雷达脉冲ToF电路设计（四） (雷达脉冲调制)

概括来说，该*ce测量传感器及其前面个障碍物之间的距离。ce测量距离的方法是，计算发出光脉冲和接收回波之间的时间。时间ce测量是通过TDC完成的，我们可将TDC视为集成到器件中的秒表。TDC具有ps的计时分辨率。　　以下几篇文章会讲LIDAR*选项。　　用于ToF估算的相移法　　相移法的原理是，调制发射光的振幅，然后ce测量发射光和接收光之间的相位差。考虑到光速(c)和调制频率(f)，当距离(d)为d=c×f/2的倍数时将发生混叠。为了降低此效应的影响，可使用多个频率来扩大传感范围。相移ce测量可以通过直接采样、外差（因为信号相位在中频时不会更改）或者I/Q解调欠取样完成。　　脉冲ToF估算　　脉冲ToF估算可以直接ce测量发出和接收到激光之间的ToF。　　光学设计　　概括来讲，光学设计需要满足以下要求：　　应尽可能扩大发送路径和接收路径共有的视场。　　光学器件需要限度地增加目标在将光反射回传感器前接收的能源。　　光学器件需要限度地增加光电二极管接收到的能源。　　光学器件可过滤环境光以降低*中的背景噪声。　　激光二极管、LED、光电二极管以及关于距离的注意事项在设计LIDAR*时遇到的一个最基本的问题是，需要估算传感元件接收到的、作为传输能量函数的能源量。　　与雷达方程式类似，以下公式是LIDAR方程式：

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　　其中：　　Gt表示传输元件的效率　　Gr表示接收元件的效率　　R是光学接收元件的半径（π×r2等于面积）2×π是目标衍射光的立体角　　D是目标元件和传感元件之间的距离　　要使公式生效，需假设传输光可以完全射中目标。安装在激光二极管或LED前端的透镜能够做到这一点。　　但请记住，大多数工业（或汽车）设计所用的激光二极管均为半导体二极管，因为它们的机械结构会致使光在离开半导体基板时发生衍射。

　　大多数二极管会垂直堆叠起来，这样一来，水平缝隙创建的衍射光束会产生比水平角更宽的垂直角。据最初粗略估计，垂直轴上的角度介于到度之间，而平行轴上的角度为度。必须将透镜设计为能够纠正这种散光问题；否则，垂直轴上的焦点将无法与平行轴上的焦点相重叠。参见下图。

　　对于使用LED而非激光二极管的*，需校正公式1以将光广泛扩散的因素包括在内。激光器接收到的能量是1/d4而非1/d2的函数。