| Resumo : |
Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre técnicas de detecção para radares ópticos, analisando três técnicas distintas, sendo a Detecção Direta - DD, a Detecção Coerente Heteródina - DCHe e a Detecção Coerente Homódina - DCHo. Para este estudo, adota-se um laser semicondutor CW como fonte óptica, priorizando o DFB em função de sua largura de banda inferior a 1 MHz e de seu comprimento de onda em 1,5 ?m. É acrescentando a este sinal óptico uma modulação externa, aplicada através de moduladores eletro-ópticos de Niobato de Lítio, particularmente em configuração do tipo Mach-Zehnder (MZM). Para esta modulação, utilizando o MZM, é empregada uma tensão contínua (DC), para o controle de seu ponto de operação, e um sinal RF, para a modulação do sinal óptico, com variação linear em frequência no formato LFM dente de serra, o qual apresenta características que são analisadas no tempo e na frequência, destacando vantagens e cuidados requeridos em sua aplicação. Todo este processo de modulação é amplamente explorado, uma vez que ele apresenta características que influenciam diretamente nos resultados da detecção. Para auxílio à caracterização do sinal óptico, incluindo sua modulação, são elaborados circuitos que compoem um sistema completo de transmissão e detecção para cada técnica utilizada. Estes circuitos apresentam estruturas completas a um radar laser, aqui designados como LADAR (Laser Detection and Ranging) ou LIDAR (Light Detection and Ranging). São elaborados circuitos distintos para cada técnica de detecção, permitindo análise e desenvolvimento matemático para o dimensionamento dos sinais transmitidos e recebidos em cada técnica. Para validar estas técnicas de detecção, utiliza-se de simulações realizadas com uso do software OptSim. Este programa permitiu o uso de sinais ópticos e elétricos aplicados em circuitos elaborados para cada técnica de detecção. Desta forma foi possível dimensionar e avaliar o comportamento do radar laser para as técnicas de detecção utilizadas, destacando diferenças e vantagens entre elas, permitindo auxiliar na escolha da técnica adequada através dos valores obtidos e da complexidade das configurações utilizadas. Finalmente, através dos resultados obtidos, verificou-se uma sensibilidade maior de detecção para a DCHo, enquanto que uma simplicidade na confecção do circuito para a DD, permitindo escolha de acordo com o objetivo do projeto desejado. Finalmente, são apresentadas algumas sugestões para trabalhos futuros com objetivo de permitir o avanço no desenvolvimento de sistemas radares a laser e no aprimoramento do sistema de detecção. |