[实用新型]相控阵激光雷达

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，特别是涉及一种相控阵激光雷达。

背景技术

激光雷达是一种用激光探测和测距的传感器。它的原理与雷达和声呐类似，即用发射装置向目标发射出激光脉冲，通过接收装置测量返回脉冲的延迟和强度来测量目标的距离与反射率。传统的激光雷达使用机械转动装置实现360度的空间扫描，但这样的雷达使用笨重的机械装置，同时扫描速率缓慢，机械转动装置一旦故障后很难继续正常使用。

为了解决这些问题，相控阵激光雷达应运而生。相控阵激光雷达由许多相同的天线组成矩阵，所有天线的辐射波在远场通过干涉形成一束雷达波。电子系统实时控制每个天线的相位，从而控制远场的雷达波方向。电子系统改变某些天线的相位，就可以改变雷达波的方向，从而实现动态扫描。这样的电子扫描不需要机械转动装置、扫描速率快，而且即使有少量天线发生故障也不会影响相控阵激光雷达的实际使用。然而，传统的相控阵激光雷达难以达到较大的发射功率，因此如何提高相控阵激光雷达的发射功率是亟待解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何提高相控阵激光雷达的发射功率的问题，提供一种相控阵激光雷达。

一种相控阵激光雷达，包括：

激光发生器，用于产生原始激光；

光传输介质；

光分配装置，所述光分配装置通过光传输介质连接所述激光发生器；所述光分配装置包括用于接收所述原始激光的器件；及

Z个辐射单元，每一所述辐射单元分别与所述光分配装置相连；其中，Z为大于1的自然数；

其中，所述光分配装置用于将所述原始激光分配为Z路第一种光信号，并将每一路所述第一种光信号分别发送至各所述辐射单元，以使得所有所述辐射单元辐射的电磁波合成一束雷达波；所述激光发生器、所述器件及所述光传输介质的材料为能够传输功率大于设定功率值的激光的材料。

在其中一个实施例中，所述设定功率值满足的条件为：所述相控阵激光雷达能够利用功率为所述设定功率值的原始激光对距离大于设定距离值的目标进行探测。

在其中一个实施例中，所述设定功率值大于10W。

在其中一个实施例中，所述激光发生器、所述器件及所述光传输介质的材料为SiN。

在其中一个实施例中，所述辐射单元的材料的相位调制效率大于设定效率阈值。

在其中一个实施例中，所述辐射单元的材料为Si。

在其中一个实施例中，所述光分配装置包括：

第一光分配单元，所述第一光分配单元通过所述光传输介质连接所述激光发生器；所述第一光分配单元的材料为能够传输功率大于设定功率值的激光的材料；及

M个第二光分配单元，各所述第二光分配单元分别连接所述第一光分配单元，且所述第二光分配单元连接N个所述辐射单元；所述M、N均为自然数，且M×N＝Z；所述第一光分配单元将所述原始激光分配为M路第二种光信号，并将各路第二种光信号发送至对应的各所述第二光分配单元；所述第二光分配单元将所述第二种光信号分配为N路所述第一种光信号，并将各路第一种光信号发送至对应的各所述辐射单元。

在其中一个实施例中，所述第一光分配单元及所述第二光分配单元为光耦合器或光分束器。

在其中一个实施例中，所述光分配装置还包括M个相位调节器；各所述相位调节器连接于所述第一光分配单元与各所述第二光分配单元之间；所述相位调节器用于对所述第二种光信号进行调相，并将调相后的第二种光信号发送至对应的所述第二光分配单元。

在其中一个实施例中，在所述相控阵激光雷达中，沿所述原始激光的传输方向位于所述第一光分配单元之后的光路上的各结构的材料的相位调制效率大于设定效率阈值。

上述相控阵激光雷达中，光分配装置将原始激光分配为Z路第一种光信号，并将每一路第一种光信号分别发送至各辐射单元，以使得所有辐射单元辐射的电磁波合成一束雷达波，因此，原始激光的传输光路的性能直接影响整个相控阵激光笔雷达的发射功率，而在该相控阵激光雷达中，激光发生器、光分配装置中用于接收原始激光的器件及光传输介质的材料为能够传输功率大于设定功率值的激光的材料，即原始激光的传输光路能够进行高功率传输，从而可以提高相控阵激光雷达的输入功率，进而提高了所有辐射单元合成的雷达波的总功率。

附图说明