Littérature scientifique sur le sujet « Imaging a onde millimetriche »

ABSTRACT. Mechanical waves are commonly used on the characterization of geological systems. Highly compacted real systems require low frequency waves on the order of tens of hertz. Tabletop models span the millimetric scale and therefore need higher frequency waves ranging up to the ultrasound band. We have used an ultrasonic seismic equipment to image tabletop geological systems. The seismograms enabled the identification of some features under investigation but were limited to discern some objects of interest, such as, the interface between a coal layer on top of a sand layer. We believe that the low consolidation of the material has intensified the Rayleigh scattering of the incident wave leading to a large signal attenuation and to the difficulty on layer discrimination. We propose some ways to circumvent such a problem including increasing the material consolidation or the sediment grain size in order to reduce the scattering effects.Keywords: mechanical waves, deposit imaging, stratigraphy, turbidity currents. RESUMO. A utilização de ondas mecânicas é uma opção recorrente na caracterização de sistemas geológicos. Sistemas reais de alta compactação costumam ser analisados por ondas mecânicas com frequências da ordem de dezenas de hertz. Modelos de bancada requerem o uso de frequências mais altas, na faixa do ultrassom, para possibilitar a definição de detalhes milimétricos. Utilizamos um sistema de levantamento sísmico ultrassonográfico para visualizar modelos geológicos de bancada. Os sismogramas produzidos identificaram algumas feições sob investigação, mas apresentaram limitações na discriminação dos objetos de interesse, a saber, a interface entre uma camada de carvão sobre uma camada de areia. Acreditamos que a baixa consolidação domaterial tenha intensificado o espalhamento Rayleigh da onda incidente levando a uma grande atenuação do sinal de retorno e à consequente dificuldade em discriminar as camadas. Propomos algumas formas de diminuir esse problema que incluem o aumento da consolidação do material ou do tamanho de grão dos sedimentos para reduzir os efeitos de espalhamento.Palavras-chave: ondas mecânicas, visualização de depósitos, estratigrafia, correntes de turbidez.

The effects of early monocular deprivation on visual acuity and visual cortical responses can be reversed quickly if vision is restored to the deprived eye and the other eye is deprived instead, a procedure known as reverse occlusion. However, recovery of vision through the originally deprived eye (ODE) is not stable. Following re-opening of the recently deprived (originally nondeprived) eye (ONDE), vision in the ODE typically deteriorates rapidly, possibly because of competitive interactions, whereas vision in the ONDE also remains compromised, resulting in bilateral amblyopia, the reasons for which are unknown. Here we monitor the physiological changes in the visual cortex during recovery from reverse occlusion in a longitudinal study, using optical imaging of intrinsic signals and single-cell recording in anesthetized cats. We show that a brief period of just 4 days of concordant binocular vision intercalated between the two periods of monocular experience allows close to equal responses to develop through both eyes, both in terms of cortical territory and orientation selectivity. In contrast, with no binocular vision or discordant binocular experience, cortical territory dominated by the ONDE is significantly reduced, and orientation tuning of cells dominated by the ODE is wider than that of cells dominated by the ONDE. These results support the notion that a brief period of binocular vision is sufficient to prevent bilateral acuity loss caused by reverse occlusion.

ABSTRACT. In February, 2009, an underground industrial effluent discharge originating from a small meat processing industry was identified in Ceilˆandia, DistritoFederal, Brazil. The contamination plume reached the phreatic level, where it propagated reaching the wells located downstream the discharge point. The area near thiseffluent discharge point was monitored by monthly groundwater sampling and analysis. In January, 2011, a geophysical survey was carried out in this area, using theDC electrical resistivity method. Three resistivity sections were obtained and they allowed the mapping of the contamination plume. The contaminated spots presentedresistivity values less than 140 Ohm.m and non-contaminated areas showed values between 140 and 2550 Ohm.m. The three sections were numerically integrated andthe result was a 3-D figure showing the volume of subsurface with lower values of resistivity. The study showed reduced resistivity values in a portion of the subsoil outof the expected contaminated area, which suggests the existence of another contamination source.Keywords: resistivity, pollution, industrial effluent.RESUMO. Em fevereiro de 2009, em Ceilândia, Distrito Federal, foi identificado um lançamento de efluente industrial no subsolo derivado do processamento, lavagem,tratamento e embalagem de carnes. A pluma de contaminação chegou ao lençol freático onde se propagou até atingir poços e cisternas situadas a jusante do ponto de lançamento. A região onde ocorreu este lançamento passou a ser monitorada por meio de coleta mensal e análise de amostras da água subterrânea. Em janeiro de 2011 foi feito um levantamento geofísico na área utilizando o método elétrico de corrente contínua. Foram obtidas três seções de resistividade que possibilitaram mapeara pluma de contaminação. As regiões contaminadas apresentaram valores de resistividade inferiores a 140 Ohm.m, enquanto aquelas não contaminadas mostraramvalores entre 140 e 2550 Ohm.m. As três seções foram integradas numericamente e o resultado foi uma figura tridimensional que envolve o volume da subsuperfí ciecom os menores valores de resistividade. O estudo mostrou valores reduzidos de resistividade em uma parte do subsolo fora da área de influência da pluma de contaminação conhecida, sugerindo a existência de outro foco de contaminação.Palavras-chave: resistividade, poluição, efluente industrial.1ADASA,

