本发明涉及使用Mach-Zehnder调制器的边带进行FMCW距离测量，尤其涉及用于根据调制连续波雷达原理的测量距离的距离测量方法和距离测量装置，其中，生成第一激光辐射和第二激光辐射，使得第一激光辐射具有第一调频(1A)，并且第二激光辐射具有第二调频(1B)，其中，至少分段地，第一调频的时间导数不同于第二调频的时间导数。根据本发明，通过借助于电光调制器(10)调制基辐射(9)生成第一激光辐射和第二激光辐射，使得产生包括载波分量(20)和多个边带分量的输出辐射(11)，其中，第一边带分量(21A)提供第一激光辐射，并且第二边带分量(21B)提供第二激光辐射。
ο所述第一激光辐射具有第一调频(1A)，并且ο所述第二激光辐射具有第二调频(1B)，其中，至少分段地，所述第一调频的时间导数不同于所述第二调频的时间导数，·同时向目标发射所述第一激光辐射的至少部分作为第一传输辐射(100A)，以及所述第二激光辐射的至少部分作为第二传输辐射(100B)，·接收从所述目标返回的所述第一传输辐射的至少部分作为第一接收辐射(200A)以及从所述目标返回的所述第二传输辐射的至少部分作为第二接收辐射(200B)，·生成第一混合信号和第二混合信号，用于根据调制连续波雷达原理的距离测量，所述第一混合信号基于所述第一接收辐射(200A)与第一本振辐射(300A)的混合，并且所述第二混合信号基于所述第二接收辐射(200B)与第二本振辐射(300B)的混合，以及·基于所述第一混合信号和所述第二混合信号确定到所述目标的至少一个距离，其特征在于，生成所述第一激光辐射和所述第二激光辐射包括：·生成基辐射(9)，以及
·利用电光调制器(10)对所述基辐射(9)进行调制，其中，所述基辐射(9)穿过所述电光调制器(10)并被转换成输出辐射(11)，即其中，对于所述电光调制器(10)的给定的控制信号(13)，所述输出辐射(11)具有载波信号分量(20)和多个边带分量，其中，
·第一边带分量(21A)提供所述第一激光辐射，并且·第二边带分量(21B)提供所述第二激光辐射。
在所述第二调频的至少一段中，所述第二调频(1B)具有以与在所述第一调频的相应段中的所述第一调频(1A)的调制方向相比相反的方向运行的调制方向，尤其是其中，在所述第二调频的所述段中，所述第二调频(1B)与在所述第一调频的所述相应段中的所述第一调频(1A)恰好相反。
·基于所述控制信号(13)的至少部分生成参考信号，·执行对所述参考信号的采样，以及
·在确定到所述目标的所述至少一个距离时，考虑所述采样。
基于信号发生器(12)的输出信号生成所述控制信号(13)，其中，·从所述采样中，通过将所述参考信号与期望的信号进行比较来确定比较参数，并且·基于所述比较参数对所述输出信号进行调整。
基于所述控制信号的至少部分的变换生成所述参考信号，其中，所述参考信号的频率低于所述控制信号的频率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的距离测量方法，其特征在于，
所述控制信号(13)被配置成使得所述载波信号分量(20)被抑制，尤其是通过在所述信号发生器(12)的所述输出信号上施加偏置信号分量。
7.一种距离测量装置，所述距离测量装置包括：·发射器，所述发射器被配置成朝向目标发射第一激光辐射的至少部分作为第一传输辐射(100A)，以及第二激光辐射的至少部分作为第二传输辐射(100B)，其中，ο所述第一激光辐射具有第一调频(1A)，并且ο所述第二激光辐射具有第二调频(1B)，其中，至少分段地，所述第一调频的时间导数不同于所述第二调频的时间导数，·接收器单元，所述接收器单元被配置成接收从所述目标返回的所述第一传输辐射的至少部分作为第一接收辐射(200A)，以及从所述目标返回的所述第二传输辐射的至少部分作为第二接收辐射(200B)，·混频器单元(15)，所述混频器单元(15)被配置成生成第一混合信号和第二混合信号，用于提供根据调制连续波雷达原理的距离测量，所述第一混合信号基于所述第一接收辐射(200A)与第一本振辐射(300A)的混合，并且所述第二混合信号基于所述第二接收辐射(200B)与第二本振辐射(300B)的混合，以及·计算单元(16)，所述计算单元(16)被配置成基于所述第一混合信号和所述第二混合信号确定到所述目标的至少一个距离，其特征在于，
