Silikoninen optinen modulaattoriFMCW:lle
Kuten me kaikki tiedämme, yksi FMCW-pohjaisten Lidar-järjestelmien tärkeimmistä komponenteista on korkean lineaarisuuden modulaattori. Sen toimintaperiaate on esitetty seuraavassa kuvassa: KäyttöDP-IQ modulaattoriperustuuyhden sivukaistan modulaatio (SSB), ylempi ja alempiMZMtyöskentely nollapisteessä, tiellä ja wc+wm:n ja WC-WM:n sivukaistalla, wm on modulaatiotaajuus, mutta samalla alempi kanava tuo 90 asteen vaihe-eron ja lopuksi WC-WM:n valon on peruutettu, vain wc+wm:n taajuusmuutostermi. Kuvassa b LR-sininen on paikallinen FM-chirp-signaali, RX-oranssi on heijastunut signaali, ja Doppler-ilmiön ansiosta lopullinen lyöntisignaali tuottaa f1:n ja f2:n.
Etäisyys ja nopeus ovat:
Seuraava on Shanghai Jiaotong -yliopiston vuonna 2021 julkaisema artikkeli aiheestaSSBgeneraattorit, jotka toteuttavat FMCW:n pohjaltasilikonivalomodulaattorit.
MZM:n suorituskyky on esitetty seuraavasti: Ylä- ja alavarren modulaattorien suorituskykyero on suhteellisen suuri. Kantoaallon sivukaistan hylkäyssuhde on erilainen taajuusmodulaationopeuden kanssa, ja vaikutus pahenee taajuuden kasvaessa.
Seuraavassa kuvassa Lidar-järjestelmän testitulokset osoittavat, että a/b on lyöntisignaali samalla nopeudella ja eri etäisyyksillä ja c/d on lyöntisignaali samalla etäisyydellä ja eri nopeuksilla. Testitulokset saavuttivat 15 mm ja 0,775 m/s.
Tässä vain silikonin käyttöoptinen modulaattoriFMCW:lle keskustellaan. Todellisuudessa pii optisen modulaattorin vaikutus ei ole yhtä hyvä kuin senLiNO3 modulaattori, lähinnä siksi, että pii-optisessa modulaattorissa vaihemuutos/absorptiokerroin/liitoskapasitanssi on epälineaarinen jännitteen muutoksen kanssa, kuten alla olevasta kuvasta näkyy:
eli
Lähtötehosuhdemodulaattorijärjestelmä on seuraava
Tuloksena on korkealuokkainen viritys:
Nämä aiheuttavat syketaajuussignaalin levenemistä ja signaali-kohinasuhteen pienenemistä. Joten mikä on tapa parantaa piivalomodulaattorin lineaarisuutta? Tässä keskustellaan vain itse laitteen ominaisuuksista, emmekä käsittele kompensaatiojärjestelmää muita apurakenteita käyttäen.
Yksi syy modulaatiovaiheen epälineaarisuuteen jännitteen kanssa on se, että aaltoputken valokenttä on raskaiden ja kevyiden parametrien eri jakautumisessa ja vaiheenmuutosnopeus on erilainen jännitteen muutoksen mukaan. Kuten seuraavassa kuvassa näkyy. Vakavia häiriöitä aiheuttava tyhjennysalue muuttuu vähemmän kuin kevyt häiriöalue.
Seuraavassa kuvassa on esitetty kolmannen asteen keskinäismodulaatiosäröjen TID ja toisen asteen harmonisen säröjen SHD muutoskäyrät välkkeen pitoisuudella eli modulaatiotaajuudella. Voidaan nähdä, että virityksen vaimennuskyky raskaan epäjärjestyksen tapauksessa on suurempi kuin kevyen välkkeen. Siksi uudelleenmiksaus auttaa parantamaan lineaarisuutta.
Yllä oleva vastaa C:n huomioimista MZM:n RC-mallissa, ja myös R:n vaikutus tulee ottaa huomioon. Seuraava on CDR3:n muutoskäyrä sarjavastuksen kanssa. Voidaan nähdä, että mitä pienempi sarjavastus on, sitä suurempi on CDR3.
Viimeisenä, mutta ei vähäisimpänä, piimodulaattorin vaikutus ei välttämättä ole huonompi kuin LiNbO3:n. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, CDR3 of thepiimodulaattorion korkeampi kuin LiNbO3, jos kyseessä on täysi poikkeama modulaattorin rakenteen ja pituuden järkevän suunnittelun ansiosta. Testiolosuhteet pysyvät yhtenäisinä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että piivalomodulaattorin rakennesuunnittelua voidaan vain lieventää, ei parantaa, ja se, voidaanko sitä todella käyttää FMCW-järjestelmässä, tarvitsee kokeellisen tarkastuksen, jos se voi todella olla, niin se voi saavuttaa lähetin-vastaanottimen integroinnin, jolla on etuja. suuren mittakaavan kustannusten alentamiseksi.
Postitusaika: 18.3.2024