Resumo A excisão assistida a vácuo de lesões mamárias tem sido cada vez mais utilizada na prática clínica. A sua maior aceitação e disponibilidade, em associação ao uso de agulhas mais calibrosas, permitiu a retirada de quantidade maior de amostra, reduzindo substancialmente a taxa de subestimação diagnóstica e aumentando, assim, a confiabilidade final dos resultados do procedimento. Essas características resultam em potencial descalonamento cirúrgico, em casos selecionados, e ganham força em um cenário em que se visa a redução de custos, taxa de subestimação e tratamento excessivo, porém, sem comprometer a qualidade no cuidado com o paciente. O objetivo deste trabalho é revisar os parâmetros técnicos e as indicações clínicas atuais para realização de excisão assistida a vácuo em lesões mamárias.

A literatura relata somente alguns casos de recém-nascidos com ascite urinária, geralmente secundária a ruptura de bexiga urinária e não de um cálice renal. Este relato de caso descreve um caso raro de ascite urinária em recém-nascido com válvula de uretra posterior que teve ruptura de um cálice renal, neste caso diagnosticada, até onde sabemos, pela primeira vez por ultrassonografia.

ABSTRACT. The present study results from a consistent processing and imaging of marine seismic data from a set collected over sedimentary basins of the East Brazilian Atlantic. Our general aim is first to subsidize geological interpretations with plausible subsurface images for oil and gas exploration. In second place, to verify published schematic geological interpretation for these basins by underlying the sediment/basement contact, from where subvertical faults are projected upwards through the basin followed by folded structures. The data-driven results can be used to trace the reflector boundaries in the time sections, submitted to time-to-depth axis transformation, and to be used as a first model for further basin pressure prediction, where natural pumps necessarily develop for the mechanism of oil and gas accumulation. The applied fundamental techniques are mainly based on the data-driven common reflection surface stack, where it is shown the improvement of the signal-to-noise ratio, the lateral continuity of the reflection events, the resolution, and that time migration collapses the diffraction events. The CRS migration strongly collapsed the diffraction events, allowing some subsurface structures be more evident. The free surface and some shallow internal multiples can be clearly traced for further processing aiming at their attenuation. The interpretation lines are meant to show the geometry of selected reflectors, and to help comparing the results with other similar sections. One can trace some subvertical fault systems starting from the lower part of the section (interpreted as the basement), and their extension upwards through the sedimentary sequence.Keywords: CRS stack, CRS migration, residual static correction, NIP wave tomography. RESUMO. O presente artigo resulta de um processamento e imageamento consistentes de dados sísmicos marinhos de levantamento realizado em bacias sedimentares do Atlântico do Nordeste brasileiro. Nossos objetivos gerais são em primeiro lugar subsidiar as interpretações geológicas com imagens plausíveis do subsolo, e voltadas à exploração de óleo e gás. Em segundo lugar, verificar as interpretações geológicas esquemáticas publicadas para estas bacias, para conferir o delineamento do contato sedimento/embasamento, de onde falhas subvertical são projetadas através da bacia, seguidas de estruturas dobradas. Os resultados baseados em dados reais podem ser usados para delinear interfaces refletoras contidas nas seções tempo, submetidos à transformação da coordenada tempo para profundidade, e que podem ser usados posteriormente como um primeiro modelo para a predição de pressão em bacias sedimentares, onde se desenvolve um bombeamento natural necessário para a acumulação de óleo e gás. As técnicas fundamentais aplicadas baseiam-se principalmente no denominado empilhamento de superfície de reflexão comum, baseado em dados observados, onde se mostra a evolução da relação sinal-ruído, da continuidade lateral dos eventos de reflexão, da resolução, e o colapso dos eventos de difração nas seções de migração do tempo. A migração CRS colapsa fortemente os eventos de difração permitindo que algumas estruturas do subsolo sejam mais evidentes. Múltiplas da superfície livre, e algumas internas rasas, podem ser claramente traçadas para processamento adicional que visam a atenuação. As linhas de interpretação trac¸adas visam mostrar a geometria dos refletores selecionados, e ajudar na comparação com outros resultados de seções semelhantes. Pode-se traçar um sistema de falhas subvertical a partir da base inferior (interpretada como o embasamento) da seção escolhida como referência, e os seus prolongamentos através da sequência sedimentar.Palavras-chave: empilhamento CRS, migração CRS, correção estática residual, tomografia NIP.