·激光束源(8)，所述激光束源(8)被配置成生成基辐射(9)，以及·电光调制器(10)，
·所述基辐射(9)穿过所述电光调制器(10)并被转换成输出辐射(11)，即其中，对于所述电光调制器(10)的给定的控制信号(13)，所述输出辐射(11)具有载波信号分量(20)和多个边带分量，·第一边带分量(21A)提供所述第一激光辐射，并且·第二边带分量(21B)提供所述第二激光辐射。
所述距离测量装置被配置成使得在所述第二调频的至少一段中，所述第二调频(1B)具有以与在所述第一调频的相应段中的所述第一调频(1A)的调制方向相比相反的方向运行的调制方向，尤其是其中，在所述第二调频的所述段中，所述第二调频(1B)与所述第一调频的所述相应段中的所述第一调频(1A)恰好相反。
·所述距离测量装置具有耦合部件(17)，所述耦合部件(17)被配置成将所述控制信号(13)的至少第一部分馈送至驱动器通道，并且将所述控制信号(13)的至少第二部分馈送至参考通道，·所述参考通道具有采样电路(18)，所述采样电路(18)被配置成基于所述控制信号(13)的所述第二部分生成参考信号，并执行对所述参考信号的采样，并且·所述距离测量装置被配置成考虑所述采样以确定到所述目标的所述至少一个距离。
所述距离测量装置具有信号发生器(12)并且所述距离测量装置被配置成·基于所述信号发生器(12)的输出信号生成所述控制信号(13)，·从所述采样中，通过将所述参考信号与期望的信号进行比较来确定比较参数，并且·基于所述比较参数对所述输出信号进行调整。
所述采样电路(18)具有变换级，所述变换级被配置成将所述控制信号的所述第二部分的至少一部分变换成低于所述控制信号(13)的频率的频率。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的距离测量装置，其特征在于，
所述距离测量装置被配置成以抑制所述载波信号分量(20)的方式生成所述控制信号(13)，尤其是其中，在所述信号发生器(12)的所述输出信号上施加偏置信号分量。
使用Mach-Zehnder调制器的边带进行FMCW距离测量
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于基于调制连续波雷达原理的测量距离的距离测量方法以及距离测量装置。
背景技术
[0002] 在电子距离测量领域中，已知不同的原理和方法。一种方法涉及以调频的电磁辐射的形式朝向待测量目标发射传输信号，并且随后接收从该目标返回的至少部分辐射作为接收信号，也称为回波或回波信号。待测量目标可以具有镜面反射特性(例如，当使用后向反射器时)以及漫反向散射特性二者。
[0003] 所谓的FMCW距离测量装置(FMCW：“调频连续波雷达(Frequency Modulated Continuous Wave radar)”)，也称为调制连续波雷达装置或FMCW雷达装置，允许测量到待测量目标的绝对距离。
[0004] 在接收之后，回波信号与本振信号叠加/混合以生成差拍信号，该差拍信号具有与传输信号的传播时间相关的差拍频率。因此，基于该差拍信号，然后可以基于传播时间获得到目标的距离。
[0005] 在FMCW布置中，使用可调谐激光源，其中，在原则上可视为最简单的实施方式中，激光源光学频率的调谐的变化是线性的并且以已知的调谐速率发生。接收信号与第二信号叠加，该第二信号通常从发射信号获得，其中，混合产物(干涉图)的所得到的差拍频率是到目标的距离的量度。
[0006] 在现有技术中已知该基本形式的不同变型。例如，参考干涉仪可以用于测量激光的调谐行为。
[0007] 用于实现这些方法的距离测量装置通常使用信号发生器，其将信号施加到可调制的辐射源上。在光学范围内，最常用的辐射源是激光器或激光二极管。针对光学范围内的发射和接收，使用传输透镜和接收透镜的布置，其中，针对接收，可以使用用于外差混合的检测器，然后是A/D转换器和数字信号处理器。
