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固态激光雷达的优劣

2020.7.13

利用光学相控阵扫描技术的固态激光雷达的确有很多优势,例如:

①其结构简单,尺寸小,无需旋转部件,在结构和尺寸上可以大大压缩,提高使用寿命并使其成本降低。

②扫描精度高,光学相控阵的扫描精度取决于控制电信号的精度,可以达到千分之一度量级以上。

③可控性好,在允许的角度范围内可以做到任意指向,可以在重点区域进行高密度的扫描。

④扫描速度快,光学相控阵的扫描速度取决于所用材料的电子学特性,一般都可以达到MHz量级。

当然固态激光雷达也同样存在一些劣势,如:

①扫描角有限,固态意味着激光雷达不能进行360度旋转,只能探测前方。因此要实现全方位扫描,需在不同方向布置多个(至少前后两个)固态激光雷达

②旁瓣问题,光栅衍射除了中央明纹外还会形成其他明纹,这一问题会让激光在最大功率方向以外形成旁瓣,分散激光的能量。

③加工难度高,光学相控阵要求阵列单元尺寸必须不大于半个波长,一般目前激光雷达的工作波长均在1微米左右,故阵列单元的尺寸必须不大于500nm。而且阵列密度越高,能量也越集中,这都提高了对加工精度的要求,需要一定的技术突破。

④接收面大、信噪比差:传统机械雷达只需要很小的接收窗口,但固态激光雷达却需要一整个接收面,因此会引入较多的环境光噪声,增加了扫描解析的难度。

总的来说,目前,固态激光雷达在其本该有的特性上(可靠性强、成本低及测距远),市面上现有的雷达产品很难同时满足,这也决定了固态激光雷达在短时间内是很难被产品化。同时也导致了目前所有固态雷达公司的交货日期都在不断延长。

虽然很多业内人士预测,未来固态化、小型化、低成本化将是未来激光雷达的发展趋势,但目前,机械式激光雷达仍是主流。


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