Optische Laufzeitentfernungsmessung und CDMA auf Basis der PMD-Technologie mittels phasenvariabler PN-Modulation

Beschreibung

Schnelle und zuverlässige berührungslose mehrdimensionale optische Messverfahren werden seit Jahren mit zunehmendem Interesse untersucht. Insbesondere für automobile Anwendungen verspricht man sich mittelfristig die Lösung dringlicher Problemstellungen im Bereich der aktiven Sicherheitssensorik. Generell wird dabei das Hauptaugenmerk auf die zwingend notwendige hohe Präzision solcher Systeme unter den typischen Einsatzbedingungen als auch auf die preislichen Rahmenbedingungen gelegt. In diesem Buch wird ein neuer Ansatz für die mehrdimensionale optische und somit lateral hochaufgelöste Objekterfassungssysteme (3D-Erfassung) vorgestellt, welcher konventionelle Ansätze mit Scannern sowohl hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, der Baugröße und den zu erwartenden Kosten revolutioniert. Dieser neue sogenannte PMD-Technologieansatz (Photojjjischdetektor) wird in zwei Ausführungsformen (PG-PMD und MSM-PMD) dargestellt, welche beide mit teilweise unterschiedlicher Zielsetzung 1D-, 2D- und 3D-Aufnahmen mit Tiefenauflösungen im Millimeterbereich ermöglichen. Insbesondere der sogenannte Metal­ §emiconductor-Metal-(MSM-) PMD-Ansatz verspricht zukünftig eine sehr hohe Flexibilität für intelligente Modulationsverfahren durch die enorm hohe Bandbreite der resultierenden Korrelationsempfänger (> 1 GHz). Diese Flexibilität hinsichtlich der Modulationsverfahren wird in der Arbeit am Beispiel einer Pseudo-Rausch-(PN-) Modulation dargestellt. Die Realisation der verwendeten Sensoren erfolgte durchweg in Standard CMOS-Technologie. Die daraus resultierende Möglichkeit der .On-Chipr-lnteqration entsprechender Schaltungstechnik wird am Beispiel der Ehotogate-(PG-) PMDs beschrieben, ist aber zukünftig auch für MSM-PMDs möglich. Es wird eine geschlossene Theorie der Fremdlichtunterdrückung und der maximal möglichen Messauflösung mit PMD-Sensoren aufgestellt und beschrieben. Neben den Anwendungen in der optischen Sensortechnik behandelt das Buch auch den Applikationsbereich der optischen Kommunikationstechnik für die PMD-Sensorik. Diesbezüglich bieten PMD-Sensoren - im Wesentlichen hervorgerufen durch deren inhärente Unterdrückung unkorrelierter SignalanteiJe - zukünftig neue hochparallele Netzstrukturen. Die Realisation eines entsprechenden Empfangsmoduls auf PMD-Basis ist dokumentiert und es werden zukünftige Optimierungen als auch Grenzen des Ansatzes diskutiert.

Autor*in

Bernd Buxbaum

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Codemultiplex Entfernungsmessung PMD PN-Modulation Photonik Ranging Sensorik Spreizspektrum

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