| Resumo : |
Este trabalho de dissertação realiza uma análise teórica e experimental acerca da instabilidade de modulação em enlace analógico a fibra óptica, com vistas à transmissão de sinais radar CW com ganho de potência de RF. A área de RF em Fotônica cada vez mais desperta interesse de pesquisadores e os resultados têm aplicação dual, tanto para aplicações comerciais como para projetos de Defesa. Por se tratar de uma vasta área de pesquisa, este estudo se concentra na transmissão pela fibra óptica, que apresenta fenômenos quando um sinal se propaga nesse canal como, por exemplo, dispersão cromática, atenuação, não linearidade e ruído. Tais fenômenos são de natureza distinta, ocorrem simultaneamente e podem até influenciar-se mutuamente. Quando se lineariza o estudo da propagação na fibra, obtém-se simplificação matemática, porém excluem-se características de propagação que podem resultar em novas aplicações da fotônica. Fibras lineares não contemplam a instabilidade de modulação, que decorre da interação entre o fenômeno linear dispersão cromática e o fenômeno não linear auto modulação de fase, resultando eventualmente na amplificação paramétrica das bandas laterais de modulação da portadora óptica. Considerando que o sinal de RF está contido nessas bandas, a instabilidade de modulação pode levar a ganho de potência de RF no final do enlace a fibra óptica. O ganho de potência de RF é um parâmetro de grande relevância na determinação da performance do enlace, mas de implementação complexa, sobretudo pelas limitações de natureza tecnológica e intrínsecas dos dispositivos de modulação e de detecção óptica. Neste trabalho, é descrito um modelo analítico do ganho de RF em fibra, parametrizado pela frequência de modulação, dispersão cromática, efeito não linear Kerr, potência óptica e comprimento do enlace. O modelo se baseia nas equações acopladas da portadora óptica e das bandas laterais propagando-se na fibra, cujo acoplamento é o conceito básico para transferência de energia da fonte laser para o sinal de RF. A frequência de operação de parte dos sistemas radares atualmente está na faixa compreendida entre 1 GHz e 40 GHz, sendo a banda X uma das mais empregadas em radares militares, cobrindo a faixa de 8 a 12 GHz. Simulações computacionais comprovam o modelo analítico e a faixa de frequência entre 4 e 8 GHz apresenta maior ganho de RF. Os experimentos realizados demonstram a prova de conceito da indução da instabilidade de modulação na fibra óptica. |