本发明专利技术公开了一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法，属于线性度预失真矫正系统技术领域，包括非平衡MZI结构和激光器，所述激光器输出调频连续波信号至第一耦合器，该第一耦合器一部分光至激光雷达发射系统，另一部分光至非平衡MZI结构，非平衡MZI结构输出光至光电探测器构成干涉波形，再被预失真处理系统采集进行处理构成驱动波形驱动激光器。光器。光器。
【技术实现步骤摘要】
一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种线性度预失真矫正系统，特别是涉及一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，本专利技术还涉及一种线性度预失真矫正方法，特别涉及一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正方法，属于线性度预失真矫正系统
技术介绍
[0002]调频连续波激光雷达相对于飞行时间激光雷达，具有抗干扰、能测速、集成度高等优点，是激光雷达的重要产业化技术方向，受到产业界和学术界极大的关注。
[0003]现有技术中如201810620127.1公开了一种重雾霾天气防止信号饱和失真的激光雷达，包括激光发射单元，所述激光发射单元发射激光信号至大气目标，经大气目标反射产生回波信号；激光接收单元，其接收所述回波信号，并将回波信号送入激光雷达信号自动识别系统、颗粒物通道探测单元中；所述工控机根据激光雷达信号自动识别系统处理的饱和信号控制与之通信连接的信号自动矫正系统；所述自动矫正系统响应工控机输入的信号，并控制与之串口连接的激光控产生制器控制激光功率和采集卡量程自动匹配的信号。
[0004]如上述现有技术在进行信号的配比问题上调频连续波激光雷达对激光器有极高的要求，其中激光器频率啁啾的线性度水平，直接决定了激光雷达测距和测速的准确度。
[0005]然而，激光器的调频线性度一直是行业的痛点，如何实现高线性度的调频，且保持调频效果的稳定，是业界难题。对此，本专利技术提出了一种用预失真实现高线性度调频的方法，并提出一种在线实时矫正调频线性度的系统来解决上述问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的是为了提供一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法，本专利技术所述算法可以实现极高的调频线性度，算法需要的迭代次数极低，可快速完成迭代，算法搭配系统，可以在激光雷达正常工作的同时，进行线性度的实时矫正。
[0007]本专利技术的目的可以通过采用如下技术方案达到：
[0008]一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，包括非平衡MZI结构和激光器，所述激光器输出调频连续波信号至第一耦合器，该第一耦合器一部分光至激光雷达发射系统，另一部分光至非平衡MZI结构，非平衡MZI结构输出光至光电探测器构成干涉波形，再被预失真处理系统采集进行处理构成驱动波形驱动激光器。
[0009]优选的，非平衡MZI结构包括第二耦合器、延时线和第三耦合器，所述第一耦合器另一部分光至第二耦合器，所述第二耦合器将输入光一分为二，两路光经过不同的延时后至第三耦合器合成后输出至光电探测器。
[0010]优选的，所述非平衡MZI结构，为光纤非平衡MZI或硅光波导非平衡MZI。
[0011]一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正方法，包括如下步骤：
[0012]步骤一：生成初始驱动信号波形；
[0013]步骤二：采集干涉波形；
[0014]步骤三：计算啁啾信号的各阶傅里叶级数抽头系数；
[0015]步骤四：比对预期结果的抽头系数；
[0016]步骤五：抽头系数误差判断是否足够低；
[0017]步骤六：误差太大根据抽头系数误差调整驱动信号抽头则形成新的调频驱动信号重复步骤二；
[0018]步骤七：误差足够小，则迭代完成。
[0019]优选的，其中步骤一中首先产生一个初始调频驱动信号S0(t)，对S0(t)做傅里叶级数展开，记录各阶抽头系数(S
01
,S
02
,S
03
,S
04
,
…
,S
0m
)，其中S
nm
表示第n次迭代时，第m阶抽头的系数，S
nm
为复数形式，具有相位和幅值两个参数。
[0020]优选的，在步骤二中用S
n
(t)驱动调频激光器，产生干涉结果，采样记录波形A(t)。
[0021]优选的，在步骤三中将A(t)换算为调频激光器的啁啾响应B
n
(t)。
[0022]优选的，在步骤四中计算B
n
(t)的傅里叶展开式，得到各阶抽头系数(B
n1
,B
n2
,B
n3
,B
n4
,
…
,B
nm
)，其中B
nm
表示第n次迭代时，第m阶抽头的系数，B
nm