OBJETIVO: Apresentar os resultados da experiência clínica inicial de 100 casos de mulheres portadoras de miomatose sintomática que foram submetidas a embolização das artérias uterinas como forma de tratamento principal. Apresenta-se, também, extensa revisão bibliográfica sobre o tema, para determinar as indicações e contra-indicações, bem como as eventuais complicações do método. MATERIAL E MÉTODO: Cem pacientes com miomatose sintomática foram submetidas a embolização das artérias uterinas como única forma de tratamento. O principal sintoma que indicou a intervenção foi o aumento do fluxo menstrual em 79 pacientes e dor associada à miomatose em 21. O diagnóstico de miomatose foi realizado por meio de ultra-sonografia em 75 pacientes, e pela associação de ultra-sonografia e ressonância magnética em 25 pacientes. O volume uterino médio avaliado por esses métodos de imagem resultou em 487 cm³. Os procedimentos foram realizados em duas instituições hospitalares: uma pública, onde foram atendidas 56 pacientes dependentes do Sistema Único da Saúde (SUS), e outra particular, onde foram atendidas 46 pacientes com plano de assistência médica. Setenta e seis pacientes foram avaliadas clinicamente após 12 semanas da realização da embolização uterina. RESULTADOS: O procedimento foi completado com sucesso em 97% dos casos, utilizando-se técnica convencional. O acompanhamento e a avaliação clínica após 12 semanas evidenciou que houve melhora dos sintomas em mais de 90% das pacientes. Verificou-se, ainda, redução de volume uterino de 52%. Não foram observadas complicações técnicas ou clínicas relevantes. CONCLUSÃO: A técnica de embolização uterina para tratamento da miomatose sintomática é um método simples, eficiente e seguro.

A angiotomografia por multidetectores de coronárias constitui um método preciso para avaliação dos enxertos venosos e arteriais pós-revascularização coronariana e vem substituindo em parte o cateterismo, o qual é um método invasivo e de maior custo. Este ensaio iconográfico tem como objetivo a demonstração anatômica dos enxertos mais comumente utilizados, como diferenciar enxertos venosos e arteriais e como localizá-los. Os exames foram realizados em aparelhos de tomografia computadorizada multislice de 64 fileiras de detectores, com apneia, frequência cardíaca controlada e protocolos adequados com posterior reconstruções MPR, MIP e 3D, de acordo com o eletrocardiograma. A localização dos enxertos e anastomoses em tomografias computadorizadas direcionadas para as artérias coronárias e para o tórax pode dificultar a análise do exame pelo radiologista não familiarizado, sendo que o conhecimento das técnicas cirúrgicas utilizadas e dos possíveis trajetos das pontes de safena e enxertos arteriais ajuda na análise de ambos os exames, evitando também erros diagnósticos.

