NEPCON ASIA小编了解到信噪比的英文名称叫做 SNR 或 S/N（SIGNAL-NOISE RATIO)，又称为讯噪比。是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。 信噪比的计量单位是 dB。对于一张图像来说，计算信噪比可以按照 20lg(信号/噪声) 这个公式来计算，从公式可以看出信噪比应该越高越好。信噪比高，反应在画质上就是 画面干净无噪点；信噪比低会使图像粗糙噪声多，画面发灰不通透，对比度不够。

信噪比是激光雷达系统中非常重要的设计指标，对探测距离、测距精度都产生重大 影响。根据传感器技术官方微信公众号的介绍，激光雷达系统的信噪比 SNR 计算方程 如下：其中，ηD是探测器的量子效率，h 是普朗克常量，v 是激光频率，B 是电子带宽， PS 是接收信号光功率，PBk是背景光功率，PDk 是探测器暗电流功率，PTH 是等效热噪声 功率，PL0 是本振光功率。

因此，根据上述公式，要提高激光雷达的信噪比，简单有效的方法是：1）提高 接收信号光功率；2）提高探测器的量子效率；3）采用相干探测方法。

提高接收信号光功率：1550nm 波长+光纤激光器+InGaAs 接收器

1550nm 波长激光雷达加大信号光功率不会对人眼造成伤害。目前市场上大部分的 激光雷达都采用了近红外波段的 905nm 半导体激光器发射激光脉冲，然后记录反射光 来创建汽车周围环境的点云图。但是，人眼内部对于 905nm 波长的光相当于是“透明 的”，因此采用 905nm 波长的激光雷达可以直射脆弱的视网膜。但是人眼对于 1550nm 波长的光则是不透明的，因而该波长的光无法投射到视网膜上，从而可以采用更高功率 的激光雷达而不会对人眼造成伤害。Luminar 利用 1550nm 激光器获得了 40 倍于 905nm 激光器的激光脉冲强度。超强 的功率使其激光雷达的探测范围扩大了 10 倍，分辨率提高了 50 倍。

1550nm 波长激光雷达需要采用光纤激光器，搭配 InGaAs 接收器。硅基传感器对 1550nm 波长的激光没有响应，但室温下的铟镓砷（InGaAs）传感器可以。Luminar 在 2018 年收购了美国芯片设计商 Black Forest Engineering，后者一直专注于研究高性能 InGaAs 接收器，可用于探测 Luminar 激光雷达系统所特有的 1550nm 波长激光。

提高探测器的量子效率：SPAD 和 SiPM 探测器

SiPM 和 SPAD 正成为新兴的激光雷达探测器。SiPM 和 SPAD 可探测距离超过 200m、5%的低反射率目标，在明亮的阳光下也能工作，分辨率较佳，且尽可能小的光 圈和固态设计实现紧凑的系统集成到汽车中，并具有成本优势。

采用相干探测方法：FMCW 调频连续波

FMCW 激光雷达发射调频连续激光，通过回波信号与参考光进行相干拍频得到频 率差，从而间接获得飞行时间反推目标物距离，同时也能够根据多普勒频移信息直接测 量目标物的速度，其技术发展方向为利用硅基光电子技术实现激光雷达系统的芯片化。

FMCW 激光雷达的高灵敏性体现在它的单光子探测和抗干扰能力。FMCW 在系统 内预留了一部分激光作为参考激光，用于与目标的回波激光进行混频，通过混频就可实 现对目标回波激光的放大，但对自身发出的光信号不存在放大作用。从相干激光雷达的 探测信噪比可以看出，当参考激光功率足够大，FMCW 激光雷达就消除了热噪声、暗 电流以及太阳背景光或其他光源的噪声影响，使得 FMCW 激光雷达具备不受背景光干 扰的单光子探测能力。内臵的参考激光另外一个优点是使得 FMCW 激光雷达噪声比较稳定，其内部可控 制的噪声使得 FMCW 激光雷达虚警概率约等于 0，即每个点都是真实的目标点，无假 目标点。

FMCW 激光雷达可使用基于硅光技术的锗硅探测器，成本更低。目前 FMCW 激光 雷达中的接收模块主要还是利用分立的平衡光探测器（Balance Photo Detector，BPD） 阵列进行相干探测。使用基于硅光技术的锗硅探测器能够实现单片集成 BPD 阵列，在 保证接收模块器件一致性的同时，可以和系统中其他硅基器件进行单片集成，显著降低 系统的尺寸和成本。

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