【摘要】：液晶光學相控陣(LC-OPA)是一種結合了微波相控陣天線技術與液晶電光特性的新型無機械波束掃描控制器件,具有驅動電壓器、功耗低、重量輕、抗振動、抗輻射干擾、大孔徑和性價比高等優(yōu)點,在激光雷達和空間光通信等領域具有重要的應用前景和應用價值,已成為光學相控陣中的研究熱點。目前LC-OPA技術研究還存在系統(tǒng)分析模型不完善和偏轉效率較低等問題,本文針對LC-OPA的系統(tǒng)建模、性能優(yōu)化和波束控制三個方面開展研究,主要學術貢獻如下:1、建立了完備的LC-OPA系統(tǒng)分析模型,包括空間傳播模型、相位調制模型、波束偏轉控制模型和影響因素模型,提出了反映系統(tǒng)對波束能量利用率的偏轉效率指標;研究了液晶層厚度與LC-OPA相移特性的關系;分析了器件設計參數的選取、偏轉控制方式的選擇、邊緣效應的大小、制作工藝誤差的大小對LC-OPA偏轉效率和偏轉角度的影響,為LC-OPA器件的研制提供了理論依據和指導。2、針對LC-OPA偏轉效率優(yōu)化的問題,設計了偏轉性能閉環(huán)優(yōu)化系統(tǒng),提出了基于快速搜索法和隨機并行梯度下降法的偏轉性能優(yōu)化方法,提高了系統(tǒng)的偏轉性能,提升了優(yōu)化過程的迭代速度,通過實驗優(yōu)化了LC-OPA的波束偏轉效率。3、針對LC-OPA多波束形成問題,提出了子孔徑多波束法,通過對LC-OPA劃分獨立控制的子陣列,形成了低柵瓣干擾的多波束偏轉;提出了陣列復用多波束法,通過共享整個LC-OPA的孔徑資源,形成了高分辨率的多波束偏轉;提出了迭代傅里葉變換多波束掃描方法,利用陣列綜合和迭代運算的方式獲得LC-OPA的多波束相位激勵值,通過實驗形成了動態(tài)掃描的多波束。4、提出了LC-OPA的波束發(fā)散角控制方法,通過對LC-OPA加載不同焦距的透鏡相位調制函數,實現(xiàn)了對高斯光束傳播參數的控制,并設計試驗驗證了對LCOPA入射波束發(fā)散角大小的控制能力。將該方法拓展應用于空間光通信系統(tǒng),設計了基于LC-OPA發(fā)散角控制振動干擾抑制系統(tǒng),推導了振動干擾中通信波束最優(yōu)發(fā)散角的計算方法,降低了振動導致的通信系統(tǒng)綜合功率損失。5、提出了LC-OPA角度放大方法,通過級聯(lián)倒置的望遠鏡系統(tǒng),擴大了LCOPA的波束偏轉角度;設計了粗-精掃級聯(lián)掃描模式,實現(xiàn)了LC-OPA大角度連續(xù)掃描的問題。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN821.8

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 橫小路;楊銀平;;含氟液晶新動向[J];甘肅化工;1997年02期

2 鄭述方;張展;馮鉑;白躍峰;趙可清;;點擊反應在液晶材料合成中的應用[J];化學工程與裝備;2017年02期

3 金慧然;王志輝;張立靜;丁師杰;陳靜;;黏土及類黏土液晶材料的研究進展[J];硅酸鹽通報;2017年04期

4 忠東;;軟體軟體機器人嶄露頭角[J];青少年科技博覽;2016年11期

5 柳春;李煜乾;史磊;呂曠;藍麗;李克賢;;纖維素液晶材料的研究進展[J];大眾科技;2013年11期

6 徐宇威,徐衛(wèi)國;含氟液晶材料及其發(fā)展現(xiàn)狀[J];浙江化工;2003年12期

7 王耘;液晶材料 市場動向[J];今日電子;2002年10期

8 ;穩(wěn)步發(fā)展 努力創(chuàng)新 石家莊實力克液晶材料有限公司[J];液晶與顯示;2002年05期

9 杭德余,裘靈光,葉昆元,章于川,黃梅;我國顯示用液晶材料的研究進展[J];安徽化工;2001年04期

10 尹鳳婷;高波;;“農民”與“高科技”——來自民營石家莊實力克液晶材料公司的報告[J];鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)科技;2000年02期

相關會議論文 前10條

1 楊槐;;特種液晶材料及調光膜制備技術[A];中國化學會第30屆學術年會摘要集-第十分會：高分子[C];2016年

2 詹茂盛;李曉東;王凱;;∧形液晶材料的研究進展[A];2012年全國高分子材料科學與工程研討會學術論文集（上冊）[C];2012年

3 楊槐;王玲;;面向節(jié)能的功能性液晶材料的研究[A];2012年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會（暨第十二屆全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術論文報告）會議論文集[C];2012年

