Moduli ya macho ya silicon ya FMCW

Moduli ya macho ya siliconkwa FMCW

Kama sisi sote tunajua, moja ya vipengele muhimu zaidi katika mifumo ya Lidar ya FMCW ni moduli ya juu ya mstari. Kanuni yake ya kazi imeonyeshwa kwenye takwimu ifuatayo: KutumiaModuli ya DP-IQmsingiurekebishaji wa bendi moja ya kando (SSB), ya juu na ya chiniMZMfanya kazi kwa null, barabarani na chini ya bendi ya kando ya wc + wm na WC-WM, wm ni mzunguko wa urekebishaji, lakini wakati huo huo kituo cha chini kinaleta tofauti ya awamu ya digrii 90, na hatimaye mwanga wa WC-WM. imeghairiwa, muda wa kuhama kwa masafa pekee ya wc+wm. Katika Kielelezo b, LR bluu ni ishara ya ndani ya chirp ya FM, RX machungwa ni ishara iliyoakisiwa, na kutokana na athari ya Doppler, ishara ya mwisho ya mpigo hutoa f1 na f2.

Umbali na kasi ni:

Ifuatayo ni nakala iliyochapishwa na Chuo Kikuu cha Shanghai Jiaotong mnamo 2021, kuhusuSSBjenereta zinazotekeleza FMCW kulingana namoduli za mwanga za silicon.

Utendaji wa MZM unaonyeshwa kama ifuatavyo: Tofauti ya utendaji ya moduli za juu na chini ya mkono ni kubwa kiasi. Uwiano wa kukataliwa kwa utepe wa mtoa huduma ni tofauti na kasi ya urekebishaji wa masafa, na athari itakuwa mbaya zaidi kadiri masafa yanavyoongezeka.

Katika takwimu ifuatayo, matokeo ya mtihani wa mfumo wa Lidar yanaonyesha kuwa a / b ni ishara ya kupiga kwa kasi sawa na kwa umbali tofauti, na c / d ni ishara ya kupiga kwa umbali sawa na kwa kasi tofauti. Matokeo ya mtihani yalifikia 15mm na 0.775m / s.

Hapa, tu matumizi ya siliconmoduli ya machokwa FMCW inajadiliwa. Kwa kweli, athari ya moduli ya macho ya silicon sio nzuri kama ile yaModuli ya LiNO3, hasa kwa sababu katika moduli ya macho ya silikoni, mgawo wa mabadiliko/unyonyaji/uwezo wa makutano haulingani na badiliko la voltage, kama inavyoonyeshwa kwenye kielelezo hapa chini:

Yaani

Uhusiano wa nguvu ya pato lamodulimfumo ni kama ifuatavyo
Matokeo yake ni mpangilio wa hali ya juu:

Hizi zitasababisha kupanuka kwa mawimbi ya mawimbi ya mpigo na kupungua kwa uwiano wa mawimbi hadi kelele. Kwa hivyo ni njia gani ya kuboresha usawa wa moduli ya taa ya silicon? Hapa tunajadili tu sifa za kifaa yenyewe, na usijadili mpango wa fidia kwa kutumia miundo mingine ya wasaidizi.
Moja ya sababu za kutokuwa na usawa wa awamu ya modulation na voltage ni kwamba uwanja wa mwanga katika wimbi la wimbi ni katika usambazaji tofauti wa vigezo nzito na mwanga na kiwango cha mabadiliko ya awamu ni tofauti na mabadiliko ya voltage. Kama inavyoonekana kwenye picha ifuatayo. Eneo la kupungua kwa uingiliaji mkubwa hubadilika chini ya ile na kuingiliwa kwa mwanga.

Kielelezo kifuatacho kinaonyesha mikondo ya mabadiliko ya upotoshaji wa upatanishi wa mpangilio wa tatu wa TID na upotoshaji wa mpangilio wa mpangilio wa pili wa SHD na mkusanyiko wa msongamano, yaani, marudio ya urekebishaji. Inaweza kuonekana kuwa uwezo wa kukandamiza wa kutenganisha kwa vitu vizito ni kubwa zaidi kuliko ule wa taabu nyepesi. Kwa hiyo, kuchanganya kunasaidia kuboresha mstari.

Ya juu ni sawa na kuzingatia C katika mfano wa RC wa MZM, na ushawishi wa R unapaswa pia kuzingatiwa. Ifuatayo ni curve ya mabadiliko ya CDR3 yenye ukinzani wa mfululizo. Inaweza kuonekana kuwa ndogo ya upinzani wa mfululizo, kubwa zaidi ya CDR3.

Mwisho lakini sio uchache, athari ya moduli ya silicon sio mbaya zaidi kuliko ile ya LiNbO3. Kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu hapa chini, CDR3 yamoduli ya siliconitakuwa ya juu zaidi kuliko ile ya LiNbO3 katika kesi ya upendeleo kamili kupitia muundo unaofaa wa muundo na urefu wa moduli. Masharti ya mtihani yanabaki thabiti.

Kwa muhtasari, muundo wa muundo wa moduli ya taa ya silicon inaweza kupunguzwa tu, sio kuponywa, na ikiwa inaweza kutumika katika mfumo wa FMCW inahitaji uthibitishaji wa majaribio, ikiwa inaweza kuwa kweli, basi inaweza kufikia ujumuishaji wa transceiver, ambayo ina faida. kwa kupunguza gharama kwa kiasi kikubwa.