相控阵激光雷达液晶相控阵高效精确波束指向技术

本项目旨在解决相控阵激光雷达液晶相控阵的高效率精确波束指向问题，通过研究液晶相控阵波前相位和远场光强计算数学模型、影响因素综合模型、相控阵波前相位恢复算法、视场内连续均匀扫描方法、兼顾效率和精度的性能优化算法等基本问题，建立和完善液晶相控阵高效率精确波束指向理论体系，研制实验系统平台，对本项目研究所获得理论和技术成果进行验证，为研制相控阵激光雷达系统奠定理论和技术基础。该项目研究不仅可以提高我国相控阵激光雷达的基础研究水平和自主创新能力，具有重要的科学意义；其理论成果和技术还可以用于聚束高能激光武器、空间光通信等领域。

液晶光相控阵能够为激光雷达提供可编程随机无惯性波束扫描，使得低成本、多功能的激光相控阵雷达系统的实现成为可能，并具有高的稳定性、高的分辨率、可随机访问指向、可编程多同步光束以及动态聚焦/散焦能力、以及高的性价比。因此液晶光相控阵单元是相控阵激光雷达的核心部件，液晶光相控阵的高效率精确波束指向控制技术成为相控阵激光雷达的关键技术。本项目围绕这一核心问题，开展了液晶相控阵系统建模分析、液晶相控阵波前控制、偏转指向性能优化以及光学相控阵功率相干合成四个方面的研究，形成的研究成果主要包括：液晶相控阵影响因素模型，双波束偏转优化算法，可变焦透镜实现方法，相控阵激光束散角控制算法，光相控阵大角度偏转算法，液晶相控阵栅瓣模型，液晶相控阵多波束形成算法，波控数据获取算法，扫描角度筛选算法，相位恢复算法，基于模式搜索的指向修正算法，基于斜率近似的偏转精度修正算法，基于转轴法的偏转效率优化算法，周期模式偏转效率优化算法，液晶相控阵激光相干合成模型，聚焦式相干合成模型，相干合成波束偏转算法。上述研究成果为今后进一步的研究提供了必不可少的基础性工作，也为研制实用的激光雷达装备及空间光通信技术提供了理论依据和技术基础。