本文關(guān)鍵詞：基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：激光雷達是激光技術(shù)與微波探測技術(shù)相結(jié)合的一種先進探測方式。液晶相控陣是一種利用液晶作為移相材料的光學(xué)相控陣,可以為激光雷達提供穩(wěn)定的波束指向和精確的波束掃描,常被用作激光雷達的掃描器。由于激光器熱效應(yīng)的影響,單束激光的功率有限,激光雷達的作用范圍受到限制。本文結(jié)合液晶相控陣波控技術(shù)與相干合成理論,研究了利用多個液晶相控陣組成一維陣列,分別控制多束相干激光的波束方向,以達到在指定方位和指定位置進行相干合成,獲取合成激光的目的。合成激光具有高功率、高分辨率以及高光束質(zhì)量的優(yōu)點。不僅提高了激光雷達的發(fā)射功率,還保留了液晶相控陣技術(shù)的靈活的波束方向控制能力,借助電控編碼能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍內(nèi)的高精度平面空域掃描。本文依托具體的科研項目,針對基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)開展了如下工作:1.研究液晶相控陣的波束控制原理。介紹液晶材料的電光效應(yīng),分析液晶相控陣的移相原理,建立液晶相控陣的波控模型,仿真分析波控效果。2.建立基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)的理論模型。闡述衍射理論和相干合成理論,結(jié)合液晶相控陣波控原理,提出基于多個液晶相控陣的激光相干合成理論,建立相干合成的數(shù)學(xué)模型。提出相干激光平行傳播和聚焦傳播兩種相干合成方式。3.分析基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)的性能特征。針對性能要求提出合成波束的參數(shù)評價指標,從三個方面進行分析。分析波束指向誤差產(chǎn)生的原因和減小誤差的方法,分析目標范圍內(nèi)的峰值光強分布情況,通過光束質(zhì)量評價參數(shù)分析合成波束的波束質(zhì)量。4.研究基于多個液晶相控陣的激光相干合成技術(shù)的優(yōu)化算法。針對平行式合成中相干波束偏轉(zhuǎn)方向相同的特點,通過SPGD算法優(yōu)化相干合成效率,改進控制變量迭代公式解決迭代精度與迭代速度之間的矛盾。針對聚焦式合成中相干波束偏轉(zhuǎn)方向各異的特點,通過GS改進算法和相位修正算法提升相位面的精確性,優(yōu)化相干合成效果。
【關(guān)鍵詞】：液晶相控陣 相干合成 數(shù)學(xué)模型 性能分析 優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN958.98
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)11-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第二章 基于多個液晶相控陣的激光相干合成數(shù)學(xué)模型16-28
• 2.1 液晶相控陣波控理論16-23
• 2.1.1 液晶材料的移相特性16-18
• 2.1.2 液晶相控陣波控原理18-19
• 2.1.3 液晶相控陣波控模型19-23
• 2.2 基于多個液晶相控陣的激光相干合成理論23-24
• 2.2.1 相干合成過程23-24
• 2.2.2 相干合成方式24
• 2.3 基于多個液晶相控陣的激光相干合成模型24-27
• 2.3.1 平行式相干合成技術(shù)的數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.2 聚焦式相干合成技術(shù)的數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 基于多個液晶相控陣的激光相干合成性能分析28-39
• 3.1 性能分析的參數(shù)指標28-29
• 3.2 平行式相干合成技術(shù)的性能分析29-34
• 3.2.1 波束指向范圍29-30
• 3.2.2 波束指向精度30-32
• 3.2.3 峰值光強的影響因素分析32-33
• 3.2.4 波束質(zhì)量分析33-34
• 3.3 聚焦式相干合成技術(shù)的性能分析34-38
• 3.3.1 峰值光強分布34-35
• 3.3.2 電壓量化對波束指向精度的影響35-37
• 3.3.3 距離對相干合成的影響37-38
• 3.4 本章總結(jié)38-39
• 第四章 基于多個液晶相控陣的激光相干合成優(yōu)化算法39-70
• 4.1 優(yōu)化場景39
• 4.2 平行式相干合成技術(shù)的優(yōu)化算法39-49
• 4.2.1 SPGD算法40-41
• 4.2.2 SPGD算法解決相干合成效率優(yōu)化問題41-44
• 4.2.3 考慮未知相位疊加時的相干合成效率優(yōu)化問題44-49
• 4.3 聚焦式相干合成技術(shù)的優(yōu)化算法49-69
• 4.3.1 GS算法49-52
• 4.3.2 GS算法用于相干激光的相位恢復(fù)問題52-54
• 4.3.3 GS改進算法用于相干激光的相位恢復(fù)問題54-59
• 4.3.4 相位修正算法解決聚焦式相干合成的光強優(yōu)化問題59-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 結(jié)束語70-72
• 5.1 全文總結(jié)70-71
• 5.2 工作展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果77-78

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