: Não há.
Horas semanais: 3-0-6. Interação de ondas eletromagnéticas com a matéria. Óptica de uma única camada. Formulação matricial para estruturas de várias camadas isotrópicas. Estruturas periódicas. Estruturas não-homogêneas. Estruturas de várias camadas anisotrópicas. Grades de Bragg. Foto-sensitividade de grades de Bragg. Teoria de grades de Bragg. Filtros passa-faixa e grades com chirping. Medidas básicas das características das grades de Bragg. Estruturas do tipo photonic bandgap. Bibliografia: P. Yeh, Optical Waves in Layered Media, New York, John Wiley and Sons, 1988. R. Kashyap, Fiber Bragg Gratings, New York, Academic Press, 1999. W. C. Chew, Waves and Fields in Inhomogeneous Media, Piscataway, IEEE Press, 1995..
EC-242- MÉTODOS ANALÍTICOS EM FIBRA ÓPTICA. Requisito recomendado: EC 212 ou equivalente. Requisito exigido: Não há. Horas semanais: 3-0-6. Análise de fibras ópticas multimodo por óptica geométrica. Principais materiais usados na fabricação de fibras ópticas. Modos fracamente guiados. Dispersão. Mecanismos de perdas na fibra. Efeitos não-lineares em fibras ópticas. Acoplamento de potência em fibraóptica. Análise de fibras elípticas através da aproximação Gaussiana. Bibliografia: A. W. Snyder and J. D. Love, Optical Waveguide Theory, Chapman and Hall, 1983. G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 1989. G. Agrawal, Fiber-Optic Communication Systems, New York, John Wiley and Sons, 1992. .
EC-243-ÓPTICA NÃO-LINEAR. Requisito recomendado: EC 212 ou equivalente. Requisito exigido: Não há.. Horas semanais: 3-0-6. Características gerais de fibra óptica. Propagação de ondas eletromagnéticas em fibras ópticas. Dispersão. Modulação de fase não-linear. Solitons. Compressão de pulsos ópticos. Modulação cruzada. Espalhamento Raman estimulado. Espalhamento Brillouin estimulado. Processos paramétricos. Bibliografia: G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, 1989. E. Sauter, Nonlinear Optics, John Wiley and Sons, 1996.M. Schubert and B. Wilhelmi, Nonlinear Optics and Quantum Electronics, John Wiley and Sons, 1986..
EC-260 - TEORIA DE ANTENAS. Requisito recomendado: EC-110 . Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-0. Elementos de teoria eletromagnética. Irradiação de fontes lineares simples. Antenas cilíndricas, de abertura e de microlinha. Redes de antenas. Antenas receptoras. Bibliografia: STUTZMAN, W.L. , THIELE, G.A. Antenna theory and design. New York: John Wiley, 1981. BALANIS, C.A. Antenna theory: analysis and design. New York: John Wiley, 1982. COLLIN, R.E. , ZUCHER, F.J. Antenna theory. New York: McGraw-Hill, 1969.
EC-262 - ANTENAS DE MICROLINHA. Requisito recomendado: EC-260 . Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 3-0- 0. A antena de microlinha e seu mecanismo de irradiação. Análise de estruturas planas: modelos empíricos, semi- empíricos e de onda completa. Antenas moldadas sobre superfícies cilíndricas. Antenas circularmente polarizadas. Redes de antenas. Antenas com substratos complexos. Bibliografia: BHARTIA, P. et al. Millimeter-wave microstrip and printed circuit antennas. Norwood: Artech House, 1991. JAMES, J.R. et al. Microstrip antenna theory and design. Stevenage: Peter Peregrinus, 1981. BAHL, I.J. , BHARTIA, P. Microstrip antennas. Dedham: Artech House, 1980.
EC-266 - DISPOSITIVOS A SEMICONDUTORES EM MICROONDAS E ELETROÓPTICA. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: não há. Horas semanais: 3-0-0. Elementos de física do semicondutor. Transistores bipolares e a efeito de campo. Diodos varactor, túnel e pin. Dispositivos a barreira Schottky, a transferência de elétrons e em regime de avalanche e tempo de trânsito. Geradores e amplificadores a estado sólido em microondas. Dispositivos optoeletrônicos a semicondutor. Óptica integrada. Bibliografia: SZE, S.M. Physics of semiconductor devices. 2. ed. New York: John Wiley, 1981. CHANG, K. ed. Handbook of microwave and optical components. vol. 2. New York: John Wiley, 1990. KEISER, G. Optical fiber communications. New York: McGraw-Hill, 1983.