Garantir la sécurité et la qualité des aliments est une préoccupation majeure dans l'industrie alimentaire, car la contamination physique peut présenter des risques importants pour la santé des consommateurs, nuire à la réputation de la marque et par là même conduire à des poursuites judiciaires. Les méthodes de détection actuelles, telles que l'inspection par rayons X, présentent des limites, notamment en ce qui concerne l'identification de contaminants tels que le plastique, le bois et le verre, qui ont une faible densité et peuvent être difficiles à détecter, ou encore lorsque les contaminants sont cachés dans le produit. Ce travail explore une solution alternative basée sur la détection par un système exploitant les microondes. L'avantage de cette solution réside dans le caractère non ionisant des signaux envoyés ainsi que dans la possibilité de réaliser un système à faible puissance injectée. Ainsi, identifier les contaminants dans les aliments pourra s'effectuer sans compromettre leur intégrité ni nécessiter de modifications importantes des chaînes de production existantes. De plus, ce système devra fonctionner en temps réel sur une ligne de production, sans que le processus de fabrication ne soit interrompu. Le principe de la détection repose sur l'analyse de l'interaction des signaux microondes avec différents matériaux, en tirant parti du contraste diélectrique entre les contaminants et les produits alimentaires. La matrice de diffraction collectée par les 6 antennes qui entourent la cible est traitée pour déterminer la présence de corps étrangers. Le système est conçu pour être compatible avec les contraintes des environnements industriels de transformation des aliments. La détection des contaminants dans les produits alimentaires et les boissons à l'aide des paramètres de diffusion implique la résolution d'un problème inverse, non linéaire et mal posé. Ce processus est coûteux en termes de calcul et difficilement compatible avec une détection sur une ligne de production opérant en temps réel. Dans ce travail de doctorat, nous intégrons des techniques d'apprentissage automatique pour surmonter les difficultés du problème inverse et automatiser le processus de classification. Nous étudions la robustesse et l'efficacité de différents classificateurs, tels que les machines à vecteurs de support (SVM) et les réseaux de perceptrons multicouches (MLP), en les entraînant sur des ensembles de données à grande échelle collectées lors de campagnes de mesure. Ces modèles apprennent à distinguer les aliments contaminés des aliments sains. Les classificateurs identifient avec succès une variété de matériaux étrangers, y compris différents types de plastique, de verre et de bois, sur des milliers de cas de test. En outre, nous étendons notre recherche à l'imagerie par ondes millimétriques (mmW), en étudiant l'intégration des systèmes mmW avec des outils de ML pour l'inspection de fruits à coque. Cette étude est motivée par les résultats prometteurs obtenus dans cette même gamme de fréquences sur des fruits à peau fine et contenant une grande quantité d'eau, comme les pommes et les pêches. Ici, la présence de la coque ainsi que le fait qu'elle renferme un fruit sec rend l'étude plus complexe. Les résultats obtenus dans ce travail de doctorat mettent en évidence le potentiel du système basé sur les microondes et les ondes millimétriques en tant que solution robuste, évolutive et efficace pour la détection en temps réel de la contamination des aliments et l'inspection agroalimentaire. En intégrant la détection par micro-ondes à l'apprentissage automatique, nous proposons une alternative puissante aux méthodes d'inspection traditionnelles, améliorant ainsi la sécurité et la qualité des aliments dans les environnements industriels
Ensuring food safety and quality is a major concern in the food industry, as physical contamination can pose significant health risks to consumers, damage brand reputation, and lead to legal consequences. Common detection methods, such as X-ray inspection, have limitations, particularly in identifying contaminants like plastic, wood, and glass, which have low density and can be difficult to detect. This work explores an alternative solution based on microwave sensing, introducing a novel approach to contamination detection. The proposed system leverages low-power, non-ionizing microwave signals to identify foreign bodies without compromising food integrity or requiring extensive modifications to existing production lines. It offers a cost-effective and real-time inspection method, capable of operating in-line without interrupting the manufacturing process. The detection principle relies on analyzing how microwave signals interact with different materials, taking advantage of the dielectric contrast between contaminants and food products. A set of antennas surrounding the target captures signal variations, which are then processed to determine the presence of foreign objects. The system is designed to acquire data efficiently while maintaining compatibility with the speed and constraints of industrial food processing environments. Detecting contaminants in food and beverage products using scattering parameters involves solving an inverse problem, which is nonlinear and ill-posed. This process is computationally expensive and may not be suitable for real-time, in-line detection. In this research, we integrate Machine Learning (ML) techniques to overcome the challenges of the inverse problem and to automate the classification process. We investigate the robustness and effectiveness of different classifiers, such as Support Vector Machines (SVM) and Multi-Layer Perceptron (MLP) networks, by training them on large-scale datasets collected from experimental trials. These models learn to distinguish between uncontaminated and contaminated food items. The classifiers successfully identifies a variety of foreign materials, including different types of plastics, glass, and wood, demonstrating high accuracy across thousands of test cases.Furthermore, we extend our research to millimeter-Wave (mmW) imaging, investigating the integration of mmW systems with ML tools for nut inspection. The promising results achieved using mmW imaging and ML classification in agrifood applications, particularly for soft fruits like apples and peaches, inspire us to evaluate the effectiveness of this approach for more challenging cases—specifically, in-shell seeds such as almonds and walnuts. The results obtained in this thesis highlight the potential of the microwave/mmW-based system as a robust, scalable, and efficient solution for real-time food contamination detection and agrifood inspection. By integrating microwave sensing with machine learning, this approach offers a powerful alternative to traditional inspection methods, improving food safety and quality in industrial settings
Garantire la sicurezza e la qualita degli alimenti e una delle principali preoccupazioni dell’industriaalimentare, poiche la contaminazione fisica puo comportare rischi significativi per la salute dei consumatori, danneggiare la reputazione del marchio e portare a conseguenze legali. I comuni metodi dirilevamento, come l’ispezione a raggi X, hanno dei limiti, in particolare nell’identificazione di contaminanticome plastica, legno e vetro, che hanno una bassa densita e possono essere difficili da rilevare. Questolavoro esplora una soluzione alternativa basata sul rilevamento a microonde, introducendo un nuovoapproccio al rilevamento della contaminazione. Il sistema proposto sfrutta segnali a microonde a bassapotenza e non ionizzanti per identificare i corpi estranei senza compromettere l’integrita degli alimentio richiedere modifiche alle linee di produzione esistenti. Offre un metodo di ispezione economico e intempo reale, in grado di operare in linea senza interrompere il processo di produzione. Il principio di rilevamento si basa sull’analisi del modo in cui i segnali a microonde interagiscono con i diversi materiali, sfruttando il contrasto dielettrico tra contaminanti e prodotti alimentari. Una schiera di antenne, che circondano il prodotto sotto analisi, cattura le variazioni di segnale, che vengono poi elaborate per determinare la presenza di oggetti estranei. Il sistema e progettato per acquisire dati in modo efficiente, mantenendo la compatibilita con la velocita e i vincoli degli ambienti industriali di lavorazione degli alimenti. Il rilevamento di contaminanti nei prodotti alimentari e nelle bevande utilizzando i parametri di diffusione comporta la risoluzione di un problema inverso, non lineare e malposto. Questo processo e computazionalmente costoso e potrebbe non essere adatto per il rilevamento in linea in tempo reale. In questa ricerca, integriamo tecniche di apprendimento automatico (ML) al problema inverso per automatizzare il processo di classificazione. Analizziamo la robustezza e l’efficacia di diversi classificatori, come le macchine a vettori di supporto (SVM) e le reti di percettori multistrato (MLP), addestrandoli su serie di dati su larga scala raccolti da prove sperimentali. Questi modelli imparano a distinguere tra alimenti non contaminati e contaminati. I classificatori identificano con successo una varieta di materiali estranei, tra cui diversi tipi di plastica, vetro e legno, dimostrando un’elevata precisione su migliaia di casi di test. Inoltre, estendiamo la nostra ricerca all’imaging a onde millimetriche (mmW), studiando l’integrazione di sistemi mmW con strumenti di ML per l’ispezione delle noci. I risultati promettenti ottenuti con l’imaging mmW e la classificazione ML in applicazioni agroalimentari, in particolare per frutti rossi come mele e pesche, ci hanno stimolato a valutare l’efficacia di questo approccio per casi piu impegnativi, in particolare per semi in guscio come mandorle e noci. I risultati ottenuti in questa tesi evidenziano il potenziale del sistema basato sulle microonde/mmW come soluzione robusta, scalabile ed efficiente per il rilevamento della contaminazione alimentare e l’ispezione agroalimentare in tempo reale. Integrazione del rilevamento a microonde con l’apprendimento automatico offre una potente alternativa ai metodi di ispezione tradizionali, migliorando la sicurezza e la qualita degli alimenti in ambito industriale

