Título
[en] DATA AND POWER TRANSMISSION FOR UNDERWATER MONITORING SYSTEMS USING METAMATERIALS
Título
[pt] TRANSMISSÃO DE DADOS E ENERGIA EM SISTEMAS DE MONITORAMENTO SUBAQUÁTICO USANDO METAMATERIAIS
Autor
[pt] JORGE VIRGILIO DE ALMEIDA
Vocabulário
[pt] METAMATERIAL
Vocabulário
[pt] COMUNICACAO SUBAQUATICA
Vocabulário
[pt] TRANSMISSAO DE ENERGIA SEM FIO SUBAQUATICA
Vocabulário
[pt] LINHAS DE TRANSMISSAO VIRTUAIS
Vocabulário
[en] METAMATERIAL
Vocabulário
[en] UNDERWATER COMMUNICATION
Vocabulário
[en] UNDERWATER WIRELESS POWER TRANSMISSION
Vocabulário
[en] VIRTUAL TRANSMISSION LINES
Resumo
[pt] Muitos drones subaquáticos (DSs) modernos usados no monitoramento militar e ambiental operam no oceano e são concebidos como transceptores intermediários entre sua estação base (EB) e redes de sensores sem fio subaquáticas (RSSFSs). Devido a salinidade e consequentemente a condutividade da água do mar, DSs não podem usar transmissões de rádio frequência (RF) convencionais, tanto para alimentar quanto para se comunicar com os nós sensores (NSs). Tentando superar essas limitações, sistemas de transmissão indutiva de energia (TIE) têm sido apontados como uma alternativa para RSSFSs assistidas por DSs confiáveis. TIE apresenta perdas menores do que técnicas de campo distante em meios complexos, mas é extremamente limitada em termos de distância de operação. Baseado nisso, a presente tese visa uma solução mais integrada para sistemas de monitoramento assistidos por DSs baseado em sistemas de TIE usando lentes e refletores de metamaterial (MTM) dedicados a aprimorar ambas a eficiência na transmissão de energia e a razão sinal-ruído dos dados transmitidos. Um novo modelo do canal magnético, baseado no modelo de linhas de transmissão magnéticas virtuais, incorporando os ganhos dos MTMs e as perdas da água do mar, também é apresentado de modo a facilitar a futura sistematização das RSSFSs.
Resumo
[en] Most modern underwater drones (UDs) employed in military and environmental monitoring operate in the ocean and are conceived as intermediary transceivers between their base station (BS) and underwater wireless sensor networks (UWSNs). Due to the salinity and consequently the conductivity of seawater, UDs cannot use conventional radiofrequency (RF) transmissions, either for powering or communicating with the sensor nodes (SNs). Trying to overcome these limitations, inductive power transmission (IPT) systems have been pointed out as an alternative for reliable UD-assisted UWSNs. IPT presents lower losses than far-field-based techniques in complex media but is extremely limited in terms of operating distance. Based on that, the present thesis aims an all-integrated solution for UD-assisted monitoring systems based on IPT systems using metamaterial (MTM) lenses and reflectors dedicated to improving both the power transfer efficiency and the signal-noise ratio of the transmitted data. A new model of the magnetic channel, based on the virtual magnetic transmission line model, incorporating the MTM gains and the seawater losses, is also presented in order to facilitate the future systematization of UWSNs.
Orientador(es)
EDUARDO COSTA DA SILVA
Coorientador(es)
CARLOS ANTONIO FRANCA SARTORI
Banca
MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA
Banca
MARBEY MANHAES MOSSO
Banca
EDUARDO COSTA DA SILVA
Banca
ÚRSULA DO CARMO RESENDE
Banca
CARLOS ANTONIO FRANCA SARTORI
Banca
ALEXANDRE MANOEL PEREIRA ALVES DA SILVA
Banca
MAURICIO WEBER BENJO DA SILVA
Catalogação
2021-07-01
Apresentação
2021-04-09
Tipo
[pt] TEXTO
Formato
application/pdf
Idioma(s)
INGLÊS
Referência [pt]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53505@1
Referência [en]
https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53505@2
Referência DOI
https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53505
Arquivos do conteúdo
NA ÍNTEGRA PDF