[发明专利]一种激光雷达系统

权利要求书

1.一种激光雷达系统，其特征在于，包括：

发射模块，产生啁啾调幅连续波的出射激光信号，并出射；

发射光学系统，对所述出射激光信号进行分束处理，使得分束处理的所述出射激光信号均匀照亮整个探测区域；

探测模块，接收所述发射模块发送的啁啾调幅连续波的所述出射激光信号中的载波信号，同时接收反射激光信号，将所述反射激光信号转化为反射电信号，并将所述反射电信号和所述载波信号混频后获得差频信号，其中所述反射激光信号为所述出射激光信号被探测区域内的物体反射产生的激光信号；以及

信号处理模块，接收所述差频信号，并根据所述差频信号计算出所述探测区域内的物体的距离和速度。

2.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射模块包括：

激光器，用于出射预设波长的激光信号；

啁啾幅度调制器，用于利用啁啾信号对预设波长的所述激光信号进行调幅，以形成啁啾调幅连续波的所述出射激光信号；以及

准直镜，用于准直所述出射激光信号。

3.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述发射光学系统为达曼光栅。

4.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，还包括接收光学系统，所述接收光学系统用于接收所述反射激光信号，并对所述反射激光信号进行汇聚和整形处理，以使所述反射激光信号的光斑尺寸适应所述探测模块的接收面尺寸。

5.如权利要求4所述的激光雷达系统，其特征在于，所述接收光学系统包括聚焦镜和整形镜，所述聚焦镜用于汇聚所述反射激光信号，所述整形镜用于对汇聚后的所述反射激光信号进行整形处理。

6.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述探测模块包括自混频探测器阵列，所述自混频探测器阵列包括M×N个自混频探测器，其中M和N均为正整数。

7.如权利要求6所述的激光雷达系统，其特征在于，所述探测模块还包括滤波器阵列，所述滤波器阵列包括M×N个滤波器，所述滤波器与所述自混频探测器一一对应，用于对所述差频信号进行滤波处理，得到滤波后的所述差频信号，并发送给所述信号处理模块。

8.如权利要求7所述的激光雷达系统，其特征在于，所述滤波器为无源滤波器。

9.如权利要求1所述的激光雷达系统，其特征在于，所述差频信号包含所述载波信号与所述反射电信号的差频；

所述距离与所述差频的关系为：

其中，所述R表示所述距离，所述Δf为所述探测区域内的物体静止状态下所述载波信号与所述反射电信号的差频，所述T为所述出射激光信号的发射周期，所述c为光速。

10.如权利要求9所述的激光雷达系统，其特征在于，所述速度与所述差频的关系为：

Δf_{Diff_down}+Δf_{Diff_up}＝2Δf_Dopp

其中，所述α为所述探测区域内的物体相对于所述激光雷达系统指向的夹角，所述f₀为所述载波信号的频率，所述Δf_Dopp为所述探测区域内的物体运动状态下的多普勒移频，所述Δf_{Diff_down}为前半周期所述载波信号与所述反射电信号的差频，所述Δf_{Diff_up}为后半周期所述载波信号与所述反射电信号的差频。