Topologias de RF em fotônica para recepção de sinais radar de banda larga

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gonçalves, André Paim
• Orientador(a): Coutinho, Olympio Lucchini
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Tecnológico da Aeronáutica (ITA)
• Palavras-chave em Português: Detecção radar; Auto-homodinagem óptica; Detector de envoltória fotônico
• Link de acesso: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/846558

Esta tese explora conceitos de micro-ondas em fotônica relacionados à detecção óptica autohomódina visando propor arquiteturas capazes de detecção de sinais radar de banda larga. O conceito de auto-homodinagem é explorado e propõem-se duas arquiteturas que permitem detecção dos sinais radar de banda larga pulsados e de ondas contínuas com modulação intrapulso linear e não linear. Essas arquiteturas são analisadas teórica e experimentalmente, onde são apresentados resultados muitas vezes acima dos observados na literatura. Primeiramente esse conceito é explorado e dá origem a uma arquitetura proposta para exercer a função de detector de envoltórias de sinais de RF pulsados de banda larga. O valor da sensibilidade tangencial do sinal atinge o valor de -40 dBm. A faixa dinâmica para 17 GHz de frequência da portadora do sinal de RF é de 36,7 dB para utilização do detector de envoltória para medir amplitude do sinal ou potência. Quando o uso do detector de envoltória fotônico for empregado em funções que não há a necessidade de medida de amplitude ou potência, a faixa dinâmica pode chegar ao valor de 56 dB. O valor de sensibilidade do sistema chega a 53 V/mW para um sinal pulsado de 17 GHz e um Vπ de 10,5 V para o modulador de fase empregado. Percebe-se que esse valor de 53 V/mW se mantém quase constante para uma faixa de frequência de 13 a 20 GHz. Uma segunda arquitetura é apresentada explorando o conceito de auto homodinagem óptica. Ela é baseada na arquitetura do detector de envoltória, onde um interferômetro de Mach-Zehnder desbalanceado é colocado entre a grade de Bragg e o fotodetector de baixa velocidade, a qual estende a capacidade do sistema para medir a chirp rate e a envoltória do sinal. O valor mínimo de chirp rate possível de ser medido é de 2 MHz/μs para o sistema trabalhando no regime coerente. Para o sistema trabalhando no regime incoerente, a medida mínima de chirp rate é de 500 kHz/μs. Medidas exploratórias são também realizadas usando sinais pulsados e de ondas contínuas com modulação em frequência com o padrão senoidal e o triangular. No domínio do tempo, alguns sinais pulsados são utilizados como entrada visando medir o ganho de transimpedância. Com a carga de 100 kΩ acoplada no fotodetector, verifica-se o ganho de transimpedância e a capacidade de medir o intervalo de repetição de pulso dos sinais injetados na entrada do sistema.