一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法及系统，该方法首先构建辅助相干探测单元，将调制后的光分为参考本振路和参考信号路，通过在参考信号路设置本地延迟线，使参考本振路和参考信号路的时延为定值，两路输出光输入平衡探测器，再通过跨阻放大器放大得到电压信号；然后构建主相干探测单元，用于接收相干探测信号；之后将辅助相干探测单元得到的电压信号解调得到相位噪声；最终采取迭代尝试法，根据相位噪声对主相干探测单元接收的相干探测信号进行补偿。本发明专利技术可降低激光器的线宽参数要求，大幅降低FMCW相干测距的量产难度，实现低成本长距离的探测。实现低成本长距离的探测。实现低成本长距离的探测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法及系统


[0001]本专利技术属于激光雷达
，特别涉及一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法及系统，可用于无人驾驶和辅助驾驶等领域。

技术介绍

[0002]FMCW激光雷达是一种发射功率恒定、光载波频率（或相位）持续周期性变化的雷达，通过相干检测的方式，测量回波信号与发射信号之间由距离延时引入的调制频率差和相对速度引入的多普勒频率差，从而解调出目标的距离与速度。基于调频连续波（FMCW）技术的激光雷达可以有效地克服ToF激光雷达的抗干扰性差的问题，且连续波工作模式比脉冲工作模式具有更小的平均发射功率和整体功耗以及相干检测方式带来的更高的灵敏度。因此，未来的无人驾驶技术在激光雷达的选择会逐渐从ToF激光雷达转移到FMCW激光雷达。
[0003]目前FMCW激光雷达做相干检测时相位噪声引起的自相干长度短，因此具有探测成本高，探测距离近等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提出一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法及系统，为实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相位噪声补偿的相干调频连续波测距方法，其特征在于，包括：构建辅助相干探测单元，在所述辅助相干探测单元中，将调制后的光分为参考本振路和参考信号路，通过在所述参考信号路设置本地延迟线，使所述参考本振路和所述参考信号路的时延为定值，两路输出光输入平衡探测器，再通过跨阻放大器放大得到电压信号；构建主相干探测单元，用于接收相干探测信号；将所述辅助相干探测单元得到的电压信号解调得到相位噪声；采取迭代尝试法，根据所述相位噪声对所述主相干探测单元接收的相干探测信号进行补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助相干探测单元得到的电压信号u'
ref
∝
cos(2Ωt0t+Ф(t+t0)
‑
Ф(t))，其中Ω为线性扫频速率，t0为本地延迟线长度对应的光传输时间，Ф(t)和Ф(t+t0)分别为t时刻、t+t0时刻的相位噪声，
∝
表示正比关系；将所述电压信号u'
ref
与不考虑相位噪声的电压信号u
ref
∝
cos(2Ωt0t)进行正交混频，对混频后的信号u
mix
∝
cos(t0(dФ(t)/dt))进行希尔伯特变换，得到相位φ= t0(dФ(t)/dt)，对相位φ进行积分，得到相位噪声Ф(t)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主相干探测单元中，将调制后的光分为本振路和信号路，由信号路接收相干探测信号，两路输出光输入平衡探测器，再通过跨阻放大器放大得到电压信号。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述主相干探测单元得到的电压信号u'
co
∝
cos(2ΩTt+Ф(t+T)
‑
Ф(t))，其中Ω为线性扫频速率，T为本振路和信号路的时延，Ф(t)和Ф(t+T)分别为t时刻、t+T时刻的相位噪声，
∝
表示正比关系；采取迭代尝试法，选取不同值的时间间隔ξ，将sin(Ф(t+ξ)
‑
Ф(t))与电压信号u'
co
进行混频，根据混频后的信号sin(2ΩTt+Ф(t+T)
‑
Ф(t+ξ))提取相干探测信号。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述迭代尝试法为分时迭代尝试法，包括：假设所述主相干探测单元的本振路和信号路的时延T取值上限为T
max
，将[0,T
max
]划分成k个时间区间[0,T
max
/k],[T
max
/k,2T
max
/k],...,[(k
‑
1)T
max
/k,T
max
]，第j个时间区间对应的时间间隔ξ
j
=(j+0.5)*T
max
/k，对应的频段为[j*ΩT
max
/k,(j+1)*ΩT
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦熙，单子豪，钟锴，
申请(专利权)人：杭州视光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：