液晶光學(xué)相控陣具備非機(jī)械光束偏轉(zhuǎn)能力,將其應(yīng)用到空間激光通信捕跟系統(tǒng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)快速、靈活、多用戶的接入。提出了一種基于液晶光學(xué)相控陣的快速跟蹤方法,該方法采用電荷耦合器件(CCD)作為信標(biāo)光探測(cè)器,比例積分微分(PID)閉環(huán)控制算法生成光束指向角控制點(diǎn)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光束的捷變偏轉(zhuǎn),指向捕跟探測(cè)器中心,達(dá)到跟蹤的目的。通過理論仿真可知PID閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠抑制高斯白噪聲,跟蹤精度小于6.5μrad。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,經(jīng)過10ms左右的調(diào)整,系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài),跟蹤精度小于12.6μrad。

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【部分圖文】：

圖１基于液晶光學(xué)相控陣的跟蹤系統(tǒng)框圖Ｆｉｇ．１ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＬＣＯＰＡ

型，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)容易，參數(shù)調(diào)整方便。本文基于自主研制的液晶光學(xué)相控陣器件，結(jié)合圖像處理技術(shù)和ＰＩＤ控制算法，建立閉環(huán)控制模型，將通過光斑與電荷耦合器件（ＣＣＤ）中心的像素差值作為到達(dá)角的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過理論仿真，ＰＩＤ閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠抑制空氣擾動(dòng)和ＣＣＤ采樣引入的高斯白噪聲，....

圖４液晶光學(xué)相控陣波束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)Ｆｉｇ．４ＢｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆＬＣＯＰＡ

５４，０２１２０２（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖３相位延遲量隨電壓的變化曲線Ｆｉｇ．３Ｃｕｒｖｅｏｆｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｄｅｌａｙａｍｏｕｎｔａｎｄｖｏｌｔａｇｅ假定終端Ｂ的光學(xué)系統(tǒng)中各元器件已經(jīng)經(jīng)過系統(tǒng)矯正，所有光....

圖７ＰＩＤ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．７ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒｔｏｆＰＩＤｓｙｓｔｅｍ

５４，０２１２０２（２０１７）激光與光電子學(xué)進(jìn)展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ３．３ＰＩＤ跟蹤算法ＰＩＤ算法［１４］是控制理論的重要算法之一，控制液晶相控陣的偏轉(zhuǎn)角度，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)Ａ終端發(fā)射的光束進(jìn)行動(dòng)態(tài)穩(wěn)定地跟蹤。圖７為ＰＩＤ的基本結(jié)構(gòu)圖。圖７ＰＩＤ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．....

圖８閉環(huán)系統(tǒng)階躍響應(yīng)Ｆｉｇ．８Ｓｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍ

流程為：１）在液晶光學(xué)相控陣未加波控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，對(duì)ｅ光無(wú)偏轉(zhuǎn)；２）此時(shí)光線經(jīng)過透鏡，經(jīng)透鏡聚焦后，入射到ＣＣＤ上；３）對(duì)ＣＣＤ上采集的圖像進(jìn)行處理，通過計(jì)算光斑的質(zhì)心與ＣＣＤ中心的像素差值ｅ（ｔ），經(jīng)過ＰＩＤ算法計(jì)算得到Ｃｏｕｔ（ｔ），將Ｃｏｕｔ（ｔ）的值發(fā)送給液晶光學(xué)相控陣控制系統(tǒng)....

本文編號(hào)：3986445