为复数形式，具有相位和幅值两个参数。
[0023]优选的，在步骤五中将本次迭代各阶抽头B
nm
与理想的调频啁啾波形对应阶数的抽头系数C
m
做比对。
[0024]优选的，在步骤六中形成新的调频驱动信号S
n+1
(t)。
[0025]本专利技术的有益技术效果：
[0026]本专利技术提供的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法，本专利技术所述算法可以实现极高的调频线性度；
[0027]本专利技术所述算法需要的迭代次数极低，可快速完成迭代；
[0028]本专利技术所述算法搭配系统，可以在激光雷达正常工作的同时，进行线性度的实时矫正。
附图说明
[0029]图1为按照本专利技术的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法的一优选实施例的系统图；
[0030]图2为按照本专利技术的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统及方法的一优选实施例的流程图。
具体实施方式
[0031]为使本领域技术人员更加清楚和明确本专利技术的技术方案，下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0032]如图1
‑
图2所示，本实施例提供的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，包括非平衡MZI结构和激光器，所述激光器输出调频连续波信号至第一耦合器，该第一耦合器一部分光至激光雷达发射系统，另一部分光至非平衡MZI结构，非平衡MZI结构输出光至光电探测器构成干涉波形，再被预失真处理系统采集进行处理构成驱动波形驱动激光器。
[0033]在本实施例中，非平衡MZI结构包括第二耦合器、延时线和第三耦合器，所述第一
耦合器另一部分光至第二耦合器，所述第二耦合器将输入光一分为二，两路光经过不同的延时后至第三耦合器合成后输出至光电探测器。
[0034]在本实施例中，所述非平衡MZI结构，为光纤非平衡MZI或硅光波导非平衡MZI。
[0035]激光器输出调频连续波信号，经过一个耦合器，其中一部分光用于激光雷达的发射系统，另一部分光经过一个非平衡MZI结构。非平衡MZI结构由一个耦合器将输入光一分为二，两路光经过不同的延时后合成一路光输出，非平衡MZI输出的光经过光电探测器变为干涉波形，被预失真处理系统采集后进行计算，并生成驱动波形用于驱动激光器。
[0036]一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正方法，包括如本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，其特征在于：包括非平衡MZI结构和激光器，所述激光器输出调频连续波信号至第一耦合器，该第一耦合器一部分光至激光雷达发射系统，另一部分光至非平衡MZI结构，非平衡MZI结构输出光至光电探测器构成干涉波形，再被预失真处理系统采集进行处理构成驱动波形驱动激光器。2.根据权利要求1所述的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，其特征在于：非平衡MZI结构包括第二耦合器、延时线和第三耦合器，所述第一耦合器另一部分光至第二耦合器，所述第二耦合器将输入光一分为二，两路光经过不同的延时后至第三耦合器合成后输出至光电探测器。3.根据权利要求2所述的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正系统，其特征在于：所述非平衡MZI结构，为光纤非平衡MZI或硅光波导非平衡MZI。4.根据权利要求3所述的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：生成初始驱动信号波形；步骤二：采集干涉波形；步骤三：计算啁啾信号的各阶傅里叶级数抽头系数；步骤四：比对预期结果的抽头系数；步骤五：抽头系数误差判断是否足够低；步骤六：误差太大根据抽头系数误差调整驱动信号抽头，形成新的调频驱动信号重复步骤二；步骤七：误差足够小，则迭代完成。5.根据权利要求4所述的一种调频连续波激光雷达的线性度预失真矫正方法，其特征在于：其中步骤一中首先产生一个初始调频驱动信号S0(t)，对S0(t)做傅里叶级数展开，记录各阶抽头系数(S
01
,S
02
,S
03
,S
04
,
…
,S
0m
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓琪，段志儒，
申请(专利权)人：微源光子深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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