Neste trabalho foram estudadas a propagação de ondas ópticas e acústicas em fibras ópticas e a interação acusto-óptica em fibras ópticas, com o objetivo de se implementar um deslocador de freqüências ópticas via efeito acusto-óptico em fibras bimodais. No estudo da propagação de ondas ópticas e acústicas em fibras, ênfase especial foi dada aos dois primeiros modos ópticos de propagação na fibra (LP01 e LP11) e ao modo acústico flexural de ordem mais baixa (sem freqüência de corte), onde procurou-se introduzir uma padronização de nomenclatura, visando a utilização das definições e expressões envolvidas, em ambas as áreas, no estudo da interação acusto-óptica em fibras. A seguir foram mostrados o princípio de operação e o projeto do deslocador de freqüências em fibra óptica bimodal. Finalizando o trabalho, foram implementados e caracterizados dois protótipos do deslocador de freqüências estudado.

Neste trabalho apresenta-se o estudo da resposta do analisador de espectro acusto-óptico para sinais pulsados, na faixa de microondas, como envoltórias arbitrárias. Através da teoria de modos acoplados determina-se o campo elétrico do feixe óptico difratado para a operação em regime de Bragg. A formulação leva em consideração a forma de onda da envoltória e a duração de cada pulso com relação à abertura temporal da célula Bragg. Utilizando-se a integral de difração de Fresnel - Kirchoff determinam-se as dependências temporal e espacial do campo difratado no plano focal de uma lente óptica. Esta distribuição, a qual é proporcional à transformada de Fourier da amostra do sinal de microondas armazenada na célula Bragg, é analisada para uma célula Bragg de fosteto de gálio (GaP), em função dos seguintes parâmetros: eficiência de difração, forma de onda da envoltória dos pulsos, durações dos pulsos com relação à abertura temporal da célula e distribuição espacial do feixe óptico incidente. O estudo da dependência da intensidade do feixe difratado com relação à potência do sinal de microondas permitiu analisar as características espectrais das componentes geradas através das intermodulações causadas por múltiplas difrações na célula Bragg. As formas de ondas das envoltórias que são investigadas, são as descritas por funções de Blackman, Bartlett e Hamming. A análise desenvolvida revela que através da escolha da forma de onda da envoltória é possível controlar algumas características da intensidade óptica no plano focal. Por exemplo, utilizando-se a envoltória de Blackman obtém-se uma redução de lóbulo lateral de até 45 dB com relação ao comportamento obtido com envoltória retangular. A resolução espectral do analisador é investigada com base no critério de Rayleigh. Resultados numéricos são apresentados para uma célula Bragg com as seguintes características: largura de faixa instantâneas de 1 GHz e 1 ms de abertura temporal. Uma geometria apropriada para a rede de fotodetectores do analisador de espectro que utiliza esta célula Bragg foi determinada levando-se em consideração este. Um resultado da relação sinal ruído do analisador de espectro foi desenvolvido levando-se em consideração os ruídos existentes nos seguintes estágios: pré-processamento eletrônico, célula Bragg e rede linear de fotodetectores posicionada no plano focal da lente de Fourier. Através desta formulação determina-se a estimação da potência espectral que pode ser obtida quando se utiliza um analisador de espectro acusto-óptico. As formas de ondas das tensões nos fotodetectores em função das características dos pulsos de microondas foram determinadas através de uma formulação generalizada apresentada. Esta formulação constitui a parte original deste trabalho de tese.

Freqüentemente o Exército Brasileiro necessita adquirir novos equipamentos de Guerra Eletrônica, no intuito de se adequar a uma nova realidade tecnológica ou para melhor adestrar seus quadros. Nesse contexto, faz-se necessário tomar conhecimento de novas tecnologias ou avaliar o desempenho das existentes por métodos científicos. Dessa forma, esta tese pretende levantar possibilidades e limitações dos sistemas de localização eletrônica de emissores eletromagnéticos por determinação da direção de chegada na faixa de VHF e UHF por visada direta, através de uma análise estatística das técnicas comumente empregadas e, baseando-se nas limitações levantadas, fazer um estudo da técnica acustoóptica voltada para a obtenção de ângulo de chegada, buscando analisar sua viabilidade como técnica alternativa para a superação das limitações levantadas para esses sistemas. Mostra-se uma avaliação de desempenho baseada num modelo de estimador de ângulo de chegada com distribuição uniforme que esclarece dúvidas sobre a região de cobertura e sobre a influência da forma da linha-base na acurácia das estimativas de posição. Apresenta-se um estudo da obtenção de ângulo de chegada, usando modulador acustoóptico ou célula Bragg multicanal e chega-se a conclusão teórica que é possível implementar processadores desse tipo para medir fase com precisão de até meio grau e conseqüentemente dando maior precisão à estimativa de ângulo de chegada. Mostra-se também que a técnica acustoóptica é eficiente para trabalhar em ambiente sujeito ao ruído térmico, o que a torna mais atraente. Além disso, modernas técnicas digitais permitem processar os sinais identificados e mostrá-los em tempo real, mais uma vez caracterizando uma superioridade desta técnica.