[0008] 所发射的传输信号的频率变化代表测量的标尺(scale)。根据距离测量的精度要求，可以借助于附加测量更精确地验证或确定该标尺。例如，激光源的充分线性连续调谐通常需要额外的复杂性。为此目的，例如，所发射的辐射的部分可以通过具有限定的参考长度的参考干涉仪。根据所得到的差拍频率，可以基于已知的参考长度推断出所发射的传输信号的频率的时间变化。如果参考长度未知或不稳定(例如由于温度影响)，可以使用额外的校准单元(例如气室或法布里-珀罗元件(Fabry-Perot-element))来确定。
[0009] 在最有利的情况下，目标相对于测距仪是静止的，即目标具有到测距仪的不随时间变化的距离。但是，通过适当的补偿措施，对于移动或振动目标的绝对距离测量也是可行的。
[0010] 目标与测距仪之间的径向运动引起差拍频率的多普勒频移。然而，该多普勒频移可以例如通过对上升频率斜坡然后对下降频率斜坡的组合测量进行补偿，因为在目标的恒定速度的情况下，两个斜坡的多普勒频移是相同的，而斜坡生成的差拍频率具有不同的符号。
[0011] 然而，通过使用时间上连续的相反斜坡，即随着啁啾信号(chirp sign)的连续变化，可用的测量速率也减半。此外，该方法基于以下事实：在两个斜坡的遍历期间应用恒定的目标速度。然而，在实践中，因为在测量过程期间目标的加速度和/或振动、散斑效应或其它效应在距离测量中引起不可忽略的测量波动，所以恒定速度的这种假设通常不适用。
[0012] 通过同时使用两个相反的频率斜坡可以消除该问题，其中，发射具有两个辐射分量的辐射。例如，第一辐射分量的频率可以“向上”可变地调谐，即到较高频率，而同时，第二辐射分量的频率可以“向下”可变地调谐，即到较低频率。因此，对目标的恒定相对径向速度的要求限于短时间窗口。此外，通过使用这种所谓的反向啁啾，也避免了测量速率的降低。
[0013] 为了能够分离用于测量目的的辐射分量，现有技术中已知多种措施，例如，基于偏振、基于光谱或算法分离。
[0014] 在现有技术中，通常借助于两个单独的激光源(例如，借助于两个DFB激光器)生成具有相反调制信号频率的传输辐射的两个分量。然而，实现两个明确限定的传输信号(尤其是关于要提供两个波束之间需要的明确限定频率差的信号中各个的期望的调谐精度)所需的装置复杂性通常是不利的。例如，使用相应的参考干涉仪来表征或监测各个波束的频率调谐可能与减少技术工作量(effort)相矛盾。
发明内容
[0015] 因此，本发明的目的是提供一种改进的FMCW距离测量方法和相应的测距仪。
[0016] 本发明涉及一种FMCW(FMCW：调频连续波雷达)距离测量方法，该方法包括生成第一激光辐射和第二激光辐射，其中，第一激光辐射具有第一调频，并且第二激光辐射具有第二调频，其中，至少分段地，第一调频的时间导数不同于第二调频的时间导数。
[0017] 换句话说，用于FMCW(FMCW：调频连续波雷达)评估的第一调频的时间段对应于用于FMCW评估的第二调频的时间段，尤其是该时间段彼此同时，其中，在用于FMCW评估的彼此对应的相应时间段的每个中，第一调频和第二调频具有不同的时间导数。
[0018] 这是所谓的反向啁啾法的概括，其中，由两个相反的频率斜坡提供第一调频和第二调频，即，其中，在第二调频的至少一段中，第二调频具有以与在第一调频的相应段中的第一调频的调制方向相比相反的方向运行的调制方向，尤其是其中，在第二调频的该段中，第二调频与在第一调频的该相应段中的第一调频恰好相反，即时间导数的值相同但是符号不同。
[0019] 此外，该方法还包括以下步骤：同时向目标发射第一激光辐射的至少部分作为第一传输辐射，以及第二激光辐射的至少部分作为第二传输辐射；接收从目标返回的第一传输辐射的至少部分作为第一接收辐射，以及接收从目标返回的第二传输辐射的至少部分作为第二接收辐射；生成第一混合信号和第二混合信号(第一混合信号基于第一接收辐射与第一本振辐射的混合，并且第二混合信号基于第二接收辐射与第二本振辐射的混合)用于根据调制连续波雷达原理进行距离测量；以及基于第一混合信号和第二混合信号确定到目标的至少一个距离。
