文中首先介紹了激光雷達的研究背景,并對三種激光雷達的解決方案優(yōu)劣進行了對比;然后,對基于硅光相控陣列技術(shù)的激光雷達研究進行總結(jié),對FMCW激光雷達的原理進行論述;接著,對硅光相控陣列技術(shù)的研究成果進行介紹,包括功分網(wǎng)絡(luò)、光相控陣列和天線陣列,并設(shè)計一維硅基相控陣芯片,測試結(jié)果表明該相控陣芯片可以實現(xiàn)掃描范圍±25°,波束寬度6.71°;最后,針對硅基波導(dǎo)飽和功率的限制,導(dǎo)致產(chǎn)品實用化難的問題,提出了氮化硅波導(dǎo)的解決方案。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1無人駕駛與有人駕駛工作模式的對比

在自動駕駛系統(tǒng)中，傳感器相當于“眼睛”，是環(huán)境感知的關(guān)鍵器件，如圖1所示。傳感器包括超聲波傳感器，光學(xué)攝像頭傳感器，雷達傳感器。超聲波傳感器主要缺點是探測距離近，不適合高速運動的設(shè)備。攝像頭傳感器在逆光和大光比的情況下其分辨能力會下降，且由于受灰塵和炫光影響，在可靠性上存在問題。....

圖2美國激光雷達芯片研究成果展示

國內(nèi)對硅基OPA的研究起步較晚，前期工作集中在科研院所。中科院西安光機所在OPA的研究方面起步較早，其通過仿真驗證一些關(guān)鍵技術(shù)。浙江大學(xué)在硅基相控陣的研究上也取得了不錯的成果，其設(shè)計的二維相控陣真延時網(wǎng)絡(luò)不僅能有效降低器件的復(fù)雜度，還能滿足天線波束指向精度的要求[9]。上海交通大....

圖3硅基相控陣芯片的拓撲結(jié)構(gòu)

一般的激光雷達測量方法為脈沖制式，將一束脈沖光發(fā)射出去來探測該波束經(jīng)物體的反射光，通過測量來回的時間來計算芯片到目標的距離。該方法的缺陷在于:首先，為了提高激光雷達的距離分辨率需要降低脈沖激光器的脈寬與周期之比，受目前半導(dǎo)體激光器脈寬限制，該指標較難實現(xiàn)進一步的提高;其次，時域上....

圖4線性調(diào)頻連續(xù)波制式中發(fā)射信號和接收信號的時頻特征

為了解決脈沖制式的缺陷，本相控陣芯片采用連續(xù)波調(diào)頻的技術(shù)方案。在平均功率相同情況下，脈沖持續(xù)時間越長，峰值功率也更低。將這種形式在時域上推廣到一種極致，以至于脈沖彼此頭尾相連，就得到了我們計劃采用的連續(xù)波。對該連續(xù)波其進行線性調(diào)頻就得到了所需的連續(xù)波調(diào)頻制式(FMCW)，其時頻特....

本文編號：3996286