Le comunicazioni wireless di Quinta Generazione, le quali è assodato che vadano a ricoprire un ruolo chiave e centrale nel futuro delle comunicazioni mobili, hanno suscitato l’interesse e l’investigazione da parte delle maggiori organizzazioni ed enti di ricerca internazionali. Internet of Things, i cosiddetti Use Cases, gli indici KPI e le tecnologie candidate per lo sviluppo, sono tra gli altri, i maggiori aspetti su cui attualmente la ricerca pone la propria attenzione al fine di poter definire ed implementare la rete di Quinta Generazione. Non da meno, ricevono forte interesse anche una serie d’aspetti legati all’utilizzo delle elevate frequenze, in particolar modo le bande delle onde millimetriche, nello sviluppo delle comunicazioni per sistemi 5G. L’utilizzo delle onde millimetriche nel futuro delle comunicazioni mobili è ad oggi considerato il fulcro della ricerca per l’implementazione dell’ architettura di rete di Quinta Generazione. Lo sviluppo di comunicazioni basate sulle onde millimetriche per i sistemi 5G presentano sia delle opportunità ma anche importanti problematiche. Tra queste ultime, l’elevate attenuazioni registrate nelle bande delle onde millimetriche pongono severi limiti qualora si voglia stabilire una comunicazione a lungo raggio e tale è un aspetto critico che interesse fortemente i vari ambiti della ricerca per poter efficacemente porre le basi per il futuro della comunicazione mobile di Quinta Generazione.

In questa tesi si studiano i sistemi wireless dotati di tecnologia massive MIMO, cioè con un elevato numero di antenne, a onde millimetriche e con l'impiego di lenti elettromagnetiche. Tali lenti rappresentano una soluzione promettente per limitare la complessità dei sistemi MIMO tradizionali, grazie alla possibilità di realizzare in analogico delle operazioni solitamente eseguite in digitale e in banda base. Oltretutto, è possibile ottenere la stessa apertura d'array utilizzando un numero inferiore di antenne. Si analizza quindi il sistema in esame tramite lo studio di modelli riportati in letteratura, che vengono confrontati al fine di trovare quello più completo per descrivere il comportamento dell'array di antenne dotato di lente. In seguito, si valuta la risoluzione angolare in funzione del diametro della lente, del numero di antenne e della frequenza operativa attraverso simulazioni in MATLAB. Dai risultati si mostra come a onde millimetriche sia possibile ridurre la taglia del sistema, garantendo una elevata precisione angolare.

