[发明专利]一种调频连续波激光雷达

说明书

本发明实施例公开了一种调频连续波激光雷达。调频连续波雷达包括双波长调频连续波激光模块、分路模块、扫描模块、接收模块及处理模块；双波长调频连续激光模块包括单频激光器和调制器，单频激光器用于输出连续激光，调制器用于将连续激光调制为线性调频的第一边带和第二边带；分路模块用于将第一边带和第二边带分为本振光束和测量光束，本振光束直接传输至接收模块，测量光束传输至接收模块；处理模块用于计算目标物体的距离和速度。本发明实施例的技术方案，可以同时发射上啁啾和下啁啾两个激光信号，得到的返回信号将可以同时处理得到速度和距离信息，而无需等待一个三角波周期完成，可以增加测量的速率，简化系统结构，降低成本。

技术领域

本发明实施例涉及激光雷达技术，尤其涉及一种调频连续波激光雷达。

背景技术

调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)体制是一种重要的雷达类型；相比于脉冲雷达、相位雷达等传统雷达体制而言具有精度高、抗干扰、无距离盲区、能直接测速、结构简单等优势，因而在很多领域具有良好的应用前景。

调频连续波激光雷达通常为了将目标速度引起的多普勒频移和距离去耦合，其光信号的频率以线性依次增加和降低做三角波扫描的。在相干激光雷达系统中，可以使用导致频率增加(上啁啾)和频率降低(下啁啾)的调制的组合将被称为线性调频脉冲的发射波形生成为三角波。在返回信号中，利用上啁啾期间的频率偏移和下啁啾期间的频率偏移来确定目标的距离和相对速度。每完成依次测量，需要一个完整的三角波周期，其效率有待于进一步提升。

发明内容

本发明实施例提供一种调频连续波激光雷达，该雷达可以同时发射上啁啾和下啁啾两个激光信号，得到的返回信号将可以同时处理得到速度和距离信息，而无需等待一个三角波周期完成，可以增加测量的速率，简化系统结构，降低成本。

本发明实施例提供一种调频连续波激光雷达，包括双波长调频连续波激光模块、分路模块、扫描模块、接收模块以及处理模块；

所述双波长调频连续激光模块包括单频激光器和调制器，所述单频激光器用于输出第一频率的连续激光，所述调制器用于在外部调制信号的控制下，将所述连续激光调制为多个关于所述第一频率对称且线性调频的第一边带和第二边带；

所述分路模块用于将关于所述第一频率对称的某一所述第一边带和某一所述第二边带分为本振光束和测量光束，所述本振光束直接传输至所述接收模块，所述测量光束经过所述扫描模块输出并被目标物体反射后传输至所述接收模块；

所述接收模块包括第一接收单元和第二接收单元，所述第一接收单元用于接收所述第一边带的本振光束和测量光束的第一干涉信号，所述第二接收单元用于接收所述第二边带的本振光束和测量光束的第二干涉信号；

所述处理模块用于根据所述第一干涉信号和所述第二干涉信号计算所述目标物体的距离和速度。

本发明实施例调频连续波激光雷达，包括双波长调频连续波激光模块、分路模块、扫描模块、接收模块以及处理模块；通过双波长调频连续激光模块中的单频激光器输出第一频率的连续激光，通过调制器在外部调制信号的控制下，将连续激光调制为多个关于第一频率对称且线性调频的第一边带和第二边带，同时产生上啁啾调频光束和下啁啾调频光束；通过分路模块将关于第一频率对称的某一第一边带和某一第二边带分为本振光束和测量光束，本振光束直接传输至接收模块，测量光束经过扫描模块输出并被目标物体反射后传输至接收模块；通过接收模块的第一接收单元接收第一边带的本振光束和测量光束的第一干涉信号，第二接收单元接收第二边带的本振光束和测量光束的第二干涉信号；通过处理模块根据第一干涉信号和第二干涉信号计算目标物体的距离和速度。由于双波长调频连续波激光模块同时发射上啁啾和下啁啾两个激光信号，得到的返回信号将可以同时处理得到速度和距离信息，而无需等待一个三角波周期完成，可以增加测量的速率，简化系统结构，降低成本。

附图说明

图1是一种调频连续波激光雷达的原理示意图；