一文了解激光雷达测距及工作原理
激光雷达简介:激光雷达利用波束成形与扫描技术,通过发射波束并接收反射波来探测目标物体的距离和表面轮廓。与传统毫米波雷达相比,激光雷达具备更高分辨率、更远探测距离和更强抗干扰能力。激光雷达可分为机械式、半固态式和全固态式,其中全固态式激光雷达,特别是基于光学相控阵(OPA)的激光雷达,因其无惯性、高分辨率和灵活性而备受关注。 OPA激光雷达工作原理类似微波相控阵,通过调整阵元间的相位差实现光束扫描。OPA的原理与夫琅禾费衍射相似,通过复振幅叠加模型实现精确的波束成形。 激光探测技术主要包括直接测量飞行时间(dToF)、间接测量飞行时间(iToF)和相干测量法(FMCW)。FMCW激光雷达因其相干检测特性、无需高性能探测器、适合集成光子芯片等特点,成为芯片化激光雷达的理想选择。 FMCW测距原理基于激光干涉,通过频率线性调制的光源发射信号,接收反射信号并与本地信号进行相干混频,从而获取目标距离和速度信息。FMCW测距的分辨率取决于光源的调制带宽,而测速则依赖于目标的多普勒频移效应。 综上所述,硅基OPA芯片的性能优化和光电子集成技术的进步,使得未来的OPA固态激光雷达有望在自动驾驶等领域得到广泛应用。