Revisão taxonômica e filogenia do gênero Megalobrachium Stimpson, 1858 (Crustacea: Decapoda: Anomura: Porcellanidae)

O presente trabalho trata do gênero de porcelanídeos Megalolobrachium Stimpson, 1858 e está organizado em três partes: (1) uma revisão taxonômica das espécies atualmente atribuídas a Megalobrachium Stimpson, 1858; (2) uma revisão da diversidade morfológica do gênero em um contexto maior dentro de Porcellanidae; e (3) uma análise cladística a partir de dados morfológicos com o intuito de testar o monofiletismo de Megalobrachium e propor a primeira hipótese filogenética para o gênero. A revisão taxonômica se baseou no estudo de material abundante de diferentes localidades do Pacífico oriental e Atlântico ocidental. Uma nova espécie de Megalobrachium é descrita com base no material das costas pacíficas do Panamá e Colômbia, totalizando 13 espécies em Megalobrachium. Para a análise filogenética, foram obtidos 151 caracteres; o grupo-externo foi composto por quatro espécies de três gêneros: Pachycheles Stimpson, 1858, Pisidia Leach, 1820, e Porcellana Lamarck, 1801. Uma única árvore (314 passos; IC: 64; IR: 80) foi obtida, com dois clados. O primeiro clado inclui espécies com lobos da fronte marcadamente flexionados, flagelo da antena curto, com artículos longos, patas ambulatórias curtas e robustas, abdome subtriangular em machos, pleópodo feminino iv com três segmentos, e urópodos curtos. O segundo clado contém espécies com lobos da fronte não flexionados, flagelo da antena longo, com artículos curtos, patas ambulatórias longas e delgadas, abdome sub-retangular, pleópodo feminino iv com dois segmentos, urópodos longos. O primeiro clado corresponde a Porcellanopsis Rathbun, 1910 (espécie-tipo P. festae (Nobili, 1901)), previamente tratado como sinônimo de Megalobrachium. Contudo, a combinação de diferenças morfológicas entre Megalobrachium e Porcellanopsis justifica a revalidação de Porcellanopsis. Três espécies foram erroneamente registradas no Pacífico oriental (M. mortenseni Haig, 1962, P. rosea (Rathbun, 1900) e P. soriata (Say, 1818)); essas espécies são exclusivamente distribuídas no Atlântico ocidental.

Desenvolvimento e otimização de antenas Vivaldi antipodais para aplicações a altas frequências.

Esta tese propõe a síntese e o estudo de uma nova técnica de cavidades de borda aplicada a antenas Vivaldi, com o intuito de melhorar suas características de diretividade. Embora as antenas do tipo Vivaldi possuam características diretivas, elas produzem radiações laterais indesejáveis, o que se reflete nos elevados índices de lóbulos laterais devido a correntes superficiais que fluem ao longo das bordas metalizadas nas laterais da antena. Estas correntes são a origem das radiações laterais que vêm sendo mitigadas pela aplicação de cavidades ressonantes, triangulares ou retangulares, que aprisionam tais correntes e, consequentemente, atenuam os lóbulos laterais, sem o incremento do lóbulo principal, uma vez que toda a energia dos lóbulos laterais é apenas confinada nos ressonadores e por isso literalmente perdida. Ao contrário desses esforços, este trabalho propõe cavidades radiantes tanto na forma de abertura exponencial, como na forma do fractais de Koch, que funcionam como radiadores auxiliares (antenas auxiliares), canalizando as correntes de borda e aproveitando-as para aumentar os níveis do lóbulo principal, mitigando os níveis de lóbulo lateral. A síntese desta nova técnica foi implementada em uma antena Vivaldi antipodal com características de baixa diretividade, como qualquer antena Vivaldi, o que foi corrigido e a aplicação da técnica de cavidades radiantes deu origem a duas novas antenas Vivaldis efetivamente diretivas. Os resultados foram obtidos através de simulações do modelo numérico no CST Microwave Studio e confirmados com medidas de laboratório, o que evidenciou a melhora das características de diretividade da antena pela aplicação da nova técnica de cavidades radiantes.

Estudo e aplicação de guias de ondas integrados ao substrato em frequências de micro-ondas.

Esse trabalho de pesquisa apresenta um estudo detalhado sobre guias de ondas integrados ao substrato (SIW) operando em frequências de micro-ondas com base na teoria de guias de ondas retangulares (RWG). O estudo sobre guias SIW associa equações apresentadas na literatura e utiliza simulações eletromagnéticas para desenvolver um procedimento de projeto bem definido. É considerada a integração entre guias SIW e linhas de transmissão de microfita, projetando-se transições entre essas duas estruturas com o propósito de prover casamento de impedância e de viabilizar a caracterização em frequências de micro-ondas. São apresentadas considerações sobre processos de fabricação de circuitos SIW em substratos constituídos por laminados de alta frequência. Uma vez estabelecidos os procedimentos de fabricação e os critérios de projeto, a tecnologia SIW é aplicada ao projeto de três guias de ondas SIW nas bandas S e X, que foram fabricados empregando laminados de alta-frequência. Foram projetados dois filtros SIW passa-faixa empregando cavidades ressonantes e postes metálicos indutivos. Os dois filtros operam na frequência central de 10,61 GHz, sendo que um deles tem banda de passagem de 7,5%e é de 3ª ordem e o outro filtro tem banda de passagem de 15%, sendo de 5ª ordem. Foram realizadas comparações entre o desempenho simulado e experimental das estruturas SIW projetadas. Os resultados de simulações eletromagnéticas e experimentais demonstraram boa concordância. Os projetos em tecnologia SIW apresentados neste trabalho de pesquisa possuem perdas de retorno melhores que 10 dB na banda de operação e perdas por inserção de 1,0 dB a 1,5 dB. É apresentada a análise da sensibilidade do desempenho dos guias de ondas e filtros SIW projetados a desvios dimensionais típicos do processo de fabricação por microfresagem mecânica. Com os resultados experimentais e de simulação foi possível validar os procedimentos de projeto e de fabricação de circuitos SIW operando em frequências de micro-ondas.