EC-273 - ONDAS GUIADAS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EC-212 ou consentimento do professor. Horas semanais: 3-0-0. Funções de Green escalares e diádicas. Ondas transversais eletromagnéticas. Linhas de transmissão: determinação de impedâncias características e constantes de propagação. Guias de ondas metálicos e cavidades ressonantes: propriedades dos modos. Energia, atenuação em guias de ondas e fator de mérito de cavidades. Guias de ondas ópticos. Bibliografia: COLLIN, R.E. Field theory of guided waves. 2. ed. Piscataway: IEEE Press, 1990. MARCUSE, D. Theory of dielectric optical waveguides. New York: Academic Press, 1974. KONG, J.A. Electromagnetic waves theory.New York: John Wiley, 1990.
EC-277 - CIRCUITOS PASSIVOS EM MICROLINHA. Requisito recomendado: EC-212 . Requisito exigido:EC-213 ou consentimento do professor. Horas semanais: 3-0-0. Matrizes em microondas: Z, Y, S e ABCD. Grafos de fluxo de sinal. Ondas de potência e matriz S generalizada. Análise de quatro-portas com plano de simetria. Microlinha e outras linhas planas: propriedades, fabricação e análise por mapeamento conforme. Abordagem do domínio espectral. Equações práticas para a análise e projeto da microlinha. Descontinuidades. Linhas acopladas: acopladores direcionais e bloqueio DC. Componentes: acopladores híbridos, transformadores de impedância e divisores de potência. Filtros. Componentes passivos em tecnologia de circuitos integrados monolíticos de microondas. Bibliografia: COLLIN, R.E. Foundations for microwave engineering.2. ed. New York: McGraw-Hill, 1992. EDWARDS, T.C. Foundations for microstrip circuit design. New York: John Wiley, 1981. ITOH, T. Numerical techniques for microwave and millimeter-wave passive structures. New York: John Wiley, 1989.
EC-278 - CIRCUITOS ATIVOS EM MICROONDAS. Requisito recomendado: não há. Requisito exigido: EC-277 ou consentimento do professor. Horas semanais: 3-0-0. Parâmetros S aplicados ao projeto de circuitos lineares. Ruído em duas-portas lineares. Características de dispositivos semicondutores: diodo Schottky, FET e transistor bipolar. Técnicas de casamento de impedância. Amplificadores lineares: pequenos sinais e baixo ruído. Análise de circuitos não lineares: o método do balanceamento harmônico. Amplificadores de potência. Osciladores. Outros circuitos ativos. Exemplos de circuitos integrados monolíticos de microondas. Bibliografia: VENDELIN, G.D. et al. Microwave circuit design using linear and nonlinear techniques. New York: John Wiley, 1990. MAAS, S.A. Nonlinear microwave circuits. Norwood: Artech House, 1988. GOYAL, R. Monolithic microwave integrated circuits: technology and design, Norwood: Artech House, 1989.
EC-300 - MÉTODOS NUMÉRICOS EM MICROONDAS. Requisito recomendado: EC-212 . Requisito exigido: consentimento do professor. Horas semanais: 1-0-0. Refinamento de técnicas de cálculo numérico para aplicações em microondas. Álgebra linear numérica: normas para matrizes, número de condição, solução de sistemas lineares, técnicas de matrizes esparsas, formas de variabilidade. Solução de sistemas de equações algébricas não-lineares: métodos de Newton, quase-Newton e continuação. Cálculo do parâmetro de relaxação. Integração numérica e solução numérica de equações diferenciais ordinárias. Bibliografia: ITOH, T. Numerical techniques for microwave and millimeter-wave passive structures. New York: John Wiley, 1989. SORRENTINO, R. Numerical methods for passive microwave and millimeter-wave structures. New York: IEEE Press, 1989. RODRIGUES, P.J.C. Computer-aided analysis of nonlinear microwave circuits. Norwood: Artech House, 1998.
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