Questo elaborato tratta un argomento di futuro interesse ovvero la propagazione a onde millimetriche in ambiente indoor e il confronto tra due frequenze di sicuro interesse per i futuri sistemi radiomobili ovvero 27GHz e 38GHz. Dopo una breve introduzione sulle caratteristiche principali dei nuovi sistemi e della propagazione, sono riportati i risultati della campagna di misura svolta in ambiente industriale, in cui sono stati misurati valori di potenza ricevuta provenienti da varie angolazioni e successivamente graficati e analizzati nell’opportuno capitolo. Una seconda campagna di misure ha portato ad analizzare lo scattering da scaffali e da lastre di materiale. È evidente che in questi casi sia stato determinante il contributo dello scattering, ovvero la quota parte della potenza “sparpagliata”, e non riflessa in direzione speculare, da ogni elemento di superficie dei materiali. Tramite il simulatore 3-D Ray Tracing si è cercato il miglior accordo tra i dati raccolti e i risultati ottenuti in simulazione al variare di opportuni parametri.

La tesi tratta lo studio della propagazione in un ambiente indoor di tipo "large room" a tre diverse frequenze: 10GHz, 60GHz e 300GHz. Viene descritto l'ambiente delle misure, le modalità e il modello di ray-tracing utilizzato per le simulazioni. Viene analizzato il post processing delle misure effettuate a tutte tre le frequenze. Viene fatto il confronto con le simulazioni ottenute per mezzo del ray-tracing. Sono svolte delle operazioni di tuning per migliorare la previsione del ray-tracing al fine di riprodurre al meglio le misure. Sono riportati i confronti grafici tra il post processing delle misure e i risultati delle simulazioni.

L’elaborato è incentrato sul problema dello Human Blockage, e lo si è analizzato utilizzando tecniche di copertura radio, per ambienti indoor, basate sull’uso di array di antenne. In particolare si è dato enfasi alle tecniche Radiale, Single Beamforming e Multi Beamforming che sono state utilizzate per ottenere le performance in termini di CINR che hanno evidenziato le differenze tra scenari "statici" in cui le ostruzioni sono solo oggetti e "dinamici" i blockage sono costituiti da corpi umani.

