Silikon optiese modulatorvir FMCW
Soos ons almal weet, is een van die belangrikste komponente in FMCW-gebaseerde Lidar-stelsels die hoë lineariteitsmodulator. Die werkingsbeginsel daarvan word in die volgende figuur getoon: GebruikDP-IQ modulatorgebaseerenkelsybandmodulasie (SSB), die boonste en ondersteMZMwerk by nulpunt, op die pad en langs die syband van wc+wm en WC-WM, wm is die modulasiefrekwensie, maar terselfdertyd stel die onderste kanaal 90 grade faseverskil bekend, en uiteindelik die lig van WC-WM gekanselleer word, slegs die frekwensieskuifterm van wc+wm. In Figuur b is LR-blou die plaaslike FM-tjirpsein, RX oranje is die gereflekteerde sein, en as gevolg van die Doppler-effek produseer die finale maatslagsein f1 en f2.
Die afstand en spoed is:
Die volgende is 'n artikel gepubliseer deur Shanghai Jiaotong Universiteit in 2021, oorSSBkragopwekkers wat FMCW implementeer gebaseer opsilikon lig modulators.
Die werkverrigting van MZM word soos volg getoon: Die prestasieverskil van bo- en onderarmmodulators is relatief groot. Die draer-sybandverwerpingsverhouding verskil met die frekwensiemodulasietempo, en die effek sal erger word soos die frekwensie toeneem.
In die volgende figuur toon die toetsresultate van die Lidar-stelsel dat a/b die maatslagsein teen dieselfde spoed en op verskillende afstande is, en c/d die maatslagsein op dieselfde afstand en teen verskillende snelhede is. Die toetsresultate het 15mm en 0.775m /s bereik.
Hier is slegs die toepassing van silikonoptiese modulatorvir FMCW word bespreek. In werklikheid is die effek van silikon optiese modulator nie so goed soos dié vanLiNO3 modulator, hoofsaaklik omdat in silikon optiese modulator, die faseverandering/absorpsiekoëffisiënt/aansluitingskapasitansie nie-lineêr is met die spanningsverandering, soos in die figuur hieronder getoon:
Dit wil sê,
Die uitsetkragverhouding van diemodulatorstelsel is soos volg
Die resultaat is 'n hoë orde ontstem:
Dit sal die verbreding van die klopfrekwensiesein en die afname van die sein-tot-geraasverhouding veroorsaak. So, wat is die manier om die lineariteit van die silikon ligmodulator te verbeter? Hier bespreek ons slegs die kenmerke van die toestel self, en bespreek nie die vergoedingskema deur ander hulpstrukture te gebruik nie.
Een van die redes vir die nie-lineariteit van modulasiefase met spanning is dat die ligveld in die golfleier in verskillende verspreiding van swaar en ligte parameters is en die faseveranderingstempo verskil met die verandering van spanning. Soos getoon in die volgende prentjie. Die uitputtingsgebied met swaar interferensie verander minder as dié met ligte interferensie.
Die volgende figuur toon die veranderingskurwes van die derde-orde intermodulasievervorming TID en die tweede-orde harmoniese vervorming SHD met die konsentrasie van die rommel, dit wil sê die modulasiefrekwensie. Dit kan gesien word dat die onderdrukkingsvermoë van die ontsteking vir swaar rommel hoër is as dié vir ligte rommel. Daarom help hermenging om lineariteit te verbeter.
Bogenoemde is gelykstaande aan die oorweging van C in die RC-model van MZM, en die invloed van R moet ook oorweeg word. Die volgende is die veranderingskurwe van CDR3 met die reeksweerstand. Dit kan gesien word dat hoe kleiner die reeksweerstand, hoe groter die CDR3.
Laaste maar nie die minste nie, die effek van die silikonmodulator is nie noodwendig erger as dié van LiNbO3 nie. Soos getoon in die figuur hieronder, CDR3 van diesilikon modulatorsal hoër wees as dié van LiNbO3 in die geval van volle vooroordeel deur redelike ontwerp van die struktuur en lengte van die modulator. Toetstoestande bly konsekwent.
Samevattend kan die strukturele ontwerp van die silikon-ligmodulator slegs versag word, nie genees word nie, en of dit werklik in die FMCW-stelsel gebruik kan word, benodig eksperimentele verifikasie, as dit werklik kan wees, dan kan dit transceiver-integrasie bereik, wat voordele inhou. vir grootskaalse kostevermindering.
Postyd: 18-Mrt-2024