4 李文;張靜;周明軍;王珊;吳立新;;含多金屬氧簇的新型雜化液晶材料[A];2010年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會（暨第十一次全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術論文報告會）會議論文集[C];2010年

5 李文;尹升燕;王金鳳;吳立新;;無機／有機雜化液晶材料的制備與表征[A];2008年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會暨第十次全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術論文報告會論文集[C];2008年

6 楊槐;張?zhí)m英;;特種液晶材料及調光膜制備技術[A];2016年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會（暨第十四屆全國高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術論文報告會）論文集——主題D：液晶高分子的電-光-磁效應、器件以及應用[C];2016年

7 郭姝萌;張?zhí)m英;王慧慧;宮賀;肖久梅;楊槐;;摻有離子液體的近晶A相液晶材料在電場作用下的動態(tài)過程研究[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會摘要集[C];2014年

8 賀澤民;苑曉;趙玉真;張?zhí)m英;張海泉;楊槐;;基于離子液體的電致變色液晶材料研究[A];2014年兩岸三地高分子液晶態(tài)與超分子有序結構學術研討會摘要集[C];2014年

9 任延志;趙英英;李鐵津;王哲;;一種新型的兩親性液晶材料:含有萘—偶氮—蒽醌的聚馬來酸單酯[A];首屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];1992年

10 姜楠;張九敏;魏杰;;膽甾相液晶微膠囊的制備及顯色性能研究[A];2013年全國高分子學術論文報告會論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

相關重要報紙文章 前10條

1 本報記者 郝昱;八億時空：國產液晶材料彎道超車[N];中國企業(yè)報;2016年

2 本報記者 劉靜;液晶材料如何打破國外企業(yè)壟斷？[N];中國電子報;2017年

3 群智咨詢(Σintell) 李雷廣;2016年國內液晶材料需求量將占全球市場近三成[N];中國電子報;2016年

4 本報記者 孫鴻凌;液晶材料，如何打破外企壟斷[N];中國電子報;2014年

5 記者 毛慶;南京企業(yè)上馬新型液晶材料生產線[N];南京日報;2012年

6 記者 姜艷;實力克：從國內領跑到世界一流[N];河北日報;2010年

7 清華大學化學系教授 梁曉;中國液晶材料業(yè)面臨洗牌 加快創(chuàng)新整合是關鍵[N];中國電子報;2009年

8 徐光陸;瞄準高端調結構科技創(chuàng)新贏市場[N];鎮(zhèn)江日報;2009年

9 記者 毛慶　實習生 翁亞欣;液晶面板將裝“南京造”心臟[N];南京日報;2009年

10 ;透明電冰箱[N];科技日報;2000年

相關博士學位論文 前10條

1 肖鋒;液晶光學相控陣關鍵技術研究[D];電子科技大學;2018年

2 彭增輝;基于自組裝膜的液晶光控取向研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2005年

3 李宇波;基于電光效應的偏振調制與檢測研究[D];浙江大學;2006年

4 鄭敏燕;棒狀磁性液晶的合成及性能研究[D];陜西師范大學;2007年

5 李鑫;激光誘導圖形化液晶取向研究[D];上海交通大學;2007年

6 吳幼軍;液晶/柔性鏈聚合物各向異性界面性質及共混物形態(tài)演變與流變行為的研究[D];上海交通大學;2007年

7 劉宇鵬;基于液晶材料微波關鍵無源元件調諧技術研究[D];電子科技大學;2017年

8 才勇;液晶材料的混合配比和膽甾相液晶顯示的研究[D];中國科學院長春光學精密機械與物理研究所;2000年

9 安慶大;中位-四-（對酰氧基苯基）卟啉液晶材料的制備、結構和性質研究[D];大連理工大學;2002年

10 陳澤章;太赫茲波段液晶材料光學特性密度泛函理論研究[D];河南師范大學;2016年

相關碩士學位論文 前10條

1 楊魏強;功能性液晶材料的結構穩(wěn)定與調控[D];華東理工大學;2018年

2 葛憶;基于液晶的太赫茲反射式移相器研究[D];合肥工業(yè)大學;2017年

3 王丹;TFT-LCD液晶材料對顯示殘像的影響[D];清華大學;2009年

4 袁鴻;基于多金屬氧簇的手性發(fā)光液晶材料[D];山西大學;2017年

5 孫亮;手性液晶材料的設計、合成及性能研究[D];武漢工業(yè)學院;2010年

6 曹振;摻雜型熒光液晶發(fā)光特性研究[D];長春理工大學;2016年

7 陳莉;基于液晶的激光偏振調制與自適應穩(wěn)光技術[D];長春理工大學;2017年

8 石彥輝;基于DSP的液晶材料電特性測試系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)[D];石家莊鐵道學院;2006年

9 門秀龍;殼聚糖類液晶材料的制備及加工方法的研究[D];大連工業(yè)大學;2011年

10 李蘭英;殼聚糖基生物液晶材料的研究[D];天津大學;2006年

本文編號：2800243