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  • 什么是光學相控陣技術?

    作者:佚名 來源:網絡文檔 時間:2023-03-09 12:37 閱讀:3587 [投稿]
    光學相控陣技術通過對光束陣列中單元光束相位的控制,從而實現陣列光束等相面的重構或精密調控,具有系統體積質量小、響應速度快、光束質量好等優點。

    光學相控陣技術通過對光束陣列中單元光束相位的控制,從而實現陣列光束等相面的重構或精密調控,具有系統體積質量小、響應速度快、光束質量好等優點。

    光學相控陣技術其工作原理是對按一定規律排列的基陣陣元的信號均加以適當的移相(或延時),用來獲得陣波束的偏轉。按照上述定義,光學相控陣技術既包括用于光束發射陣列的光束大角度偏轉技術,也包括用于遠距離目標高分辨率成像的陣列望遠鏡干涉成像技術。

    從發射角度來講,光學相控陣是對陣列發射光束的相位進行控制,從而實現陣列光束整體偏轉或者相位誤差補償。光學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)是光學相控陣(即相干合成陣列)的三種不同工作狀態。


    圖1.光學相控陣技術在光束發射中的應用原理圖

    非相干合成系統只是將陣列光束進行簡單的功率疊加,不對陣列光束的相位進行控制,其光源可以是多臺波長不同的激光器,遠場光斑尺寸由發射陣列單元的尺寸決定,與陣元數量、陣列等效口徑和光束陣列占空比無關,不能算作真正意義上的相控陣。但是非相干合成系統結構簡單、對光源性能要求低、輸出功率高,已經獲得大量應用。

    從接收角度來講,光學相控陣應用在遠距離目標高分辨率成像中(圖2),由望遠鏡陣列、相位延遲器陣列、光束組合器和成像器件組成,目標發出的光傳輸到望遠鏡陣列,之后相位延遲器可將各路光束的相位差補償為0,經光束組合器后進行干涉,獲得目標源的復相干度。根據范西特-澤尼克定理計算出目標圖像,該技術被稱為干涉成像技術,是合成孔徑成像技術中的一種。從系統結構來看,干涉成像系統和相控陣發射系統的結構基本相同,只是兩種應用情況中的光路傳輸方向相反。


    圖2.光學相控陣技術在遠距離高分辨率成像中的應用原理圖

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