激光雷达液晶相控阵波控技术研究（可复制论文）.pdf

摘要激光雷达是现代高科技战争中不可或缺的重要角色,而光学相控阵技术的出现为激光雷达提供了优良的指向精度和稳定性,极大地推动了激光雷达技术的发展并推广了激光雷达的应用。液晶相控阵是光学相控阵中高性价比的一种相控阵实现,具有对加速不敏感、驱动电压低等独特的优点。采用液晶光学相控阵扫描方式实现激光扫描,能够提供给激光雷达高性能的波束控制和优良的操作灵活性。近年来,液晶相控阵的研究已成为国际上光学相控阵研究中的前沿热点。由于液晶相控阵与普通光学相控阵相比,具有许多独特的特点。为了能够利用液晶相控阵进行精确的波束控制,波控技术的研究就显得非常重要。本论文依托具体的科研项目,针对激光雷达液晶相控阵波控技术的研究开展分析了光学相控阵基本波控原理,利用衍射理论,研究推导并建立了液晶相控阵波控模型,得出了一种适合于液晶相控阵波控模型的远场波束分布仿真方分析了液晶移相原理,研究了液晶相控阵波控特性,得出了适合于液晶相控阵的波控方法流程模型。研究提出了液晶相控阵波控质量控制准则,并利用液晶相控阵波控质量控制准则与波控仿真分析方法对影响波控质量的五种主要因素进行了研究,分析了影响波控质量下降的原因,并针对这五种主要因素提出了改善波控质量的方法。设计并实现了波控实验平台,利用液晶相控阵波控方法对激光雷达液晶相控阵进行了波控测试,测试结果表明本课题组研制的液晶相控阵组件具有波控能关键词:液晶相控阵,波控技术,波控方法,波控质量了如下工作:法。力。摘要
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签名:—么它掌冢签名:—舀≥耗导师签名:丝继’关于论文使用授权的说明独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或确的说明并表示谢意。年月本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑期:年月日
第一章绪论研究背景和意义激光雷达是经典雷达技术与现代激光技术相结合的产物,具有精准、快速、灵敏等一系列独特的特点。随着激光雷达应用越来越广泛,各领域对激光雷达的性能也提出了更高的要求。在激光雷达的波束指向精度,波束指向操控能力上,传统机械伺服系统已成为了激光雷达性能提升的瓶颈,解决这一问题必须寻求新的技术。光学相控阵技术的出现为解决这一激光雷达发展瓶颈问题展现了良好的光学相控阵技术通过调节辐射光波的相位关系,使其在设定方向上彼此同相,产生相互加强的干涉。干涉结果是在设定方向上产生一束高强度光束,实现了激光束灵活偏转。光学相控阵技术从工作机理、制作工艺、材料选用等多方面显示了其对解决激光雷达在高速、高效率、高分辨率、大口径、大角度、多功能、低成本、装机适应性强等方面问题的能力。相控阵技术可提供高性能的波束控制和优良的操作灵活性,微波相控阵技术在军用雷达中已得到非常广泛的成功应用。将类似于微波雷达中的相控阵技术引入激光雷达而引申出的“激光雷达相控阵技术’’是一种有效提高激光雷达综合性能的先进、可行的技术,其核心就是通过对一组激光束的相位分别进行电可编程控制和波束合成,实现波束功率增强和电扫描的一种激光雷达新体制。相控阵激光雷达是一种全新概念设计的激光雷达,相控阵技术的应用使得机械结构简单、重量轻的光学系统得以实现,且具有高的稳定性和分辨率ㄊ制的精确度可达到亚微弧度量级⒖伤婊梦手赶颉⒖杀喑淌迪侄喙馐胶投态聚焦/散焦能力,具有良好的综合性能、抗打击能力、使用灵活性,以及高的性价比,是未来激光雷达发展的重要方向,是我军雷达装备研制迫切需要解决的共性关键技术,对于促进其它平台雷达完备性的发展也具有重要意义。特别对于采用液晶器件设计的光学相控阵,液晶器件通常对加速并不敏感,可以得到更高的稳定性,而且如同于与它们类似的一般电子器件一样,其成本会因大批量生产而快速地降低,得到更高的性价比。前景【。第一章绪论
国内外研究动态液晶相控斟除光学相控阵在激光雷达上的应用以外,在其他许多领域,光学相控阵也有广泛的应用,例如导弹拦截机,人造卫星通信、和各种便携式传感器。自由空间光束导向或光纤内光束方向切换、激光通信等也都是光学相控阵的应用领域【俊由于光相控阵雷达技术的先进性,以及在军事及民用领域