光檢測和測距(lidar)技術是一種遙感功能,最顯著地用于新型汽車,也用于在制造車間和倉庫中安全地引導機器人和自動駕駛汽車。激光雷達已被美國農(nóng)業(yè)部(USDA)用于繪制農(nóng)業(yè)對環(huán)境的影響超過20年。激光雷達收發(fā)器發(fā)射激光或光脈沖并接收其反射以了解有關目標的更多信息,就像聲納使用聲波和雷達以大致相同的方式使用電磁(EM)脈沖一樣。激光雷達傳感器進行 360 度掃描以收集數(shù)據(jù)的點云,以處理成物體的二維 (2D) 或三維 (3D) 圖像,以實現(xiàn)目標定位、地理映射和氣體泄漏檢測等功能。
該技術對許多用戶來說都是一個有吸引力的工具,無論是軍事、航空航天、工業(yè)、醫(yī)療還是汽車電子系統(tǒng)。掌握該技術并非易事,通常需要專業(yè)的工程設計和制造技能,其精度不僅適用于光子學和光譜成像電路,也適用于配套電路技術,包括射頻/微波和高速數(shù)字電路。幸運的是,Benchmark 在創(chuàng)建專門的光子原型和小體積激光雷達電路以及經(jīng)濟高效的大批量激光雷達解決方案方面擁有工程設計和制造經(jīng)驗以及良好的記錄。
圖片:由 Benchmark 設計的短距離、低成本固態(tài)閃光激光雷達子組件,每個 IR PIN 光電二極管都有 64 個透鏡。
為了提供全面的激光雷達設計和規(guī)?;a(chǎn),Benchmark運營著多個全球設施,復制制造能力(以及供應商),以避免最近困擾電子技術供應商的供應鏈問題。這些設施專為不同的體積規(guī)模而設計。我們的北美工程服務團隊可以支持設計開發(fā),幫助客戶快速開發(fā)設計并轉移到全球各種站點。例如,亞利桑那州鳳凰城工廠適用于中小型生產(chǎn)運行,例如軍事和航空航天客戶所需的生產(chǎn);泰國工廠完全自動化,可根據(jù)汽車行業(yè)標準和要求進行大批量生產(chǎn)和測試。
這兩個設施都由經(jīng)驗豐富的員工和創(chuàng)建和批量生產(chǎn)激光雷達設計所需的高精度機床提供支持。高度自動化的制造系統(tǒng)包括用于在PCB上精確放置和連接表面貼裝技術(SMT)元件的工具、環(huán)氧樹脂芯片粘接以及鋁和金線鍵合系統(tǒng),用于可靠和可重復地連接微型元件,以滿足最具挑戰(zhàn)性的小型化要求,例如在軍事和航空航天應用中發(fā)現(xiàn)的那些。激光雷達模塊的小尺寸、重量和功率 (SWaP) 要求是無人機和其他飛機上高度集成系統(tǒng)的關鍵屬性。
整體的一部分
小型化系統(tǒng)集成是激光雷達技術大多數(shù)應用的要求,廣泛掌握電子系統(tǒng)和電路設計和制造技術是必要的技能。在多個基準測試設施中設計具有成本效益的激光雷達到PCB或子系統(tǒng)模塊中的經(jīng)驗是整體的一部分。激光雷達傳感器收集的點云數(shù)據(jù)必須進行數(shù)字處理,需要能夠實現(xiàn)高速數(shù)字電路和RF/微波電路,使通信通道能夠傳輸激光雷達光譜圖像。Benchmark在設計階段使用先進的電路仿真軟件,幫助客戶了解不同技術(如RF/微波、高速數(shù)字和光子學電路和器件)在密集封裝的PCB上緊密間隔時的行為。
幫助客戶開發(fā)滿足目標性能規(guī)格的可生產(chǎn)激光雷達設計解決方案是整體挑戰(zhàn)的一部分,因為它們必須始終如一地批量生產(chǎn),以提供萬無一失的性能,無論是在較小數(shù)量的軍事系統(tǒng)還是汽車應用所需的大批量中。除了設計階段的電路仿真工具外,可制造性設計 (DFM) 和裝配設計 (DFA) 實踐還評估激光雷達設計的線間距、元件放置以及其他電氣和機械參數(shù)是否可以使用可用的自動化制造設備生成,同時仍滿足高性能可重復性和出色制造良率所需的電路公差。這些軟件工具相結合,可以減少實現(xiàn)設計目標所需的設計迭代次數(shù),并加快從設計目標到最終產(chǎn)品的時間。
當然,除非經(jīng)過全面測試并符合規(guī)范,否則任何激光雷達系統(tǒng)都不會完成。Benchmark激光雷達的設計和制造團隊,以及配備定制測量系統(tǒng)和測試室的專業(yè)設施,以確保激光雷達系統(tǒng)按預期運行,并且不會在現(xiàn)場出現(xiàn)故障。例如,自動微光學對準系統(tǒng)可確保激光雷達發(fā)射器、接收器和收發(fā)器達到規(guī)定的性能水平,同時視場(FOV)測試儀檢查總光譜覆蓋范圍。
激光雷達系統(tǒng)通常是應用中的多個電子系統(tǒng)之一,通常與其他形式的傳感器結合使用,包括熱成像傳感器和高光譜成像系統(tǒng)。Benchmark 的激光雷達測試功能可單獨評估激光雷達設計或與其配套子系統(tǒng)一起評估,就像無人機應用中的情況一樣。Benchmark 與汽車激光雷達客戶密切合作,在其泰國工廠開發(fā)了兩個 10,000 級潔凈室和一個下線 (EOL) 測試室,以滿足大批量生產(chǎn)的激光雷達測試要求。EOL室還可以進行環(huán)境測試,以進行全范圍溫度測試并模擬應用的操作條件。
激光雷達是許多應用的有用技術,有助于使許多環(huán)境更安全,從戰(zhàn)場到高速公路。它需要先進的工程和制造能力才能成功和實用的設計和生產(chǎn)。憑借專業(yè)的設計和制造技能和設備,激光雷達已被證明是電子系統(tǒng)的寶貴補充?;鶞蕼y試可以幫助更清楚地說明如何使激光雷達系統(tǒng)在可以為設計增加最大價值的地方工作。
關于基準
從電路和組件到完整系統(tǒng),Benchmark Lark Technologies 利用多種技術的設計知識和經(jīng)驗,滿足當前和未來電子市場最具挑戰(zhàn)性的高速、高頻要求。對于包括通信、航空航天和國防在內的市場,Benchmark 將高速數(shù)字、射頻/微波和光子學設計方面的專業(yè)知識與創(chuàng)新的小型化方法相結合,以盡可能小的尺寸開發(fā)最佳解決方案。從衛(wèi)星到 5G 基礎設施,Benchmark 將技術融合到最佳優(yōu)勢,在高速寬帶電子解決方案中節(jié)省尺寸、重量和功耗 (SWaP),滿足或超過千兆和千兆赫茲速率最困難的定制要求。
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