[0020] 例如，第一激光辐射的至少部分以及第二激光辐射的至少部分通过本地振荡器级以便生成第一本振辐射和第二本振辐射，即第一混合信号和第二混合信号各自代表具有与第一传输辐射或第二传输辐射的传播时间相关的差拍频率的差拍信号。
[0021] 另选地，也可以由单独的辐射源生成本振辐射。
[0022] 第一混合信号和第二混合信号可以是例如两个单独生成的信号，或者第一混合信号和第二混合信号可以是共同的混合信号的两个不同信号分量，由第一激光辐射、第二激光辐射、第一接收辐射和第二接收辐射的共同混合生成该共同的混合信号。
[0023] 根据本发明，生成第一激光辐射和第二激光辐射包括：生成基辐射并利用电光调制器对该基辐射进行调制，其中，该基辐射穿过电光调制器并被转换成输出辐射。例如，电光调制器可以是Mach-Zehnder型的强度调制器或相位调制器。
[0024] 由于电光调制器的调制，对于电光调制器的给定的控制信号，输出辐射具有关于载波频率的载波信号分量以及关于不同边带频率的多个边带分量。根据本发明，第一边带分量(即输出辐射的任意阶的任意边带)提供第一激光辐射，并且第二边带分量(即输出辐射的任意阶的任意边带)提供第二激光辐射，其中第二边带分量不同于第一边带分量。
[0025] 不言而喻，分别包括第一边带分量和第二边带分量的第一组边带分量和第二(不同)组边带分量也可以分别提供第一激光辐射和第二激光辐射。
[0026] 本发明的距离测量方法尤其有益的是降低了用于表征两个激光束的调频的装置复杂性，因为在FMCW距离测量的背景下，相对精细的光学表征和监测工作被重新定位成对电光调制器的电子控制信号的表征和/或稳定。尤其是，利用本发明的距离测量方法，可以在很大程度上省去光学参考部件(例如，相应的参考干涉仪，在现有技术中通常需要其以获得限定的精度)。此外，例如，可以通过简单的，尤其是电子的设备来确保相应的FMCW距离测量装置的长期稳定性。
[0027] 电光调制器可以由具有可变RF频率的可调谐RF控制信号(射频信号)来控制，例如，基于压控振荡器或直接数字合成器，其中，可以从设定的RF频率获得单独的边带中的每一个的频率或边带之间的频率差，例如，其中，调制器通常提供使得边带频率的差是RF频率的整数倍的边带。
[0028] 此外，可以进一步表征电光调制器的RF控制信号，以便提高精度或用于监测目的。
[0029] 例如，根据一个实施方式，基于控制信号的至少部分生成参考信号，执行对该参考信号的采样，并且在确定到目标的至少一个距离时考虑该采样。
[0030] 举例来说，来自采样的信息可用于补偿由电子器件引入的距离测量误差和/或可以提供来自采样的信息作为反馈，该反馈用于稳定或控制电光调制器的控制信号的生成。
[0031] 根据另一实施方式，基于信号发生器(例如，压控振荡器或直接数字合成器)的输出信号生成控制信号，其中，从采样中通过比较参考信号与期望的信号来确定比较参数，例如，该期望的信号表示或指示提供期望的频率调谐特性的理论控制信号，并且基于该比较参数调整输出信号。因此，例如，可以检测电子器件中与寿命有关和/或温度引起的故障/改变。
[0032] 例如，为了简化采样，可以在采样之前将参考信号变换成较低频率。
[0033] 因此，根据另一实施方式，基于控制信号的至少部分的变换来生成参考信号，其中，该参考信号的频率低于控制信号的频率。
[0034] 尤其是，不言而喻，可以应用本领域已知的其它信号处理装置(例如，诸如抗混叠滤波器)来进一步分析和/或处理参考信号。
[0035] 尤其是，根据另一实施方式，控制信号以这种方式配置：抑制载波信号分量，尤其是通过在信号发生器的输出信号上施加偏置信号分量，例如其中，偏置信号分量被配置成衰减电光调制器的偶次谐波。
