液晶相控陣波前相位恢復(fù)和優(yōu)化算法研究.pdf

1、液晶相控陣技術(shù)是雷達(dá)技術(shù)與工程光學(xué)結(jié)合起來(lái)的一種新興的雷達(dá)體制技術(shù)，其簡(jiǎn)單的操作手段（電控）、實(shí)現(xiàn)方式（加載電壓代碼）及優(yōu)良的硬件條件（驅(qū)動(dòng)電壓低、體積小、質(zhì)量輕等）使得此技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域（雷達(dá)探測(cè)、光學(xué)圖像、光通信、激光光束整形及自適應(yīng)光學(xué)等）中占據(jù)重要的位置，成為各行業(yè)爭(zhēng)相研究的熱點(diǎn)。利用液晶的光電效應(yīng)將電壓加載到液晶上，形成特定的相位波陣面，最終得到期望的偏轉(zhuǎn)波束是此項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)波束偏轉(zhuǎn)的基本原理。而在實(shí)現(xiàn)過程中，如何對(duì)實(shí)際波束進(jìn)行有

2、效控制以達(dá)到期望的高精度、高效率偏轉(zhuǎn)是此項(xiàng)技術(shù)亟需解決的問題及重點(diǎn)研究方向。
　　本文借助具體的自然基金項(xiàng)目，建立了液晶相控陣衍射及波束控制模型，圍繞相位恢復(fù)及波束優(yōu)化兩方面展開以下工作：
　　1、理論分析了液晶的光電效應(yīng)、波束偏轉(zhuǎn)原理，建立完善的光學(xué)衍射模型及波束控制模型。對(duì)比傳統(tǒng)光學(xué)模型與角譜衍射模型得出最精確的傳播模型，比較基于周期臺(tái)階數(shù)和基于相位差的波束控制模型得到最精準(zhǔn)的波前調(diào)制模型，實(shí)現(xiàn)波束在可掃描范圍內(nèi)可分辨的

3、連續(xù)偏轉(zhuǎn)。
　　2、結(jié)合實(shí)際情況給出影響波束質(zhì)量的因素，對(duì)各個(gè)模塊定性分析，選取參數(shù)值范圍，建立綜合模型，為參數(shù)優(yōu)化及后續(xù)的波束控制算法奠定理論基礎(chǔ)；
　　3、針對(duì)誤差因素導(dǎo)致的波陣面畸變現(xiàn)象，提出幾種波前相位恢復(fù)算法，以解決波束優(yōu)化過程中需要利用相位信息的問題。從算法的有效性、對(duì)初始值敏感程度、抗噪性能及輸出面面數(shù)、距離敏感程度等方面分別給出對(duì)比，找出優(yōu)劣勢(shì)，在此基礎(chǔ)上提出一種融合多個(gè)面誤差信息的相位恢復(fù)算法，該算法不僅能