對于ToF激光雷達(dá)，我們認(rèn)為元件和系統(tǒng)處于TRL 8，而FMCW元件和系統(tǒng)則處于TRL 4。TRL數(shù)值上的差異需要多年才能趕上。FMCW系統(tǒng)可擴(kuò)展性的主要缺點(diǎn)包括：由于激光啁啾脈沖展寬而導(dǎo)致的發(fā)射頻率低，以及處理回波所需的高速ADC和FPGA。如果需要更高的激光發(fā)射頻率，則需要部署光路和電子器件的并行通道?？墒褂脝屋S掃描MEMS，但構(gòu)成了激光雷達(dá)系統(tǒng)的大部分成本，因此，通道翻倍幾乎使激光雷達(dá)的整體成本翻了一番。

激光器成本：在FMCW激光雷達(dá)系統(tǒng)中，相干長度由激光器的設(shè)計(jì)和制造方式?jīng)Q定，并且長度必須至少是最大探測距離的兩倍。通常，低相位噪聲激光器比傳統(tǒng)的二極管激光器價(jià)格高很多。相反，除了保持良好的脈沖形狀外，ToF激光雷達(dá)系統(tǒng)對激光器的其它要求不會高于電信應(yīng)用。

接收器成本：盡管FMCW激光雷達(dá)所用探測器確實(shí)可以用相對低廉的PIN。但由于前端光學(xué)器件和后端電子器件的要求，接收器的整體成本很高。關(guān)于所需的接收器尺寸，同軸FMCW激光雷達(dá)系統(tǒng)和同軸ToF激光雷達(dá)系統(tǒng)的接收器成本不會出現(xiàn)明顯差異。但如果看接收器的總成本，ToF系統(tǒng)占優(yōu)勢。

光學(xué)元件成本：在典型的ToF系統(tǒng)中，發(fā)生非相干探測（簡單的振幅峰值檢測），光學(xué)元件僅需在波長的四分之一（即λ/4）之內(nèi)。相比之下，F(xiàn)MCW系統(tǒng)使用相干探測，所有光學(xué)表面都必須在更嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)，例如λ/20。這些元件可能非常昂貴，而且供應(yīng)商也很少。

電子元件成本：AEye提供的ToF系統(tǒng)中，電子元件包括一顆高速ADC和一顆執(zhí)行峰值檢測和距離計(jì)算的FPGA。電子器件的帶寬與距離分辨率成正比，對于常見的激光雷達(dá)系統(tǒng)要求，這些元件都非常普通。

FMCW對ADC轉(zhuǎn)換速率的要求是ToF系統(tǒng)的2~4倍，對FPGA的要求是能夠接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行超高速FFT轉(zhuǎn)換。即使使用ASIC，F(xiàn)MCW系統(tǒng)所需的處理系統(tǒng)復(fù)雜度（和成本）也是ToF系統(tǒng)的幾倍。

主張6：光學(xué)相控陣（OPA）可以彌補(bǔ)FMCW固態(tài)性能的不足

未經(jīng)證實(shí)。

FMCW的TRL數(shù)值較低，而光學(xué)相控陣（OPA）的TRL數(shù)值更低（實(shí)驗(yàn)性原理證明，大致相當(dāng)于TRL 3），還無法為FMCW激光雷達(dá)大規(guī)模使用。最初的美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）模塊化光學(xué)孔徑構(gòu)建塊（MOABB）項(xiàng)目表明，要實(shí)現(xiàn)非常低的空間旁瓣發(fā)射波束操縱性能，必須使用亞微米（λ/2）波導(dǎo)。這么短的波導(dǎo)對元件的功耗處理能力要求很高，是限制該技術(shù)的基本因素。在接收端，將來自輸入透鏡的光耦合到光學(xué)襯底的想法也是光學(xué)性能的挑戰(zhàn)（光闌限制），光學(xué)襯底必須將光收集到一個非常小的波導(dǎo)中。

大多數(shù)OPA系統(tǒng)使用激光波長的熱位移來控制一維光束，使用OPA控制另一維光束。眾所周知，隨著激光束的頻移，相控陣光束操縱能力非常迅速地退化（產(chǎn)生空間旁瓣）。光束操縱機(jī)制依賴于恒定的光強(qiáng)和恒定的波長，而測距機(jī)制依賴于激光器的掃頻（波長），這種組合對于傳統(tǒng)的FMCW技術(shù)效果不佳。將FMCW技術(shù)與處于發(fā)展初期的OPA光束操縱技術(shù)相結(jié)合的想法，具有極大的風(fēng)險(xiǎn)。我們認(rèn)為，這條道路可能還需要十年才能達(dá)到可用的成熟度。

結(jié)論

AEye認(rèn)為，在成本、測距范圍、性能和點(diǎn)云質(zhì)量很重要的前提下，激光發(fā)射頻率高、掃描快速的ToF系統(tǒng)比FMCW系統(tǒng)更能有效滿足自動駕駛汽車激光雷達(dá)的需求。