[0036] 本发明还涉及一种距离测量装置，该距离测量装置包括发射器，该发射器被配置成朝向目标发射第一激光辐射的至少部分作为第一传输辐射以及发射第二激光辐射的至少部分作为第二传输辐射，其中，第一激光辐射具有第一调频，并且第二激光辐射具有第二调频，其中，至少分段地，第一调频的时间导数不同于第二调频的时间导数。此外，距离测量装置包括：接收器单元，其被配置成接收从目标返回的第一传输辐射的至少部分作为第一接收辐射，以及从目标返回的第二传输辐射的至少部分作为第二接收辐射；混频器单元，其被配置成生成第一混合信号和第二混合信号(第一混合信号基于第一接收辐射与第一本振辐射的混合，并且第二混合信号基于第二接收辐射与第二本振辐射的混合)用于根据调制连续波雷达原理提供距离测量；以及计算单元，其被配置成基于第一混合信号和第二混合信号确定到目标的至少一个距离。
[0037] 通常，由单个部件提供接收器单元和混频器单元。然而，也可以由单独的部件提供这些单元。
[0038] 不言而喻，距离测量装置还可以具有来自现有技术的其它一般有利特性和部件，用于根据调制连续波雷达原理进行距离测量。
[0039] 例如，第一激光辐射的至少部分和第二激光辐射的至少部分通过本地振荡器级以便生成第一本振辐射和第二本振辐射，即第一混合信号和第二混合信号各自代表具有与第一传输辐射或第二传输辐射的传播时间相关的差拍频率的差拍信号。
[0040] 另选地，也可以由单独的辐射源生成本振辐射。
[0041] 根据本发明，发射器包括被配置成生成基辐射的激光束源以及电光调制器，其中，发射器被配置成使得基辐射穿过电光调制器并被转换成输出辐射。
[0042] 由于借助于电光调制器的调制，对于电光调制器的给定的控制信号，输出辐射具有载波信号分量(关于载波频率)以及多个边带分量(关于边带频率)，其中，根据本发明，第一边带分量(即输出辐射的任意阶的任意边带)提供第一激光辐射，并且第二(不同)边带分量(即输出辐射的任意阶的任意边带)提供第二激光辐射。
[0043] 尤其是，根据本发明的距离测量装置被配置成执行上述距离测量方法。
[0044] 例如，在一个实施方式中，距离测量装置可以被配置成基于所谓的反向啁啾原理执行FMCW距离测量，即其中，距离测量装置被配置成：在第二调频的至少一段中，第二调频具有以与在第一调频的相应段中的第一调频的调制方向相比相反的方向运行的调制方向，尤其是其中，在第二调频的该段中，第二调频与在第一调频的该相应段中的第一调频恰好相反。
[0045] 根据另一实施方式，距离测量装置具有耦合部件，例如，RF功率耦合器，其被配置成将控制信号的至少第一部分馈送至电光调制器的驱动器通道，并将控制信号的至少第二部分馈送至参考通道。该参考通道具有采样电路，例如，具有模-数转换器，其被配置成基于控制信号的第二部分生成参考信号并且用于执行对参考信号的采样，其中，距离测量装置被配置成考虑采样以用于确定到目标的至少一个距离。
[0046] 在另一实施方式中，距离测量装置具有信号发生器，例如，压控振荡器或直接数字合成器，并且被配置成基于信号发生器的输出信号来生成控制信号，以从采样中通过比较参考信号与期望的信号来确定比较参数，例如，期望的信号指示提供电光调制器的期望的频率调谐特性的理论信号，并基于该比较参数调整控制信号。
[0047] 因此，可以监测/控制电光调制器的频率扫描，也称为线性化，即，其中，比较参数被用作对信号发生器输入信号的反馈，以便提供电光调制器的频率调谐，其遵从给定的/期望的进程(course)。
[0048] 尤其是，根据另一实施方式，采样电路具有变换级，例如，具有RF分频器，其被配置成将控制信号的第二部分的至少部分变换成低于控制信号的频率的频率。
[0049] 此外，根据另一实施方式，距离测量装置被配置成以抑制载波信号分量的方式生成控制信号，尤其是其中，在信号发生器的输出信号上施加偏置信号分量，例如，其中，偏置信号分量被配置成衰减电光调制器的偶次谐波。
附图说明
[0050] 下面参照附图中示意性示出的工作示例，仅通过示例的方式更详细地描述或解释根据本发明的方法和距离测量装置。在图中，相同的元件利用相同的参照数字来标记。所描述的实施方式大体上未按正确的比例显示，并且它们也不应被解释为限制本发明。具体地，[0051] 图1示出了具有上升频率斜坡和下降频率斜坡的调制连续波雷达的传输频率和接收频率的时间依赖性的表示；