In un circuito integrato a microonde complesso, oltre alle funzioni di amplificazione a basso rumore, di guadagno e di potenza le cui prestazioni vengono sempre più spinte al limite della tecnologia utilizzata, possono coesistere tutta una serie di funzioni altrettanto importanti che potrebbero essere classificate sotto il nome di funzioni di commutazione e condizionamento del segnale. Quasi sempre queste funzioni coincidono con la parte passiva del circuito complesso analizzato. Tra queste funzioni, le principali sono quelle realizzate da switch, attenuatori, sfasatori ed infine quelle realizzate dagli isolatori e dai circolatori. Negli ultimi anni si sta assistendo, soprattutto nel campo dei moduli T/R per applicazioni radar o di telecomunicazioni, ad una continua spinta all’integrazione su di un unico chip di queste funzioni insieme a quelle di amplificazione. Proprio per tale motivo si rende necessaria una rivisitazione teorica e pratica delle funzioni di commutazione e condizionamento del segnale finora utilizzate al fine di trovare soluzioni innovative che garantiscano una più facile integrazione di dette funzioni mantenendone invariate o, se possibile, migliorandone le prestazioni. Questo lavoro di tesi si prefigge proprio tale scopo. Nella prima parte di questo lavoro di tesi sono stati studiati i modulatori diretti, elementi in grado di sostituire contemporaneamente circuiti di condizionamento del segnale quali gli attenuatori e gli sfasatori digitali classici. Sono stati presentati due progetti di modulatori diretti monolitici in tecnologia GaAs a 70nm: uno bifase e l’altro vettoriale operanti in banda V (in particolare da 45 a 65 GHz) i quali sono stati entrambi realizzati e misurati. Nella seconda parte di questo lavoro è stata trattata una specifica classe di elementi di commutazione ossia gli switch di tipo SPST (Single Pole Single Through) ed SPDT (Single Pole Double Through). Più precisamente l’attenzione è stata focalizzata sulla tecnica della compensazione induttiva e resistivo-induttiva utilizzata per migliorare le prestazioni di isolamento di un FET in configurazione switch serie. Sono stati presentati due progetti di switch SPDT monolitici in tecnologia GaN a 0.25 µm: il primo operante in banda X ed il secondo operante nella banda 2-18GHz i quali sono stati entrambi realizzati e misurati. Nell’ultima parte di questo lavoro di tesi è stato dapprima condotto uno studio sullo stato dell’arte degli isolatori e dei circolatori passivi, successivamente lo stesso studio è stato condotto sugli isolatori, sui circolatori e sui quasi-circolatori attivi. E’ stato progettato un quasi-circolatore innovativo basato su un elemento, anch’esso sviluppato contestualmente a tale lavoro di tesi, che implementa uno sfasatore non reciproco attivo 0/90°. Entrambi i circuiti sono stati simulati e progettati in banda X ed utilizzando una tecnologia MMIC basata su pHEMT in GaAs a 0.18 µm.
In a complex microwave integrated subsystem, there are several functional blocks such as switches, attenuators, phase shifters and finally isolators and circulators that can coexist in addition to the classical functions of low noise, small-signal and power amplification, whose performance is increasingly being pushed to the limit of the selected technology. Such functions can be classified under the name of switching and signal conditioning circuits. These functional blocks are often coincident with the passive part of the complex subsystem. In recent years, especially if T/R modules for radar and telecommunications application are considered, a continuous increase in integration of such switching and signal conditioning building blocks with the amplifying ones can be noticed. This is the reason why a critical review of these functions is necessary to find innovative solutions, ensuring an easier integration while maintaining or, if possible, improving their performance. The goal of this work is exactly in such direction. In its first part, direct modulation elements have been studied. These circuits can replace both signal conditioning circuits, e.g. the classical attenuators and digital phase shifters. Two monolithic test vehicles in 70nm GaAs technology are presented for direct modulators: a biphase and a vector modulator, both operating in the V-band (in particular 45 to 65 GHz). Both circuits have been realized and measured. In the second part of this work, a class of switching elements have been studied: SPST (Single Pole - Single Through) switches and SPDT (Single Pole - Double Through) switches. More precisely, attention was focused on the inductive and resistive-inductive compensation technique used to improve the isolation performance of a FET in a series switch configuration. Two 0.25 μm GaN technology monolithic SPDT switches are presented as test vehicles: the first operates at X-band and the second in the 2-18GHz band. Both circuits have been realized and measured. At the end of this work, a study on the state-of-the-art of passive isolators and circulators is carried out, and then the same study is performed on active isolators, circulators and quasi-circulators. A quasi-circulator, based on an innovative element, also developed in parallel to this thesis, which implements a non-reciprocal active phase shifter has been designed. Both circuits are designed to operate at X-band and by using a 0.18 μm GaAs pHEMT technology.

Questo lavoro affronta gli aspetti riguardanti le metodologie e tecniche di analisi e progettazione per alcune funzionalità in front-end ricevitori a radiofrequenza ad elevata sensibilità e riconfigurabili. Tali funzionalità sono: l’amplificazione a basso rumore e il controllo dell’ampiezza di un segnale a RF. Infine, un’ulteriore investigazione ha focalizzato gli aspetti e le criticità in circuiti multi-funzione a elevata integrazione. E’ stata mostrata una metodologia per progettazione di amplificatori a basso rumore a microonde che ha portato a definire le relazioni di adattamento simultaneamente ottenibile in ingresso e uscita in un LNA. Il principale risultato di tale investigazione è l’individuazione di un grafico che permette di valutare in modo sinottico il guadagno di trasduzione e gli adattamenti I/O di una rete 2-porte amplificatrice una volta fissata l’impedenza di sorgente, e quindi il fattore di rumore del LNA. Sull’argomento degli amplificatori a basso rumore a onde millimetriche, è stato proposto un insieme di metodi analitici e sintetici che coprono le tematiche dalla scelta della tecnologia del dispositivo attivo al test del LNA realizzato. E’ stato ripreso il significato della Misura di Rumore nella progettazione a basso rumore a onde millimetriche investigando anche le tematiche della simulazione EM planare e 3D a onde millimetriche. All’interno della tematica sul controllo dell’ampiezza di un segnale a RF è stato investigato in profondità lo sfasamento parassita connesso al cambio di stato in attenuatori digitali a commutazione. E’ stata suggerita una tecnica circuitale e sono state ricavate equazioni di progetto che permettono di compensare tale sfasamento indesiderato, fornendo una relazione che consente di dimensionare l’elemento reattivo che compensa tale effetto sgradito. Infine, sulla materia della progettazione di circuiti-multi funzione a elevata integrazione è stata investigata la realizzabilità di un modulo contenente diverse funzionalità: controllo dell’ampiezza del segnale, amplificazione, scelta del modo T/R, controllo della fase del segnale e conversione seriale/parallelo dei dati di comando. Sono state presentate le procedure di progetto di alcuni sottosistemi nonché i criteri e i passi seguiti nella fase di integrazione.
This work deals with aspects relating to analysis and design methodologies and techniques for some circuits in high sensitivity and reconfigurable front-end RF receivers. These circuits are: low noise amplifier and RF attenuators. Finally, further investigation has focused aspects and issues of multi-function high integration circuits. A methodology for designing microwave low noise amplifiers is reported. The latter has led to define the I/O matching relationships simultaneously achievable in an LNA. The main result of this investigation is the identification of a chart that allows to synoptically evaluating the achievable gain and I/O matching of a 2-port amplifier, once the source impedance is fixed and consequently the LNA noise factor. A set of analytical and synthetic methods on millimetre wave low noise amplifiers has been proposed, covering topics from the active device technology selection to test the realized LNA. The meaning of the noise measure parameter is reprised for designing millimetre wave low-noise. The issues of and 3D planar EM millimetre wave simulation is also investigated. The parasitic phase shift in digital attenuators has been investigated in depth. Such parasitic effect is related to the change of state in digital switched attenuators. A technique has been suggested and circuit equations were derived that allow to compensate such unwanted phase shift, providing design relations that allows to estimate the value of the reactive element that compensates for this undesirable effect. Finally, in the field of multi-function high-integration circuits design, the feasibility of a module containing several functionalities has been investigated. The latter are: control of the signal amplitude, amplification, selection of Tx/Rx mode, control the phase of the signal and serial to parallel control data conversion. The design procedures of some sub-modules, together with the criteria and the steps followed in the process of integration, have been reported.

