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  • 什么是光學(xué)相控陣技術(shù)?

    作者:佚名 來源:網(wǎng)絡(luò)文檔 時間:2023-03-09 12:37 閱讀:5761 [投稿]
    光學(xué)相控陣技術(shù)通過對光束陣列中單元光束相位的控制,從而實(shí)現(xiàn)陣列光束等相面的重構(gòu)或精密調(diào)控,具有系統(tǒng)體積質(zhì)量小、響應(yīng)速度快、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

    光學(xué)相控陣技術(shù)通過對光束陣列中單元光束相位的控制,從而實(shí)現(xiàn)陣列光束等相面的重構(gòu)或精密調(diào)控,具有系統(tǒng)體積質(zhì)量小、響應(yīng)速度快、光束質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

    光學(xué)相控陣技術(shù)其工作原理是對按一定規(guī)律排列的基陣陣元的信號均加以適當(dāng)?shù)囊葡啵ɑ蜓訒r),用來獲得陣波束的偏轉(zhuǎn)。按照上述定義,光學(xué)相控陣技術(shù)既包括用于光束發(fā)射陣列的光束大角度偏轉(zhuǎn)技術(shù),也包括用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)高分辨率成像的陣列望遠(yuǎn)鏡干涉成像技術(shù)。

    從發(fā)射角度來講,光學(xué)相控陣是對陣列發(fā)射光束的相位進(jìn)行控制,從而實(shí)現(xiàn)陣列光束整體偏轉(zhuǎn)或者相位誤差補(bǔ)償。光學(xué)相控陣的基本原理如圖1所示,其中圖1(a)是非相干合成陣列,即只有“陣”,沒有“相控”的情況;圖1(b)~(d)是光學(xué)相控陣(即相干合成陣列)的三種不同工作狀態(tài)。


    圖1.光學(xué)相控陣技術(shù)在光束發(fā)射中的應(yīng)用原理圖

    非相干合成系統(tǒng)只是將陣列光束進(jìn)行簡單的功率疊加,不對陣列光束的相位進(jìn)行控制,其光源可以是多臺波長不同的激光器,遠(yuǎn)場光斑尺寸由發(fā)射陣列單元的尺寸決定,與陣元數(shù)量、陣列等效口徑和光束陣列占空比無關(guān),不能算作真正意義上的相控陣。但是非相干合成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、對光源性能要求低、輸出功率高,已經(jīng)獲得大量應(yīng)用。

    從接收角度來講,光學(xué)相控陣應(yīng)用在遠(yuǎn)距離目標(biāo)高分辨率成像中(圖2),由望遠(yuǎn)鏡陣列、相位延遲器陣列、光束組合器和成像器件組成,目標(biāo)發(fā)出的光傳輸?shù)酵h(yuǎn)鏡陣列,之后相位延遲器可將各路光束的相位差補(bǔ)償為0,經(jīng)光束組合器后進(jìn)行干涉,獲得目標(biāo)源的復(fù)相干度。根據(jù)范西特-澤尼克定理計算出目標(biāo)圖像,該技術(shù)被稱為干涉成像技術(shù),是合成孔徑成像技術(shù)中的一種。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看,干涉成像系統(tǒng)和相控陣發(fā)射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)基本相同,只是兩種應(yīng)用情況中的光路傳輸方向相反。


    圖2.光學(xué)相控陣技術(shù)在遠(yuǎn)距離高分辨率成像中的應(yīng)用原理圖

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