[實用新型]相控陣激光雷達

有效

• 申請號: 201720837195.4
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN207133434U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 任亞林
• 申請（專利權）人: 深圳市涵光半導體有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 廣州華進聯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雷達技術領域，特別是涉及一種相控陣激光雷達。

背景技術

激光雷達是一種用激光探測和測距的傳感器。它的原理與雷達和聲吶類似，即用發射裝置向目標發射出激光脈沖，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。傳統的激光雷達使用機械轉動裝置實現360度的空間掃描，但這樣的雷達使用笨重的機械裝置，同時掃描速率緩慢，機械轉動裝置一旦故障后很難繼續正常使用。

為了解決這些問題，相控陣激光雷達應運而生。相控陣激光雷達由許多相同的天線組成矩陣，所有天線的輻射波在遠場通過干涉形成一束雷達波。電子系統實時控制每個天線的相位，從而控制遠場的雷達波方向。電子系統改變某些天線的相位，就可以改變雷達波的方向，從而實現動態掃描。這樣的電子掃描不需要機械轉動裝置、掃描速率快，而且即使有少量天線發生故障也不會影響相控陣激光雷達的實際使用。然而，傳統的相控陣激光雷達難以達到較大的發射功率，因此如何提高相控陣激光雷達的發射功率是亟待解決的問題。

實用新型內容

基于此，有必要針對如何提高相控陣激光雷達的發射功率的問題，提供一種相控陣激光雷達。

一種相控陣激光雷達，包括：

激光發生器，用于產生原始激光；

光傳輸介質；

光分配裝置，所述光分配裝置通過光傳輸介質連接所述激光發生器；所述光分配裝置包括用于接收所述原始激光的器件；及

Z個輻射單元，每一所述輻射單元分別與所述光分配裝置相連；其中，Z為大于1的自然數；

其中，所述光分配裝置用于將所述原始激光分配為Z路第一種光信號，并將每一路所述第一種光信號分別發送至各所述輻射單元，以使得所有所述輻射單元輻射的電磁波合成一束雷達波；所述激光發生器、所述器件及所述光傳輸介質的材料為能夠傳輸功率大于設定功率值的激光的材料。

在其中一個實施例中，所述設定功率值滿足的條件為：所述相控陣激光雷達能夠利用功率為所述設定功率值的原始激光對距離大于設定距離值的目標進行探測。

在其中一個實施例中，所述設定功率值大于10W。

在其中一個實施例中，所述激光發生器、所述器件及所述光傳輸介質的材料為SiN。

在其中一個實施例中，所述輻射單元的材料的相位調制效率大于設定效率閾值。

在其中一個實施例中，所述輻射單元的材料為Si。

在其中一個實施例中，所述光分配裝置包括：

第一光分配單元，所述第一光分配單元通過所述光傳輸介質連接所述激光發生器；所述第一光分配單元的材料為能夠傳輸功率大于設定功率值的激光的材料；及

M個第二光分配單元，各所述第二光分配單元分別連接所述第一光分配單元，且所述第二光分配單元連接N個所述輻射單元；所述M、N均為自然數，且M×N＝Z；所述第一光分配單元將所述原始激光分配為M路第二種光信號，并將各路第二種光信號發送至對應的各所述第二光分配單元；所述第二光分配單元將所述第二種光信號分配為N路所述第一種光信號，并將各路第一種光信號發送至對應的各所述輻射單元。

在其中一個實施例中，所述第一光分配單元及所述第二光分配單元為光耦合器或光分束器。

在其中一個實施例中，所述光分配裝置還包括M個相位調節器；各所述相位調節器連接于所述第一光分配單元與各所述第二光分配單元之間；所述相位調節器用于對所述第二種光信號進行調相，并將調相后的第二種光信號發送至對應的所述第二光分配單元。

在其中一個實施例中，在所述相控陣激光雷達中，沿所述原始激光的傳輸方向位于所述第一光分配單元之后的光路上的各結構的材料的相位調制效率大于設定效率閾值。

上述相控陣激光雷達中，光分配裝置將原始激光分配為Z路第一種光信號，并將每一路第一種光信號分別發送至各輻射單元，以使得所有輻射單元輻射的電磁波合成一束雷達波，因此，原始激光的傳輸光路的性能直接影響整個相控陣激光筆雷達的發射功率，而在該相控陣激光雷達中，激光發生器、光分配裝置中用于接收原始激光的器件及光傳輸介質的材料為能夠傳輸功率大于設定功率值的激光的材料，即原始激光的傳輸光路能夠進行高功率傳輸，從而可以提高相控陣激光雷達的輸入功率，進而提高了所有輻射單元合成的雷達波的總功率。

附圖說明