Esta dissertação apresenta um estudo e caracterização da transmissão de sinais analógicos de radiofrequência por meio de fibras ópticas empregando dois tipos de modulação: direta e externa. Na análise desenvolvida para modulação direta é considerado um diodo laser DFB como fonte de modulação, enquanto que para enlaces envolvendo modulação externa, considera-se um modelo composto por um modulador eletro-óptico de tipo Mach-Zehnder com substrato de LiNbO3. Em ambos os casos se aplica a técnica de modulação de intensidade e detecção direta. Fundamentos básicos acerca dos dispositivos ópticos empregados e modulação eletro-óptica são abordados nos capítulos iniciais para conceituação básica sobre o assunto. Em seguida é considerado um estudo analítico dos parâmetros essenciais para caracterização de enlaces ópticos analógicos, os quais compreendem ganho de potência, figura de ruído e faixa dinâmica. Na modelagem das figuras de mérito são considerados parâmetros intrínsecos de elementos do sistema, de forma a permitir uma observação direta de sua influência no comportamento funcional de um enlace. Testes experimentais envolvendo diferentes arquiteturas de enlaces com modulação externa são realizados para verificação e validação do modelo teórico apresentado. Para a aplicação de sinais analógicos de RF com freqüências próximas a 1 GHz foi obtido um valor de faixa dinâmica livre de distorções de 103,6 dB.Hz2/3, para uma potência óptica de 19 mW. Valores de ganho de potência da ordem de -33 dB até +20 dB foram alcançados para as diferentes configurações de enlaces apresentados. A figura de ruído medida para os enlaces variou de 46 dB a 5,8 dB. Em todas as medidas o modulador foi ajustado para operação na região de quadratura.

A comunicação óptica no espaço livre (Free Space Optical Communication - FSO) é atualmente uma área na fotônica de grande interesse, demonstrado pelos estudos realizados por diversos grupos de pesquisas da área, devido aos benefícios oferecidos como a imunidade a bloqueio e interferência, facilidade de instalação, mobilidade, inexistência de uma regulamentação oficial para emprego, grande largura de banda, velocidade de transmissão e permitir o acesso a ultima milha (last mile). Para aplicações do FSO na área de defesa, estes benefícios citados são de grande importância, principalmente a imunidade a bloqueio e interferência. O fator limitante no desempenho do enlace FSO são os efeitos atmosféricos causados pela atenuação, composta pelo fenômeno de absorção e espalhamento, a turbulência atmosférica, representada principalmente pelo efeito da cintilação, além do fenômeno da dispersão atmosférica, pouco comentado na literatura. A conseqüência destes efeitos atmosféricos é a degradação do sinal óptico, reduzindo sua intensidade e alcance de propagação. Com isso, a fim de analisar o desempenho do enlace analógico de FSO, este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo teórico do enlace empregando modulação externa através do modulador eletroóptico Mach-Zehnder de dupla entrada, detecção direta e sem amplificação, recorrendo aos conceitos de efeito eletroóptico, propagação do feixe óptico na atmosfera sob o efeito da atenuação, turbulência e dispersão atmosférica e as técnicas de detecção óptica através da fotodetecção. A partir dos conceitos, são modeladas expressões analíticas do sinal óptico na modulação analógica tipo banda lateral dupla (Double Side Band - DSB) e banda lateral simples (Single Side Band - SSB) na saída do transmissor e o modelo analítico do sinal de RF na saída do receptor sob influência dos fenômenos atmosféricos em questão. Definido os modelos citados, realiza-se a análise de desempenho do enlace a partir de dados atmosféricos de Manaus/AM e parâmetros de dispositivos disponíveis no mercado. O resultado deste estudo é apresentado através do balanço de potência óptica do enlace, da potência de RF em relação ao comprimento do enlace e das figuras de mérito, através da combinação das equações do ganho de RF, figura de ruído e da faixa dinâmica livre de espúrios. No fim desta dissertação, são apresentadas as conclusões com base nos conceitos apresentados e resultados obtidos, além da sugestão de trabalhos futuros para esta linha de pesquisa.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-12-15T16:02:30Z No. of bitstreams: 1 2015_YuriCesarRosadeToledo.pdf: 6155328 bytes, checksum: 3210a42c4e0be7b53fc6874fc8293d47 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-04T12:54:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_YuriCesarRosadeToledo.pdf: 6155328 bytes, checksum: 3210a42c4e0be7b53fc6874fc8293d47 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T12:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_YuriCesarRosadeToledo.pdf: 6155328 bytes, checksum: 3210a42c4e0be7b53fc6874fc8293d47 (MD5) / The objective of this work is the development and design of a new architecture for the ADC Difference Module Converter (CMD). The proposed converter CMD is characterized by being asynchronous without oversample and with only one cycle for conversion. Its topology doesn´t presents feedback, does not use capacitors nor resistors, does not use Sample-and-hold circuit (S / H) and has only one reference to conversion. The project was developed in current mode, which not use Op-amp in the circuit for the conversion. And the project also has a digital circuit with only one XNOR gate per bit. We can highlight that each bit is simultaneously converted by a continuous process and that your conversion code is stable, i.e., varying only one bit between adjacent digital words. / O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento e projeto de uma nova arquitetura para ADC o Conversor do Módulo da Diferença (CMD). O Conversor CMD proposto se caracteriza por ser assíncrono, sem oversample e com apenas um ciclo para conversão. Sua topologia não apresenta realimentação, não utiliza capacitores nem resistores, não utiliza circuito de Sample-and-Hold (S/H) e possui apenas uma referência para conversão. O projeto foi desenvolvido em modo corrente, o que permitiu não utilizar Amp-Op no circuito destinado à conversão. E o projeto também possui um circuito digital com apenas uma porta XNOR por bit. Podemos destacar que os bit são convertidos simultaneamente por um processo contínuo e que seu código de conversão é estável por variar apenas um bit entre palavras digitais adjacentes.