[0052] 图2示出了具有反向啁啾的调制连续波雷达的传输频率和接收频率；
[0053] 图3示出了根据本发明的用于FMCW距离测量装置的部件的示意性布置；
[0054] 图4示出了利用Mach-Zehnder调制器调制的基辐射的示例频率分布；
[0055] 图5示出了借助于偏置信号分量抑制载波信号分量的示意图。
具体实施方式
[0056] 图1示出了具有上升频率斜坡和下降频率斜坡的调制连续波雷达(其也被称为FMCW雷达装置)的传输辐射1和接收辐射2的频率的时间依赖性的示意图，该调制连续波雷达使得能够测量到待测量目标的绝对距离。
[0057] 将调制的电磁辐射作为传输信号发射到待测量目标上，并且随后接收从目标返回的辐射的至少部分作为回波信号。待测量目标可以具有镜面反射特性和漫反向散射特性二者。在接收之后，回波信号与本振信号叠加以生成干涉图，其中，可以从干涉图获得传输信号的传播时间并因此获得到目标的距离，例如，经由与传播时间相关的差拍频率。
[0058] 由FMCW距离测量装置生成的辐射通过信号发生器进行调频，例如，以以下这种方式：在信号频率ν的时间进程t中生成上升频率斜坡和下降频率斜坡。通常，为了补偿多普勒效应，使用上升频率斜坡和下降频率斜坡二者，因为仅有单个，例如，仅使用上升频率斜坡，测量的差拍频率的频率改变不能唯一地分配给目标或距离测量装置的距离分量或速度分量。
[0059] 在传输信号到目标和返回的传播时间3期间，发射器的频率发生改变。因此，在不考虑多普勒效应的情况下，将会生成调频的传输频率1的时移表示4，然而通过考虑到多普勒效应，调频的传输频率1的时移表示4在频率方向上额外地移位。距离测量是相对于也在图中示出的针对上升频率斜坡或下降频率斜坡的测量范围5实现的。
[0060] 通过使用上升频率斜坡和下降频率斜坡，例如，借助于如图所示的三角调频，多普勒频率可以被确定为目标相对于测量装置的相对径向速度的量度，即除了距离测量之外还作为独立的测量变量。
[0061] 例如，如果目标径向移动远离距离测量装置，则对应于上升斜坡的差拍信号2的频率可以通过多普勒频率减小，使得上升斜坡的差频分量6(即在对应于上升斜坡的传输频率1与接收频率2之间的差值)增加。相反，下降斜坡的差频分量7减小。
[0062] 由于在目标与测量装置之间的恒定相对径向速度下，由多普勒效应引入的频率偏移对于上升斜坡和下降斜坡是相同的，然后，在上升斜坡和下降斜坡中给定相等的调频陡度值，关于上升斜坡和下降斜坡的差频的平均值是距离的量度，与相对径向速度无关，然而差频的总和是目标与测量装置之间的相对径向速度的量度。
[0063] 然而，传输上升频率斜坡与下降频率斜坡之间的时间间隔要求相对径向速度在距离测量期间是恒定的。然而，在实践中，通常不满足该假设，并且对象振动、散斑效应或可能干扰干涉相位的其它效应可能引起在测量距离中的不可忽略的波动。
[0064] 因此，在现有技术中，通常使用具有所谓的反向啁啾的FMCW距离测量装置，即其中，例如借助于两个激光束，基本上同时发射上升频率斜坡和下降频率斜坡。然后仅需要在短时间窗口内满足恒定相对径向速度的假设。
[0065] 通常，使用两个调频就足够了，其中，至少分段地，第一调频的时间导数不同于第二调频的时间导数。
[0066] 图2示出了具有所谓的反向啁啾的调制连续波雷达的传输频率和接收频率的示意图。在这种情况下，发射到目标上的辐射具有两个分量，这两个分量具有不同时间变化的信号频率，即相反的频率斜坡1A、1B。
[0067] 例如，辐射分量可以作为两个重叠的激光束发射，其具有恰好为180°的反向啁啾的相位偏移，因此严格地异相。两个激光束的调制深度可以不同。如果两个激光束经由共同透镜朝向共同目标发射，或者由其接收，则接收器侧的测量需要两个接收信号2A、2B可以分开，分别分配给频率斜坡1A、1B。例如，在现有技术中，这通过激光束的不同偏振来解决。
