Engenharia Elétrica

Tópicos Especiais

Circuitos de Microondas (TOE-16)

Ementa:

Introdução e conceitos básicos de circuitos de microondas. A matriz espalhamento. Dispositivos passivos de microondas. Válvulas a microondas. Diodos a capacitância variável. Dispositivos de controle PIN. Misturadores de microondas. Dispositivos a transferência de elétrons. Projeto de amplificadores a transistores em microondas. Segurança em microondas.

Programa da Disciplina:

1. Introdução e Conceitos Básicos de Circuitos de Microondas. 
1.1. O espectro de microondas. 
1.2. Dispositivos de microondas. 
1.3. Conceitos básicos da teoria eletromagnética. 
1.4. Propriedades básicas dos guias de ondas. 
1.5. Junções a uma porta. 
1.6. Tensões e correntes em junções com n portas. 
1.7. Teoremas básicos. 
 
2. A Matriz Espalhamento. 
2.1. Introdução. 
2.2. A matriz espalhamento. 
2.3. Propriedades dos parâmetros S. 
2.4. Considerações sobre a matriz espalhamento. 
2.5. Medida dos coeficientes de espalhamento. 
2.6. A matriz de transmissão. 
 
3. Dispositivos Passivos de Microondas. 
3.1. Dispositivos para casamento de impedância em microondas. 
3.2. Acopladores direcionais. 
3.3. Junções tipo T. 
3.4. Atenuadores. 
3.5. Alteradores de fase. 
3.6. Dispositivos não recíprocos a ferritas. 
 
4. Válvulas a Microondas. 
4.1. Introdução. 
4.2. Válvulas a feixe linear. 
4.2.1. Cavidades ressonantes 
4.2.2. Estruturas de ondas lentas. 
4.2.3. Klystrons a duas cavidades. 
4.2.4. Klystron reflex. 
4.2.5. Válvulas a ondas caminhantes. 
4.2.6. Amplificador híbrido Twystron. 
4.2.7. Amplificadores a onda regressiva. 
4.3. Válvulas a campos cruzados, magnetrons. 
 
5. Dispositivos Semicondutores em Microondas. 
5.1. Diodos a capacitância variável. 
5.1.1. Diodo varactor. 
5.1.2. Capacitância de junção. 
5.1.3. Capacitância, elastância e carga. 
5.1.4. Amplificador paramétrico. 
5.2. Dispositivos de controle PIN. 
5.2.1. Diodos PIN. 
5.2.2. Circuitos básicos de chaveamento. 
5.2.3. Dissipação em diodos PIN. 
5.2.4. Atenuadores a diodos PIN. 
5.2.5. Chaves a diodos PIN. 
5.2.6. Defasadores a diodos PIN. 
5.3. Misturadores de microondas. 
5.3.1. Diodo a barreira Schottky. 
5.3.2. Misturamento resistivo. 
5.3.3. Perda de conversão. 
5.3.4. Freqüência imagem. 
5.3.5. Misturador balanceado. 
5.3.6. Fator de ruído. 
5.4. Dispositivos a transferência de elétrons. 
5.4.1. Diodos Gunn. 
5.4.2. Dispositivos a tempo de trânsito. 
5.4.3. Formação de domínios e o efeito Gunn. 
5.4.4. Ganho de amplificadores a resistência negativa. 
5.4.5. Produto ganho-largura de faixa de amplificadores a resistência negativa. 
5.4.6. Ganho e largura de faixa de amplificadores a resistência negativa de faixa larga. 
5.4.7. Osciladores Gunn coaxiais. 
5.4.8. Osciladores Gunn a cavidades em guias de onda. 
5.5. Projeto de amplificadores a transistores em microondas. 
5.5.1. Transistores em microondas. 
5.5.2. Estabilidade de uma rede a duas portas. 
5.5.3. Estabilidade incondicional. 
5.5.4. Definição de ganho de transdução. 
5.5.5. Casamento por imagem complexa conjugada. 
5.5.6. Círculos de ganho unilateral constante. 
5.5.7. Figura de mérito unilateral. 
5.5.8. Exemplo de projeto de amplificador de faixa estreita. 
5.5.9. Projeto não unilateral. 
5.5.10. Projeto unilateral. 
 
6. Aplicações Industriais e Segurança em Microondas. 
6.1. Controle industrial e medidas. 
6.2. Sensores de efeito doppler. 
6.3. Aquecimento por microondas. 
6.4. Efeitos das radiações na faixa das microondas sobre o organismo humano. 
6.5. Taxas de absorção-riscos. 
6.6. Proteções e vestimentas especiais. 

Bibliografia:

COLLIN, R. E.. Fundamentos para Engenharia de Microondas. McGraw-Hill. São Paulo. 1980.

HELZSAJN, J.. Passive and Active Microwave Circuits. John Wiley and Sons. New York. 1978.

LIAO, S. Y.. Microwave Devices and Circuits. Prentice-Hall. Inc. 1980.

WATSON, H. A.. Microwave Semiconductor Devices and their Circuit Applications. McGraw-Hill. New York. 1969.

GUPTA, K. C.. Microwaves. John Wiley and Sons. New York. 1978.
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