激光雷達(dá)液晶相控陣波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法研究.pdf

1、激光雷達(dá)在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭中具有不可替代的作用，光學(xué)相控陣激光雷達(dá)的出現(xiàn)是激光雷達(dá)體制的重大突破，使得激光雷達(dá)具有產(chǎn)生無慣性隨機(jī)指向波束和可編程輸出多路獨立控制波束的能力，而且其波束指向精度和分辨率都優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)械掃描激光雷達(dá)。液晶相控陣作為光學(xué)相控陣技術(shù)的一種，具有驅(qū)動電壓低、制作工藝成熟、成本低、體積小、能量消耗少等優(yōu)點，成為近年來國內(nèi)外光學(xué)相控陣研究領(lǐng)域中的熱點。而如何有效地生成波控數(shù)據(jù)，產(chǎn)生高質(zhì)量偏轉(zhuǎn)光束亦成為液晶相控陣技術(shù)研究領(lǐng)域

2、的重要方向。
　　本論文依托具體的科研項目，針對液晶相控陣系統(tǒng)建模和波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法研究開展如下工作。
　　1、分析了液晶材料的光電特性、液晶移相器陣列結(jié)構(gòu)以及液晶相控陣的波控原理，建立了液晶移相器的數(shù)學(xué)模型，為液晶相控陣波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　2、針對目前項目中基于剪切干涉原理的相位測量系統(tǒng)難以測量高空間頻率波陣面的問題，提出了基于能量約束的波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法。該方法無需波前探測，能有效地實現(xiàn)對波控數(shù)據(jù)

3、的閉環(huán)優(yōu)化，提高激光束的偏轉(zhuǎn)效率。
　　3、實現(xiàn)了波控數(shù)據(jù)閉環(huán)優(yōu)化實驗平臺的搭建，對基于能量約束的兩種波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法進(jìn)行了實驗驗證，提高了液晶相控陣的衍射效率，抑制了液晶相控陣的旁瓣。并將優(yōu)化后的電壓代碼與實測的液晶特性曲線進(jìn)行比對，比對結(jié)果驗證了算法的有效性。
　　4、針對基于能量約束的波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法迭代收斂慢，無法修正液晶移相器非均勻性對液晶陣列出射相位面影響的問題，采用了基于相位恢復(fù)的波控數(shù)據(jù)優(yōu)化算法，該方法從光強(qiáng)