The purpose of this study is to develop and evaluate techniques that improve the spatial resolution of the channels already selected in the preliminary studies for Geostationary Observatory for Microwave Atmospheric Soundings (GOMAS). Reference high resolution multifrequency brightness temperatures scenarios have been derived by applying radiative transfer calculation to the spatially and microphysically detailed output of meteorological events simulated by the University of Wisconsin - Non-hydrostatic Model System (UW-NMS). Three approaches, Wiener filter, Super-Resolution and Image Fusion have been applied to some representative GOMAS frequency channels to enhance the resolution of antenna temperatures. The Wiener filter improved resolution of the largely oversampled images by a factor 1.5- 2.0 without introducing any penalty in the radiometric accuracy. Super-resolution, suitable for not largely oversampled images, improved resolution by a factor ~1.5 but introducing an increased radiometric noise by a factor 1.4-2.5. The image fusion allows finally to further increase the spatial frequency of the images obtained by the Wiener filter increasing the total resolution up to a factor 5.0 with an increased radiometric noise closely linked to the radiometric frequency and to the examined case study.

The purpose of this study is to develop and evaluate techniques that improve the spatial resolution of the channels already selected in the preliminary studies for Geostationary Observatory for Microwave Atmospheric Soundings (GOMAS). Reference high resolution multifrequency brightness temperatures scenarios have been derived by applying radiative transfer calculation to the spatially and microphysically detailed output of meteorological events simulated by the University of Wisconsin - Non-hydrostatic Model System (UW-NMS). Three approaches, Wiener filter, Super-Resolution and Image Fusion have been applied to some representative GOMAS frequency channels to enhance the resolution of antenna temperatures. The Wiener filter improved resolution of the largely oversampled images by a factor 1.5- 2.0 without introducing any penalty in the radiometric accuracy. Super-resolution, suitable for not largely oversampled images, improved resolution by a factor ~1.5 but introducing an increased radiometric noise by a factor 1.4-2.5. The image fusion allows finally to further increase the spatial frequency of the images obtained by the Wiener filter increasing the total resolution up to a factor 5.0 with an increased radiometric noise closely linked to the radiometric frequency and to the examined case study.

A design of a narrow field of view (FOV) lens for night viewing has been considered. The lens is a re-imaging Cassegrain bifocal system with hybrid elements and has a resolution of 0.0875 (mrad). The advantages of this design include the following: no large refractive element, fewer refractive elements (three germanium lenses), no stow space for removed lenses or mirrors, only one moving group to change the field of view. The narrow FOV is 0.95 (deg) and the spectral region used for the system is 8.5 pm to 12.5 µm. Noise Equivalent Temperature Difference (NETD) is calculated based on the assumption that the imaging system has an uncooled staring array detector.

New lens forms, employing steep convex meniscus front elements are described, which are capable of imaging at unprecedented fields of view (FOV) up to 270°, at relative apertures up to F/0.7, for both the infrared and visual wavebands.

The paper presents a series of telecentric lenses for CCD sensors. The lenses are intended for object sizes 300 to 35 mm and sensor sizes 8 to 35 mm. They are of modular design and consist of combinable front and rear parts. For the imaging of small objects, the modular kit may be completed by three lenses with image scales 1:2, 1:1 and 2:1 designed for a maximum sensor size of 16 mm. The paper informs about the specifications, typical MTF curves, distortion and telecentricity.