[0068] 同样，与图1类似，为了例示原理和多普勒效应，还示出了相反调制的传输频率1A、1B的时移虚拟表示4A、4B。
[0069] 与使用如图1所示的连续频率斜坡类似，在上升斜坡和下降斜坡中调频的相等陡度的情况下，传输频率与接收频率之间的差频6、7的平均值是距离量度，与径向速度无关。
[0070] 在现有技术中，具有相反调制的传输频率1A、1B的两个激光束通常借助于两个单独的可调制激光源生成。
[0071] 图3示出了根据本发明的用于FMCW距离测量装置的部件的示意性布置，其中，取而代之，使用同一激光束源生成两个激光束分量。
[0072] 例如，根据本发明的激光距离测量装置具有激光束源8，其生成基辐射9。此外，距离测量装置具有Mach-Zehnder调制器10，其中，基辐射9通过Mach-Zehnder调制器10，并且因此被转换成调制的输出辐射11，其中，使用由信号发生器12(例如，压控振荡器或直接数字合成器)生成的振荡器信号13来控制Mach-Zehnder调制器10。
[0073] 对于Mach-Zehnder调制器10的给定的控制信号13，输出辐射11(在图4中示出了其示例)具有以下频率分布：关于载波频率ν0的载波信号分量20以及多个边带分量。由载波信号分量20和边带生成的强度分布I(ν)通常关于载波信号分量20的强度对称，如图中所示，载波信号分量20通常可以具有最大强度I。
[0074] 根据本发明，第一边带分量21A提供第一激光辐射，而不同的第二边带分量21B提供第二激光辐射。
[0075] 对于FMCW距离测量，输出辐射中的至少部分被馈送至延迟线14，从而生成对应于第一激光辐射的第一本振辐射300A以及对应于第二激光辐射的第二本振辐射300B，并馈送至混频器15。此外，第一激光辐射的部分以及第二激光辐射的部分作为分别包括第一传输辐射100A和第二传输辐射100B的传输光束朝向目标发射。
[0076] 就频率而言，如图5示意性示出的，边带分量关于载波频率ν0对称地布置，作为Mach-Zehnder调制器10的控制信号13的RF控制频率νRF的函数。因此，边带分量的边带频率可以各自从Mach-Zehnder调制器10的控制信号13获得。
[0077] 从目标返回的至少第一传输辐射100A的部分以及第二传输辐射100B的部分由接收器(未示出)接收，分别作为第一接收辐射200A和第二接收辐射200B，并且混频器15被配置成生成第一振荡器辐射300A与第一接收辐射200A和/或第二振荡器辐射300B与第二接收辐射200B的混合。例如，混频器15生成具有差拍频率的差拍信号，该差拍频率与发送信号100A、100B中的一个的传播时间相关。因此，基于差拍信号，距离测量装置的计算单元16可以获得到目标的距离。
[0078] 尤其是当使用直接数字合成器作为信号发生器12时，可以已经充分地限定电光调制器10的生成的控制信号13，以便调制器10提供期望的明确限定的频率调谐特性。在任何情况下，本发明的距离测量装置的益处在于，在FMCW距离测量的背景下，相对精细的光学表征和监测工作可以被重新定位成对电子控制信号13的表征和/或稳定，即其中，利用较低的装置复杂性来电子地监测Mach-Zehnder调制器10的控制。
[0079] 例如，经由RF耦合器17将控制信号13的部分馈送至具有模-数转换器(“ADC”)的采样电路18，通过该模-数转换器(“ADC”)执行对控制信号13的采样。尤其是，这种采样使得能够检测在控制信号13的生成中的非线性，可以在用于生成控制信号13的反馈回路中和/或补偿由电子设备引入的距离测量误差中考虑这一点。
[0080] 另外，可以将偏置信号分量施加在信号发生器12的输出信号上，即施加在驱动Mach-Zehnder调制器10的控制信号13上，使得由Mach-Zehnder调制器10生成的载波信号20被抑制。如图5所示，这使得能够相对于载波信号分量20的信号幅度增加边带21的信号幅度。
[0081] 尽管以上部分地参照一些优选实施方式例示了本发明，但必须理解的是，可以对实施方式的不同特征进行多种修改和组合。所有这些修改都落在所附权利要求的范围内。
