一种非相干FMCW激光雷达快速调制深度补偿自适应装置的制作方法

本技术涉及激光雷达探测，具体为一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置。

背景技术：

1、非相干fmcw激光成像雷达与相干fmcw激光雷达(激光频率调制或者波长调制)不同，该方法利用激光强度调制，有利于高功率激光发射。再加上混合效率高，更容易实现远距离目标探测。是一种新型的高精度测距技术，具有高分辨率、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于自动驾驶、机器人导航等领域。

2、非相干fmcw激光雷达发射系统成像原理：

3、种子光注入铌酸锂光强调制器，通过信号发生器产生线性频率啁啾信号，在调制器中将种子光的光强进行调制。输出的调制光再由光纤放大器放大为高功率光强调制的激光。这种激光经过光学系统照射到目标上。反射光信号经光电探测器接收，并由线性频率啁啾信号进行外差，产生中频信号，最终解算出光子的飞行时间，达到测距目的。

4、由于其成像原理最终依靠本振与回波啁啾信号的电外差效应，因此调制深度是决定非相干fmcw激光成像系统测距的准确性和成像的稳定性的重要因素。其是表征发射或者回波信号中交流分量的比重的重要参数。调制深度可表示为：

5、

6、其中，amax为调制后信号的最大值；amin为调制后信号的最小值。amax-amin相当于调制后光信号的峰峰值，amax+amin相当于输出信号的平均功率。

7、然而，由于非相干fmcw激光雷达采用的扫频信号(线性频率啁啾信号)，在调制器中由于阻抗匹配等问题，各种频率调制信号下的调制深度不同。以200-800mhz扫频信号为例，可测出调制深度随调制信号频率的变化规律，如图1所示。调制深度随调制频率的升高呈现衰减趋势，这会使铌酸锂光强调制器调制深度不足，进而降低系统的探测距离。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是：针对现有技术中，由于铌酸锂光强调制器调制深度不足，进而降低系统的探测距离的问题，提出一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置。

2、本实用新型为了解决上述技术问题采取的技术方案是：

3、一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，包括：铌酸锂光强调制器、信号发生器、光纤放大器、光电探测器、低通滤波器以及放大器，所述放大器的倍数小于1；

4、所述信号发生器用于产生线性频率啁啾信号，种子光注入铌酸锂光强调制器后，经线性频率啁啾信号调制，输出调制光，所述调制光经光纤放大器后，照射目标；

5、目标经调制激光照射后，产生的反射光射入光电探测器，光电探测器输出随频率衰减的线性调频啁啾信号，随频率衰减的线性调频啁啾信号依次经隔直电容、低通滤波器以及单向导通电路后，得到单边包络信号，所述单边包络信号经放大器后，与直流可调电源产生的直流分量一起输入合成器，合成器输出偏置电压信号，最后，偏置电压信号输入铌酸锂光强调制器。

6、进一步的，所述光纤放大器为cefa-c-pb-hg光纤放大器。

7、进一步的，所述铌酸锂光强调制器为photline/ixblue铌酸锂强度调制器。

8、进一步的，所述光电探测器为40ghz高线性ingaas pin光电探测器。

9、进一步的，所述隔直电容为tektronix pspl5508隔直模块。

10、进一步的，所述低通滤波器为murrelektronik dc-2mhz lc低通滤波器。

11、进一步的，所述单向导通电路为catelec ctt165gk12型号单向大功率可控硅模块。

12、进一步的，所述放大器为tla-000025g24放大器。

13、本实用新型的有益效果是：

14、本申请通过设置的光电探测器、低通滤波器、单向导通电路、放大器，并结合直流可调电源，产生了偏置电压信号，并将偏置电压信号输入铌酸锂光强调制器，进而调整铌酸锂光强调制器的调制深度。本申请从硬件层面上实现了对铌酸锂光强调制器调制深度的调整，进而通过硬件层面解决了现有技术中调制深度随调制频率的升高呈现衰减趋势的技术问题。本申请的技术方案可以保障系统测距成像的准确性和稳定性，并增大系统探测距离。

技术特征：

1.一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于包括：铌酸锂光强调制器、信号发生器、光纤放大器、光电探测器、低通滤波器以及放大器，所述放大器的倍数小于1；

2.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述光纤放大器为cefa-c-pb-hg光纤放大器。

3.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述铌酸锂光强调制器为photline/ixblue铌酸锂强度调制器。

4.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述光电探测器为40ghz高线性ingaas pin光电探测器。

5.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述隔直电容为tektronix pspl5508隔直模块。

6.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述低通滤波器为murrelektronik dc-2mhz lc低通滤波器。

7.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述单向导通电路为catelec ctt165gk12型号单向大功率可控硅模块。

8.根据权利要求1所述的一种非相干fmcw激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，其特征在于所述放大器为tla-000025g24放大器。

技术总结一种非相干FMCW激光雷达快速调制深度补偿自适应装置，涉及激光雷达探测技术领域，针对现有技术中，由于铌酸锂光强调制器调制深度不足，进而降低系统的探测距离的问题，本申请通过设置的光电探测器、低通滤波器、单向导通电路、放大器，并结合直流可调电源，产生了偏置电压信号，并将偏置电压信号输入铌酸锂光强调制器，进而调整铌酸锂光强调制器的调制深度。本申请从硬件层面上实现了对铌酸锂光强调制器调制深度的调整，进而通过硬件层面解决了现有技术中调制深度随调制频率的升高呈现衰减趋势的技术问题。本申请的技术方案可以保障系统测距成像的准确性和稳定性，并增大系统探测距离。技术研发人员：郜键,孟雪受保护的技术使用者：苏州奥瑞图光电科技有限公司技术研发日：20231206技术公布日：2024/7/23