激光雷达液晶相控阵波控技术研究.pdf

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了如下工作： 1)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法。 2)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。 3)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。 4)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力。