液晶相控陣成像激光雷達精度的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的機械掃描技術(shù)相比，光學(xué)相控陣技術(shù)以其掃描速度快、多光束隨機指向、高分辨率成像等特點，在掃描成像激光雷達掃描系統(tǒng)中的地位變得十分重要。其中液晶相控陣器件由于其控制方便，電壓低，易操作等特點有著許多應(yīng)用優(yōu)勢。在液晶相控陣掃描成像激光雷達中，提高其指向精度和測距精度是實現(xiàn)其應(yīng)用價值的關(guān)鍵因素，具有高指向精度和測距精度的液晶相控陣激光雷達可以更精確地識別目標(biāo)的位置，獲取目標(biāo)結(jié)構(gòu)更加細致的信息，具有更高的目標(biāo)成像質(zhì)量。在目標(biāo)搜索、捕獲、指

2、向和跟蹤等方面的應(yīng)用前景十分廣闊，在軍事應(yīng)用中，具有很大的開發(fā)潛力。
　　本文首先介紹了光學(xué)相控陣器件的發(fā)展概況，以及基于光學(xué)相控陣掃描成像激光雷達的發(fā)展概況，應(yīng)用液晶相控陣器件的掃描成像激光雷達系統(tǒng)性能方面的研究還比較少，沒有成型的系統(tǒng)研究。其次，闡述了光學(xué)相控陣的基本原理，介紹了液晶的光電特性和液晶相控陣的波控原理，并理論推導(dǎo)一維液晶相控陣的波控模型。介紹應(yīng)用液晶相控陣的掃描成像激光雷達系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)。對基于一維液晶相控陣的

3、掃描成像激光雷達系統(tǒng)的指向精度和測距精度的判定標(biāo)準(zhǔn)和影響因素進行了分析，其中重點分析了液晶相控陣器件的電壓量化誤差對指向精度的影響，在0.1毫弧度的量級，測距精度則主要與系統(tǒng)的信噪比有關(guān)，相控陣的旁瓣效應(yīng)是導(dǎo)致信噪比下降的主要原因，測距精度在厘米量級。
　　本論文中進行了液晶相控陣掃描成像激光雷達系統(tǒng)的研究，在實驗室中搭建了液晶相控陣掃描成像激光雷達系統(tǒng)的實驗平臺，驗證了液晶相控陣掃描成像激光雷達系統(tǒng)的可行性，可以進行掃描和測距。