【应用】基于GaN+Laser的高分辨率紧凑型多线式机械激光雷达方案

时间： 2020-03-28 来源：世强

技术问答

早期机械式激光雷达多采用MOS或者雪崩三极管的方案，开关频率低，响应速度慢，封装尺寸大，导致单点采集周期长，分辨率低，结构体积大。为解决上述问题，本方案采用高速GaN+高功率激光管，并搭配高精度晶振、无线电源收发芯片、小体积连接器、低热阻凝胶等器件和材料实现高分辨率紧凑型多线式机械激光雷达产品设计。

本方案系统框图如下：

在发射链路，为实现雷达高分辨率的设计，需产生高功率、纳秒级别的激光脉冲。要达到这样的设计要求，普通MOS不能满足要求，需要采用GaN 和高功率Laser器件。EPC的GaN产品：EPC2016C，瞬态电流75A，Qg低至3.4nC，实现超高频脉冲。ROHM 75W/905nm的激光管RLD90QZW3，发射面积225um x 10um，光斑聚敛，功率集中。

在接收链路，返回的激光束使用ADC采样，采样时钟的PPM和相噪参数影响着雷达产品批次的稳定度和测量的准确度。推荐采用EPSON的晶振X1G005421022215 ，50Mhz，全温度范围温漂±0.5ppm，经过低相噪PLL后，可提供ADC做稳定采样时钟。或者采用RENESAS的高频晶振 XPP336A00.000000，1Ghz，相位抖动120fs，更方便解决时钟的需求。

在结构上，多线雷达发射小板之间的连接采用PRECI-DIP的pogo-pin连接器 15098-11-5410，簧爪结构设计，相较于普通的连接器，体积更小，易于安装且更方便维护。发射板的紧凑型设计带来的发热问题采用PARKER CHOMERICS（固美丽）的导热凝胶 GEL30解决，导热系数为3.5W/mK，热阻低，导热性能好，可自动化生产，提高空间紧凑型产品的批量生产效率。机械雷达旋转部分的供电可以采用同芯微电子的无线电源套片方案THP9330+THP9410，最大支持20W输出功率，传输效率高达85%，支持5-15.6V可编程电压输出，集成度高，系统体积小，提高开发效率。

基于GaN+Laser的高分辨率紧凑型多线式机械激光雷达方案

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