Kísilljósstýrir fyrir FMCW

Kísill ljósleiðarifyrir FMCW

Eins og við öll vitum er einn mikilvægasti íhluturinn í FMCW-byggðum Lidar-kerfum hálínuleikastýririnn. Virkni hans er sýnd á eftirfarandi mynd: NotkunDP-IQ mótunarbúnaðurbyggteinhliða mótun (SSB), efri og neðriMZMVinna á núllpunkti, á veginum og niður hliðarbandið wc+wm og WC-WM, wm er mótunartíðnin, en á sama tíma kynnir neðri rásin 90 gráðu fasamismun og að lokum er ljós WC-WM fellt niður, aðeins tíðnifærsluliðurinn wc+wm. Á mynd b er LR blátt staðbundið FM-kvitringarmerki, RX appelsínugult er endurkastað merki og vegna Doppler-áhrifa framleiðir lokasláttarmerkið f1 og f2.

Fjarlægðin og hraðinn eru:

Eftirfarandi er grein sem birt var af Shanghai Jiaotong-háskólanum árið 2021, umSSBrafalar sem innleiða FMCW byggt áljósstýringar úr sílikoni.

Afköst MZM eru sýnd sem hér segir: Afköstamunur efri og neðri arms mótunarbúnaðar er tiltölulega mikill. Höfnunarhlutfall burðarhliðbandsins er mismunandi eftir tíðnimótunarhraða og áhrifin verða verri eftir því sem tíðnin eykst.

Á eftirfarandi mynd sýna niðurstöður prófana á Lidar kerfinu að a/b er taktmerkið á sama hraða og í mismunandi fjarlægðum, og c/d er taktmerkið á sömu fjarlægð og í mismunandi hraða. Niðurstöðurnar náðu 15 mm og 0,775 m/s.

Hér er aðeins um notkun sílikons að ræðaljósleiðarifyrir FMCW er rætt. Í raun og veru eru áhrif kísillljósstýringar ekki eins góð og áhrifLiNO3 mótalari, aðallega vegna þess að í sílikon ljósleiðara er fasabreytingin/gleypnistuðullinn/tengingarrýmdin ekki línuleg með spennubreytingunni, eins og sýnt er á myndinni hér að neðan:

Það er,

Aflssamhengið milli úttaks ogmótunarbúnaðurkerfið er sem hér segir
Niðurstaðan er háþróuð stilling:

Þetta mun valda breikkun á takttíðni merkisins og lækkun á merkis-til-hávaða hlutfallinu. Hver er þá leiðin til að bæta línuleika kísill ljósmótarans? Hér ræðum við aðeins eiginleika tækisins sjálfs og ræðum ekki um jöfnunarkerfið með því að nota aðrar hjálparbyggingar.
Ein af ástæðunum fyrir ólínuleika mótunarfasa með spennu er sú að ljóssviðið í bylgjuleiðaranum er með mismunandi dreifingu þungra og léttra breytna og fasabreytingarhraðinn er mismunandi með breytingum á spennu. Eins og sést á eftirfarandi mynd breytist eyðslusvæðið með miklum truflunum minna en það með léttum truflunum.

Eftirfarandi mynd sýnir breytingarferla þriðja stigs millimótunarröskunar TID og annars stigs harmonískrar röskunar SHD með styrk ringulreiðarinnar, þ.e. mótunartíðninni. Það má sjá að deyfingargeta afstillingarinnar fyrir mikið ringulreið er meiri en fyrir lítið ringulreið. Þess vegna hjálpar endurblöndun til við að bæta línuleika.

Þetta jafngildir því að skoða C í RC líkani MZM, og einnig ætti að taka tillit til áhrifa R. Eftirfarandi er breytingarkúrfa CDR3 með raðviðnáminu. Það má sjá að því minni sem raðviðnámið er, því stærri er CDR3.

Síðast en ekki síst eru áhrif kísillmótarans ekki endilega verri en áhrif LiNbO3. Eins og sést á myndinni hér að neðan er CDR3kísillmótariverður hærra en LiNbO3 ef um fulla skekkju er að ræða með skynsamlegri hönnun á uppbyggingu og lengd mótarans. Prófunarskilyrði eru stöðug.

Í stuttu máli er aðeins hægt að milda uppbyggingu kísillljósmótarans, ekki lækna hann, og hvort hægt sé að nota hann í FMCW kerfinu þarfnast tilraunakenndrar staðfestingar. Ef það er mögulegt, þá er hægt að samþætta senditæki og móttakara með því, sem hefur kosti fyrir stórfellda kostnaðarlækkun.