[发明专利]用于使用方波数字线性调频信号进行光学线性调频距离检测的方法和系统

权利要求书

1.一种装置，包括：

激光源，所述激光源用于发射光信号；

RF波形发生器，所述RF波形发生器用于产生输入数字线性调频信号，所述输入数字线性调频信号基于方波数字线性调频信号；

调制器，所述调制器用于基于所述输入数字线性调频信号来调制所述光信号的频率；

分光器，所述分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号；

检测器，所述检测器用于组合所述参考光信号和基于被对象反向散射的所述发射光信号的返回光信号，其中所述检测器被配置为基于所组合的参考光信号和所述返回光信号来产生电输出信号；以及

处理器，所述处理器用于基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述输入数字线性调频信号具有从第一频率到第二频率的带宽，并且其中，所述RF波形发生器包括：

现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列包括被配置为生成所述方波数字线性调频信号的收发器；以及

滤波器，所述滤波器被配置为从所述方波数字线性调频信号的频谱中去除所述带宽之外的频率范围。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述RF波形发生器还包括均衡器，所述均衡器被配置为使所述频谱的幅值在所述带宽上平坦。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述RF波形发生器被进一步配置为基于第二方波数字信号来生成第二输入数字线性调频信号，并且其中，所述装置还包括相位调制器，所述相位调制器用于基于所述第二输入数字线性调频信号来调制所述参考光信号的相位。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述RF波形发生器包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述现场可编程门阵列具有收发器，所述收发器具有第一信道和第二信道，其中所述第一信道被配置为将所述输入数字线性调频信号发送到所述调制器，并且其中所述第二信道被配置为将所述第二输入数字线性调频信号发送到所述相位调制器。

6.一种方法，包括：

从激光源发射光信号；

利用调制器基于来自RF波形发生器的输入数字线性调频信号调制所述光信号的频率，所述输入数字线性调频信号基于方波数字线性调频信号；

利用分光器将所述光信号分成发射光信号和参考光信号；

在检测器处组合所述参考光信号和返回光信号，其中所述返回光信号基于被对象反向散射的所述发射光信号；

利用所述检测器基于组合步骤产生电输出信号；

利用处理器基于对所述电输出信号进行傅立叶变换的特征来确定距所述对象的距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入数字线性调频信号是所述方波数字线性调频信号。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述RF波形发生器包括现场可编程门阵列(FPGA)。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述输入数字线性调频信号具有从第一频率到第二频率的带宽，并且其中所述方法包括利用所述RF波形发生器形成所述输入数字线性调频信号，所述利用所述RF波形发生器形成所述输入数字线性调频信号包括：

利用所述RF波形发生器的收发器产生所述方波数字线性调频信号；

确定所述方波数字线性调频信号的频谱；以及

利用所述RF波形发生器的滤波器从所述频谱中去除所述带宽之外的频率范围。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述频谱是频率功率谱，并且其中去除所述频率范围包括：建立在所述频率功率谱的在所述带宽内的幅值与所述频率功率谱的在所述带宽之外的幅值之间的最小动态范围。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述最小动态范围是至少20dB。