[實用新型]激光雷達及其相控陣激光發(fā)射單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720668905.5
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN206945959U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 任亞林;牛犇
• 申請（專利權）人: 深圳市涵光半導體有限公司
• 主分類號: G01S7/282
• 分類號: G01S7/282;G01S17/48
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 王寧

技術領域

本實用新型涉及激光探測技術領域，特別涉及一種激光雷達及其相控陣激光發(fā)射單元。

背景技術

激光雷達是一種用激光探測和測距的傳感器，其原理與普通聲波雷達和聲吶類似。即用發(fā)射裝置向目標發(fā)射出激光脈沖，通過接收裝置測量返回脈沖的延遲和強度來測量目標的距離與反射率。

為實現(xiàn)全方位的監(jiān)測，雷達需進行360度空間的掃描。傳統(tǒng)的雷達一般采用機械驅動的模式，即機械裝置帶動雷達的發(fā)射單元全方位轉動，以實現(xiàn)360度掃描。但是，這樣的雷達使用笨重的機械裝置，使得掃描速率緩慢。而且，機械轉動裝置一旦故障后很難繼續(xù)正常使用。

與傳統(tǒng)的普通雷達類似，目前市場上的激光雷達也使用機械轉動的方式進行360度的空間掃描。這就造成了激光雷達與傳統(tǒng)雷達一樣，產品具有體積大、掃描慢、價格高昂和機械裝置故障后難以繼續(xù)正常使用的缺點，從而不利于大規(guī)模使用在消費電子領域。

實用新型內容

基于此，有必要針對現(xiàn)有激光雷達體積大、掃描慢的問題，提供一種體積較小且掃描速率較高的激光雷達及其相控陣激光發(fā)射單元。

一種相控陣激光發(fā)射單元，包括：

激光分束組件，包括光入射端及多個光出射端，激光光束經(jīng)所述光入射端入射后分別從所述多個光出射端出射，以得到多路激光；

多個用于分別發(fā)射所述多路激光的光發(fā)射天線，所述多個光發(fā)射天線分別與所述多個光出射端配合，以形成多個相互并聯(lián)且供所述多路激光傳輸?shù)募す夤饴罚患?/p>

多個相位調節(jié)器，分別設置于所述多個激光光路上，每個所述相位調節(jié)器用于調節(jié)對應的所述激光光路上的所述多路激光的相位。

在其中一個實施例中，所述激光分束組件包括多個光分束器，且所述多個分光器按照與所述光入射端的距離依次劃分為多個層級，其中下一層級所述光分束器的入射端與上一級所述光分束器的出射端連接，且第一層級的所述光分束器的入射端為所述光入射端，最后層級的所述光分束器的出射端為所述光出射端。

在其中一個實施例中，所述光分束器為一分二分束器，且所述多個分光器劃分為K個層級，所述光出射端的數(shù)量為2^K個。

在其中一個實施例中，所述光分束器為多模干涉器或Y型結。

在其中一個實施例中，還包括設置于所述光入射端的光耦合器。

在其中一個實施例中，所述光耦合器為邊緣耦合器或光柵耦合器。

在其中一個實施例中，所述光發(fā)射天線為光柵耦合器。

在其中一個實施例中，所述相位調節(jié)器為包括光波導及用于對所述光波導進行加熱的微型加熱器，所述光波導位于所述激光光路上。

在其中一個實施例中，所述相位調節(jié)器包括Pn節(jié)及用于調節(jié)所述Pn節(jié)兩端電壓的電壓調節(jié)器，所述Pn節(jié)位于所述激光光路上。

一種激光雷達，包括：

如上述優(yōu)選實施例中任一項所述的相控陣激光發(fā)射單元；

回波接收單元，用于接收所述多路激光在遠場干涉形成的輻射主光束經(jīng)標的物反射所產生的回波信號；及

與所述相控陣激光發(fā)射單元及所述回波接收單元通訊連接的處理器。

上述激光雷達及其相控陣激光發(fā)射單元，通過激光分束組件與多個光發(fā)射天線配合，可發(fā)出多路激光。而且，通過相位調節(jié)器調節(jié)可使多路激光存在固定的相位差，從而在遠場通過干涉得到輻射方向圖，以在特定方向上形成最強的主光束，實現(xiàn)掃描。進一步的，多路激光的相位改變可在遠場得到不同的輻射方向圖，從而使得最強的主光束的方向實現(xiàn)動態(tài)調整，最終實現(xiàn)全方位的掃描。因此，激光雷達無需機械旋轉部件便能實現(xiàn)全方位監(jiān)測，從而有利于減小體積。進一步的，激光雷達掃描的速率由相位調節(jié)的頻率決定，而不會受到機械旋轉部件旋轉速度的限制，故激光雷達的掃描速度也更快。因此，上述激光雷達及其相控陣激光發(fā)射單元的體積較小且掃描速率更高。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例中激光雷達的模塊示意圖；

圖2為本實用新型一個實施例中相控陣激光發(fā)射單元的結構示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。