激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，它可以提供目标物丰富精准的3D甚至4D数据，适应相对苛刻的环境和光照条件，能显著提升自动驾驶的可靠性，公认是L3级以上自动驾驶的必备传感器。
激光雷达种类繁多，分类的方式也各有不同，按测距原理可分为ToF和FMCW两种。ToF路线是比较传统且发展较早的技术，已被大家所熟知，而FMCW路线是近两年才发展起来，除了少数从业者，人们对此特性知之甚少，在这里我们就展开讲讲FMCW。
一般都认为FMCW路线的兴起跟硅光技术的发展密不可分，但并不是说在硅光技术成熟之前就没人做FMCW，早期的FMCW激光雷达都是由各种分立器件堆叠起来，组件调试和器件成本都非常高，很难达到大规模商业化落地需求。但随着硅半导体产业的成熟，基于硅CMOS半导体生态发展起来的硅光技术平台，可以把这些分立的器件集成到同一块芯片上，甚至理想状态下在FMCW中能将光学镜头和扫描部件芯片化，保障性能的同时大大降低成本。
那么FMCW是什么呢？
FMCW（全称 Frequency Modulated Continuous Wave，即调频连续波相干探测），它的测距原理是通过发送和接收连续激光束，利用混频探测测量两者的频率差异，换算出目标物的距离。具体来说就是把发射的光留一小部分在原地作为本振光，大部分作为探测的光源输出，光是有一定频率的，碰到目标物反射后频率也随之改变，这时将本振光和回到探测器的反射光进行相干混频，通过一段时间的数据采集，通过傅里叶变换得到两者频率差的峰值，计算出目标物的距离。
FMCW原理
FMCW抗互扰能力特别强
相干探测技术可以通过本振光放大信号，同时将微弱的回波信号放大，这个放大倍数是非常高的，1mW的光信号进去能放大到1pW，这个放大是相乘的关系，因为整个放大信号是距离的1次方成反比，动态范围非常大，放大后的信号处理起来就非常方便。而且，FMCW利用的是一个很窄频的激光器，频率在100kHz量级，相当于要在百万分之一纳米这么窄的一个光谱上跟自己做混频，其他跟这个频率不吻合的信号都会过滤掉，同频的情况只会发生在百万分之一纳米的范围内，在今后多数设备都搭载激光雷达的状态下互扰的概率就非常低。
FMCW抗环境光、日光干扰的能力也很强
虽然阳光是广谱的光，但FMCW只会接收自己发出去频率相同或相近的光，内置的光源强度要比反射进来的阳光强度至少高三个数量级，其带宽也比一般的滤波片窄好几个量级，基本在0.01纳米之内，因此FMCW可以对着太阳照也不会饱和，在室外复杂光照环境下优势非常明显。
FMCW能直接测速
FMCW主要利用反射光和本振光的频率差来测量目标物的距离，如果有多个物体，还可以读到多个峰值，意味着可以测量多个目标物的距离。此外FMCW的多普勒效应可以直接获得准确的速度信息，在很多极端情况下如人与车相距比较近、有车加塞时，就能清晰区分人与车，瞬间判断加塞车辆是远离还是靠近。FMCW可以轻松获取目标物上每个像素点的速度维数据，占用数据量又非常少，有效延长探测距离外又减少了后端算力的要求。
因此FMCW路线的优势非常明显，抗互扰能力强，几乎免疫日光等环境光干扰，信噪比高，能实时测速、具有高度集成性。
洛微科技从一开始就聚焦于FMCW路线，核心团队在硅光技术方面积累了多年的经验， 2021年发布的第二代FMCW光引擎模组就采用了这个设计。当光信号进入芯片后，先后进行性能检测、FM调频、非线性补偿等操作，将大部分光能量分配给天线阵列输出到场景中，余下的小部分光能量作为本振光，在FMCW信号处理单元中与被天线阵列接收到的场景反射光进行相干混合、平衡探测，最后转化为电信号，电信号进行补偿和傅里叶变换后，就能得到场景物体的真实距离和瞬时速度。
而且，洛微科技的硅光FMCW OE 2采用了多通道并行FMCW架构设计，并行的FMCW计算单元数达到128个，芯片上同时集成了多种关键的光信号处理单元，如信号光调频、非线性补偿、天线阵列等，在单个芯片上就集成了数以千计的光学器件，集收发为一体，是目前全球单颗芯片集成度最高的硅光芯片之一。
洛微科技FMCW芯片
