液晶相控陣成像激光雷達(dá)精度的研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的機(jī)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(jī)指向、高分辨率成像等特點(diǎn)，在掃描成像激光雷達(dá)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(diǎn)有著許多應(yīng)用優(yōu)勢。在液晶相控陣掃描成像激光雷達(dá)中，提高其指向精度和測距精度是實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)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(dá)可以更精確地識(shí)別目標(biāo)的位置，獲取目標(biāo)結(jié)構(gòu)更加細(xì)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(dá)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(dá)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(dá)系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)。對(duì)基于一維液晶相控陣的

3、掃描成像激光雷達(dá)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(jìn)行了分析，其中重點(diǎn)分析了液晶相控陣器件的電壓量化誤差對(duì)指向精度的影響，在0.1毫弧度的量級(jí)，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(jí)。
　　本論文中進(jìn)行了液晶相控陣掃描成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的研究，在實(shí)驗(yàn)室中搭建了液晶相控陣掃描成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證了液晶相控陣掃描成像激光雷達(dá)系統(tǒng)的可行性，可以進(jìn)行掃描和測距。